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WO2010143328A1 - 光照射装置および検査装置 - Google Patents

光照射装置および検査装置 Download PDF

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WO2010143328A1
WO2010143328A1 PCT/JP2010/000481 JP2010000481W WO2010143328A1 WO 2010143328 A1 WO2010143328 A1 WO 2010143328A1 JP 2010000481 W JP2010000481 W JP 2010000481W WO 2010143328 A1 WO2010143328 A1 WO 2010143328A1
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WO
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light
light guide
light irradiation
irradiation apparatus
incident
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/000481
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
中村篤
南功治
Original Assignee
シャープ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Priority to US13/203,658 priority Critical patent/US20120134131A1/en
Priority to CN201080010798.8A priority patent/CN102341645B/zh
Priority to EP10785860A priority patent/EP2442015A4/en
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    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N2021/9511Optical elements other than lenses, e.g. mirrors

Definitions

  • the present invention relates to a light irradiation apparatus and an inspection apparatus for irradiating an object to be irradiated with light having high directivity.
  • an optical filter is generally used to obtain light having a desired spectrum.
  • Patent Document 1 discloses a pseudo-sunlight irradiator capable of making the illuminance distribution uniform in a measurement object by reflecting and diffusing simulated sunlight that has passed through an optical filter by turning on a lamp such as a xenon lamp. Has been.
  • Japanese Patent Publication Japanese Patent Laid-Open No. 2003-28785 (published January 29, 2003)”
  • the directivity of light transmitted through or reflected by the optical filter is not controlled.
  • the multilayer film has an incident angle dependency, so that the characteristics of the optical filter are sufficient when irradiated with light whose directivity is not controlled. The desired characteristics could not be obtained.
  • the present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a light irradiation device that emits light having a desired spectrum and controlled directivity, and the light irradiation device. It is providing the inspection apparatus provided with.
  • the light irradiation apparatus is a light irradiation apparatus including a light source, a light guide, and a spectrum modulation member in order to solve the above-described problem, and the light guide is incident from the light source.
  • the emitted light is guided from the incident surface to the inside thereof, the light is reflected on the side surface of the light guide, and the light having a controlled directivity is emitted from the emission surface.
  • the spectral modulation member has directivity.
  • a spectrum of a specific wavelength band in the controlled light is attenuated, and in the light guide, the incident surface is smaller than the exit surface, and the spectrum modulation member is placed on the exit surface side of the light guide. I have.
  • the spectrum modulation member for attenuating the spectrum in the specific wavelength band is provided on the light exit surface side of the light guide, so that the radiation angle distribution of the spectrum modulation member is controlled within a desired range.
  • Light with high directivity is incident. Therefore, the influence of the incident angle dependency of the spectral modulation member can be minimized. Therefore, according to the said structure, there exists an effect that the light irradiation apparatus which irradiates the light which has a desired spectrum and the directivity was controlled can be provided.
  • a second light irradiation apparatus includes the above-described light irradiation apparatus and a second light guide, and the light irradiation apparatus transmits light having controlled directivity to the second light guide. Then, the second light guide is characterized in that the light whose directivity is controlled is emitted from the emission surface.
  • the inspection apparatus has a transmission characteristic of a color filter in which pixels colored in any of the three primary colors R, G, and B of light are alternately arranged in a periodic pattern on a transparent substrate surface.
  • a color filter inspection apparatus for inspecting a color filter comprising the above-described light irradiation apparatus for irradiating simulated sunlight with controlled directivity, and inspecting the transmission characteristics of the color filter with light emitted from the light irradiation apparatus It is characterized by.
  • the transmission characteristics of the color filter can be inspected with higher accuracy.
  • the solar cell panel inspection device for measuring the output characteristics of the solar cell panel according to the present invention includes the above-described light irradiation device that irradiates the pseudo-sunlight with controlled directivity, and the light emitted from the light irradiation device. It is characterized by measuring the output characteristics of the solar cell panel.
  • the output characteristics of the solar cell panel can be measured with higher accuracy.
  • the light guide according to the present invention By using the light guide according to the present invention and the light irradiation device including the light guide, it is possible to provide a light irradiation device that emits light having a desired spectrum and controlled directivity. There is an effect.
  • generates simulated sunlight is provided in the light irradiation apparatus concerning this invention, the highly directional simulated sunlight can be irradiated over a wide range.
  • FIG. 1 illustrates an embodiment of the present invention, and is a front view schematically illustrating a configuration of a light guide that constitutes a light irradiation apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, and
  • FIG. 4A shows that the inner region of the light guide constituting the light irradiation device according to the present invention is not divided and all side surfaces are tapered.
  • It is a front view which shows typically the structure of the light guide which is shown, (b) is a side view which shows typically the structure of the light guide of (a).
  • FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, in which (a) is a front view schematically showing the configuration of the light irradiation apparatus according to the present invention, and (b) is a schematic configuration of the light irradiation apparatus.
  • FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, in which (a) is a front view schematically showing the configuration of the light irradiation apparatus according to the present invention, and (b) is a schematic configuration of the light irradiation apparatus.
  • FIG. FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, in which (a) is a front view schematically showing the configuration of the light irradiation apparatus according to the present invention, and (b) is a schematic configuration of the light irradiation apparatus.
  • FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, (a) is a front view schematically showing a configuration of a light irradiation apparatus according to the present invention, and (b) uses a cylindrical lens as an optical element. It is a side view which shows typically the structure of the said light irradiation apparatus, (c) is a side view which shows typically the structure of the said light irradiation apparatus which used the prism as an optical element.
  • FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, (a) is a front view schematically showing a configuration of a light irradiation apparatus according to the present invention, and (b) uses a cylindrical lens as an optical element.
  • (c) is a side view which shows typically the structure of the said light irradiation apparatus which used the prism as an optical element.
  • Another embodiment of this invention is shown, and it is a front view which shows typically the structure which has arrange
  • Another embodiment of the present invention is shown, and is a view schematically showing a configuration of a second light irradiation apparatus including the light irradiation apparatus according to the present invention.
  • Another embodiment of this invention is shown and it is a figure which shows typically the structure of the pseudo-sunlight irradiation apparatus provided with the light irradiation apparatus concerning this invention.
  • Another embodiment of the present invention is shown, and is a diagram schematically showing a configuration of an inspection apparatus provided with a simulated sunlight irradiation apparatus according to the present invention.
  • Another embodiment of the present invention is shown, and is a diagram schematically showing a configuration of an inspection apparatus provided with a simulated sunlight irradiation apparatus according to the present invention.
  • it is a graph which shows the radiation angle distribution of the longitudinal direction of the output surface in the light guide concerning this invention.
  • it is a rough which shows the radiation angle distribution of the transversal direction of the output surface in the light guide concerning this invention. It is a graph showing an example of the spectrum of pseudo sunlight.
  • a to B indicating a range indicates “A or more and B or less”.
  • the light guide 107 reflects the incident light on the side surface of the light guide 107 to control the directivity of the light, and emits the light whose directivity is controlled from the emission surface 1072.
  • the side surface of the light guide body 107 has a so-called “tapered shape” whose width increases from the incident surface 1051 toward the output surface 1052.
  • the shape of the light guide 107 is not particularly limited as long as it is “tapered”.
  • the light guide 107 may have a circular or polygonal cross-sectional shape in a direction parallel to the incident surface 1051 or the exit surface 1052.
  • the shape of the entrance surface 1051 or the exit surface 1052 of the light guide 107 is appropriately determined according to the type of the light guide. For example, as shown in an embodiment described later, when the light emitted from the light guide 107 is coupled to the second light guide, the shape of the incident surface 1051 and / or the output surface 1052 of the light guide 107 is The shape is preferably rectangular. In addition, when it is desired to obtain circular spot illumination or polygonal spot illumination, the shape of the entrance surface 1051 and / or the exit surface 1052 of the light guide 107 is preferably a circle or a polygon.
  • the light guide 107 since the light guide 107 is tapered, the incident light propagates while repeatedly reflecting the side surface of the light guide 107. Therefore, the radiation angle distribution of the light emitted from the light guide 107 can be controlled within a desired range.
  • an optical element 106 having an incident surface 1061 having a size substantially equal to that of the output surface 1052 is provided on the output surface 1052 of the light guide 107.
  • the optical element 106 emits light having a smaller emission angle than incident light, and has a refractive index different from that of the light guide 107.
  • “refractive index in light guide 107” refers to the refractive index of internal regions 105b1 to 105b5 of light guide 107.
  • the inner regions 105b1 to 105b5 of the light guide 107 are collectively referred to as the inner region 105b of the light guide 107.
  • the “refractive index in the light guide 107” is about 1.00, and in the case of the glass layer (optical glass: FK1), the “refractive index in the light guide 107”. "Is about 1.47.
  • optical element 106 examples include optical glass: BK-7 (refractive index of about 1.51), optical glass: SF-2 (refractive index of about 1.64), and the like. If it differs from the refractive index in the light body 107, it will not specifically limit.
  • the refractive index of the inner region 105b of the light guide 107 and the refractive index of the optical element 106 may be appropriately combined depending on the purpose.
  • an air layer is used as the inner region 105b of the light guide 107
  • optical glass: BK-7 is used as the optical element 106.
  • the present invention is not limited to this, and other than the above.
  • Examples of the combination include optical glass: FK1 as the inner region 105b of the light guide 107 and optical glass: SF-2 as the optical element 106.
  • the shape of the optical element 106 may be determined according to the combination of the refractive index of the inner region 105 b of the light guide 107 and the refractive index of the optical element 106.
  • the shape of the optical element 106 is not particularly limited as long as it emits light having a smaller emission angle than incident light, but at least one of the incident surface 1061 or the exit surface 1062 may be a curved surface. preferable.
  • the “curved surface” is a curved surface, that is, a surface in which a tangent line passing through an arbitrary point on the curved surface has a plurality of different inclination angles with respect to the incident surface 1051 of the light guide 107.
  • the surface is not particularly limited as long as it has a shape capable of emitting light having a smaller emission angle than light incident on the optical element 106. Therefore, for example, not only a quadratic curved surface such as a spherical surface, an elliptical surface, a cylindrical surface, and an elliptical cylindrical surface, but also a curved surface formed from a plurality of planes is included in the category of a curved surface in this specification.
  • the “curved surface formed from a plurality of planes” refers to a curved surface such as the incident surface 1061 of the optical element 106 shown in FIG.
  • the inclination angle with respect to the incident surface 1051 of the light guide 107 in each plane constituting the “curved surface formed from a plurality of planes” is the respective plane. May be different.
  • the “curved surface formed of a plurality of planes” is configured so that the radiation angle of the light emitted from the optical element 106 is smaller than the radiation angle of the light incident from the respective exit surfaces 1052 of each internal region 105b.
  • the directivity of light emitted from the light guide 107 can be further improved by adjusting the inclination angle of the light guide 107 with respect to the incident surface 1051 in each plane.
  • the optical element 106 In order to reduce the radiation angle of the light emitted from the exit surface 1062 of the 106 as compared with the radiation angle of the light incident on the optical element 106, for example, an optical having one of the following shapes (i) to (iii): This can be achieved by arranging the incident surface 1061 of the element 106 so as to face the incident surface 1051 of the light guide 107.
  • the shape of the optical element 106 is as follows: (i) the optical element in a direction parallel to the optical axis of the light exiting from the exit surface 1052 of the light guide 107 and the surface having a large light emission angle. 106, the exit surface 1062 of the optical element 106 is concave, or (ii) the entrance surface 1061 of the optical element 106 is convex, or (iii) the entrance surface 1061 of the optical element 106 is convex and the exit surface 1062 is concave. There is a certain configuration.
  • the shape of the optical element 106 is as follows: (iv) the optical element in a direction parallel to the optical axis of the light exiting from the exit surface 1052 of the light guide 107 and the surface having a large light emission angle. 106, the exit surface 1062 of the optical element 106 is convex, (v) the entrance surface 1061 of the optical element 106 is concave, or (vi) the entrance surface 1061 of the optical element 106 is concave, and the exit surface 1062 is convex. There is a certain configuration.
  • the directivity of light can be enhanced by changing the curvature of the optical element 106, the tilt angle of the surface, the incident surface 1061, and the exit surface 1062 so that a desired radiation angle can be obtained.
  • the present invention is not limited to the shape of the optical element 106 described above. As long as the shape of the optical element 106 emits light having a smaller radiation angle than incident light, substantially the same effect as in the embodiment can be obtained.
  • the optical element 106 is provided on the exit surface 1052 of the light guide 107, but the present invention is not limited to this. If the optical element 106 is provided on at least one of the entrance surface 1051 and the exit surface 1052 of the light guide 107, substantially the same effect as in the present embodiment can be obtained.
  • the light guide 107 has a reflective surface 105a that divides the inner region 105b of the light guide 107 into a plurality along the light guide direction indicated by the arrow in FIG. Furthermore, you may provide.
  • the light incident on the light guide 107 propagates while repeating internal reflection in each internal region 105b of the light guide 107 divided by the reflection surface 105a.
  • the greater the number of divided internal regions 105b of the light guide 107 the greater the number of times the light incident on the light guide 107 is reflected inside, and the more limited the radiation angle of the emitted light. . Therefore, the more the number of the inner regions 105b of the light guide 107 is divided, the more directional light is emitted.
  • the inclination angle of the reflecting surface 105a with respect to the incident surface of the light guide 107 is different between the vicinity of the center of the light guide 107 and the vicinity of the side surface. Therefore, the radiation angle distribution of the light emitted from each internal region 105b divided by each reflection surface 105a is different. Therefore, in order to further improve the directivity emitted from the light guide 107, the emission angle of the light emitted from the optical element 106 is made smaller than the emission angle of the light incident from each emission surface 1052 of each internal region 105b. Thus, the shape of the optical element 106 may be further adjusted.
  • the entrance surface 1061 of the optical element 106 is in contact with each internal region 105 b on the exit surface 1052 of the light guide 107.
  • Is designed such that the inclination angle ⁇ with respect to the incident surface 1051 is different from the inclination angle with respect to the incident surface 1051 of the light guide 107 in the incident surface 1061 of the optical element 106 in contact with the inner region 105b3.
  • the incident surface 1061 of the optical element 106 having such a shape is arranged on the exit surface 1052 of the light guide 107 so as to face the entrance surface 1051, thereby emitting light emitted from the exit surface 1072 of the light guide 107.
  • the angular distribution can be further controlled.
  • the light guide 107 is not particularly limited as long as the inner side surface of the light guide 107 reflects light.
  • the number of divisions of the inner region 105b of the light guide 107 is “desired emission angle range”, “incident light angle range”, It can be determined as appropriate according to “size”, “size of exit surface”, “total length of tapered light guide”, and the like. Since the inner region 105b of the light guide 107 is divided into two or more by the reflection surface 105a, the number of times of light reflection at the light guide 107 increases. As a result, the directivity of light can be controlled higher.
  • the material and shape of the reflecting surface 105a are not particularly limited as long as it can reflect light. Therefore, the reflective surface 105a and the side surface of the light guide 107 may be formed using the same material, or may be formed using different materials.
  • the light emission angle distribution can be controlled within a desired range, and as a result, light with high directivity is emitted. be able to.
  • the present invention is not limited to the combinations and shapes shown in the embodiment of FIG. 1, and is guided so that the radiation angle distribution of the emitted light from the light guide 107 can be controlled within a desired range.
  • a combination of the refractive index of the light body 107 and the refractive index of the optical element 106 and the shape of each may be selected as appropriate.
  • the inner region 105b of the light guide 107 is divided into a plurality of parts by the reflection surface 105a, but the inner region 105b of the light guide 107 is not divided into a plurality of parts by the reflection surface 105a. Also good. Specifically, as shown in FIG. 2A, the inner region of the light guide 107 may not be divided, and all side surfaces may have a tapered shape. As shown in c), the pair of opposing surfaces may be tapered, and the other surface may be not tapered.
  • the light irradiation apparatus 100 includes a light source 101, a spectrum modulation member 104, a light guide 107, a mirror 103, a reflector 102, and a light amount adjustment member 300.
  • the light emitted from the light source 101 is collected by the reflector 102 toward the light guide 107 according to the present invention.
  • the incident surface 1071 see FIG. 1
  • a mirror 103 is provided in the vertical direction.
  • the light reflected by the mirror 103 is introduced into the light guide 107 and is emitted from the emission surface 1072 (see FIG. 1) with the radiation angle distribution controlled. Irradiation unevenness of the emitted light is made uniform by the light amount adjusting member 300 provided on the exit surface side of the light guide 107 and passes through the spectrum modulation member 104 provided on the exit surface side of the light guide 107. To do. As a result, among the light incident on the spectrum modulation member 104, the transmittance of light in a specific wavelength band is attenuated, and light having a specific spectral distribution is generated and irradiated on the irradiated surface.
  • the light source 101 is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include a xenon lamp, a halogen lamp, a UV lamp, a metal halide lamp, and an LED.
  • one spectral modulation member 104 is provided on the light exit side of the light guide 107, but the present invention is not limited to this.
  • the configuration of the light irradiation apparatus 100 it is possible to irradiate light with high directivity even when the spectrum modulation member 104 is not provided.
  • the spectral modulation member 104 is provided in at least one place in the optical path of the light emitted from the light guide 107, it becomes possible to irradiate light having a high directivity and a desired spectrum.
  • a plurality of spectrum modulation members 104 may be provided.
  • the light irradiation device is a light irradiation device including the light guide 107 shown in FIG. 1, but instead, FIG.
  • the light guide 107a and the light guide 107b shown in (c) of 2 may be used.
  • the light guide 107 may be described as a concept including both the light guide 107a and the light guide 107b.
  • the light guide 107 is also tapered in the thickness direction, but when there is no need to control the directivity in the thickness direction, the light guide A taper shape may not be configured in the thickness direction of 107.
  • the spectral modulation member 104 has a function of giving a spectral distribution by attenuating the transmittance of light in a specific wavelength band with respect to the light from the light source 101 and generating light having a desired spectral distribution. If it has, it will not specifically limit.
  • various optical filters such as an air mass filter, a high-pass filter, and a low-pass filter can be appropriately selected and used according to the purpose.
  • One type of spectrum modulation member 104 may be used alone, or two or more types of spectrum modulation members 104 may be used in combination.
  • optical filter as described above is provided as the spectrum modulation member 104, it is desirable to install the optical filter so that the surface of the optical filter is perpendicular to the optical axis.
  • an air mass filter (AM filter) is used as the spectrum modulation member 104
  • artificial sunlight having a spectrum with a wavelength in the range of about 350 nm to about 1100 nm can be generated.
  • AM air mass
  • the air mass filter takes into account the attenuation of sunlight energy (spectrum) due to atmospheric influences as described above, and turns light with a broad spectrum such as halogen lamps and xenon lamps into artificial sunlight using a multilayer film. It is a filter that approaches. More specifically, when an AM1.5 air mass filter is used, simulated sunlight corresponding to AM1.5 can be obtained.
  • the light irradiation apparatus 100 including such a spectrum modulation member 104 it becomes possible to irradiate simulated sunlight.
  • the spectral modulation member 104 is a multilayer film type optical filter, there is an incident angle dependency on the multilayer film. Therefore, when the light from the above-mentioned lamp or the like is irradiated onto the spectrum modulation member 104 without controlling the directivity, the component having a large incident angle with respect to the multilayer film exhibits the original characteristics of the spectrum modulation member 104. Can not be. That is, by controlling the directivity of light incident on the spectrum modulation member 104, for example, light in a desired wavelength band can be cut. Alternatively, the degree of coincidence with the pseudo-sunlight spectrum can be increased.
  • the light guide 107 described in “1. Light guide” is used, and the directivity of the emitted light from the light guide 107 is increased. The influence of angular dependence can be weakened. Therefore, the original characteristics of the spectrum modulating member 104 can be exhibited, light in the target wavelength band can be blocked, or the degree of spectrum matching with pseudo sunlight can be increased.
  • the “pseudo sunlight” is similar to the reference sunlight whose spectral irradiance is defined by the standard of JIS (JIS C8911) in order to evaluate the output characteristics of the solar battery cell. Refers to light having a spectrum.
  • FIG. 16 is a graph showing an example of a pseudo sunlight spectrum.
  • pseudo sunlight refers to, for example, light having a spectrum shown in FIG.
  • the light amount adjusting member 300 is provided on the light exit surface side of the light guide 107 from the viewpoint of improving the illuminance unevenness of the light emitted from the light guide 107.
  • FIG. 4 shows the illuminance distribution on the irradiated surface when light is irradiated using the light guide according to the present invention.
  • FIG. 4 is a graph showing the illuminance distribution when the light guide body 107 in which the inside of the light guide body shown in FIG. 1 is divided into five by the reflecting surface is used.
  • the light propagating through the light guide has uneven illuminance on the half surface where the directivity is controlled by repeating reflection inside, near the center and the side surface (reflection surface) of each tapered light guide. This is due to the fact that the light emission angle changes due to repeated reflection of the light, and as a result, the amount of light near the side surface of the light guide is relatively increased.
  • the uneven illuminance between the reflection surface and the center as described above is improved.
  • the illuminance is made uniform.
  • the light amount adjusting member 300 is not particularly limited as long as it is a member that can limit the light transmittance and can adjust the light amount.
  • a light shielding net, a light shielding tape, a light shielding sheet, a light shielding filter, or the like is used. Can do.
  • the normalized illuminance of each region on the irradiated surface is obtained based on information on a graph indicating the illuminance distribution as shown in FIG.
  • the transmittance of the light amount adjusting member 300 is calculated based on the normalized illuminance, and the light amount adjusting member 300 is virtually divided. It is possible to achieve uniform illuminance by limiting the transmittance of light that passes through each internal region 105b of the light guide 107 using the light quantity adjustment member 300 thus manufactured.
  • one light amount adjusting member 300 is provided on the light exit surface side of the light guide 107, but the present invention is not limited to this. If it is the structure of the light irradiation apparatus 100, even if it is a case where the member 300 for light quantity adjustment is not provided, it is possible to irradiate light with high directivity. However, if the light amount adjusting member 300 is provided in at least one place in the optical path of the light emitted from the light source 101, it is possible to irradiate light with high directivity and uniform illuminance.
  • At least one light amount adjusting member 300 is provided on the light exit surface side of the light guide 107.
  • a plurality of light amount adjusting members 300 may be provided in the optical path according to the purpose. In this case, two or more different light amount adjustment members 300 may be used in combination.
  • the light irradiation device 100 may be provided with a light blocking means in the optical path of the light emitted from the light source 101 to prevent stray light.
  • the light shielding means include a light absorber material.
  • the light irradiation device in FIG. 3 uses the light guide 107 shown in FIG. 1, but if the desired directivity and illuminance distribution can be obtained, the light irradiation device in FIG. 2 (a) or FIG. 2 (c). You may comprise the light irradiation apparatus 100 shown in FIG.5 and FIG.6 using the light guide shown.
  • FIG. 5 shows a light irradiation apparatus 100 provided with a light guide body 107 whose side surfaces are tapered as shown in FIG.
  • FIG. 6 shows a light irradiation apparatus 100 including a light guide 107 having a part of a side surface tapered as shown in FIG.
  • the directivity in the x-axis direction (thickness direction) of the light guide 107 is controlled by an optical member or a reflection member.
  • the directivity in the y-axis direction can be controlled by the light guide 107.
  • the optical element 110 may be guided to the light guide 107 after increasing the directivity in the thickness direction of the light guide 107.
  • a lens or a prism can be used as the optical element 110.
  • a configuration using a cylindrical lens 110 c as the optical element 110 is shown.
  • the light emitted from the light source 101 is reflected by the reflector 102 and then enters the cylindrical lens 110c.
  • the directivity in the thickness direction of the light guide 107 is enhanced by the cylindrical lens 110 c, the light enters the light guide 107.
  • the directivity in the thickness direction of the light guide 107 can be further increased by the effect of the taper shape in the thickness direction of the light guide 107.
  • the cylindrical lens 110c is used as the optical element 110, but a prism may be used as the optical element 110.
  • the light irradiation device 100 shown in FIGS. 7C and 8C shows a configuration in which a prism 110 p is used as the optical element 110.
  • the light emitted from the light source 101 is reflected by the reflector 102 and then enters the prism 110p.
  • the light incident on the prism 110p is incident on the light guide 107 after the directionality in the thickness direction of the light guide 107 is enhanced by the refraction effect of the prism 110p.
  • the light directivity in the thickness direction of the light guide 107 is further increased by the effect of the taper shape in the thickness direction of the light guide 107. Can be increased.
  • the light irradiation device 100 may be arranged in an array in order to irradiate light having a high directivity over a wider range.
  • a configuration in which a plurality of light guides 107 are joined, such as a plurality of light guides 107 constituting the light irradiation device 100, may be used.
  • FIG. 9 illustrates a configuration in which the light irradiation device 100 configured by the light source 101, the prism 110p, the mirror 103, the light amount adjustment member 300, and the spectrum modulation member 104 illustrated in FIG. 8 is arranged in an array.
  • FIG. 9 illustrates a configuration in which the light irradiation device 100 configured by the light source 101, the prism 110p, the mirror 103, the light amount adjustment member 300, and the spectrum modulation member 104 illustrated in FIG. 8 is arranged in an array.
  • the light irradiation device may be any configuration of the light irradiation device 100 described above.
  • the light guide 107, the light source 101, the light amount adjustment member 300, the spectrum modulation member 104 and the like correspond one-to-one, but for example, from the light source 101 in FIG. 8.
  • a plurality of light guides 107 may be arranged for one light source. The reverse is also possible.
  • a plurality of light guides 107 may be arranged for each of these members.
  • the light irradiation device 100 configured as described above, it becomes possible to irradiate the irradiated surface with light having high directivity and uniform illuminance. Further, by using an air mass filter as the spectrum modulating member 104, it is possible to irradiate pseudo sunlight with high directivity and uniform illuminance.
  • the light irradiation device 400 includes the light irradiation device 100 and the second light guide 600 described above.
  • the light irradiation device 400 is intended to irradiate light in a wider range than the light irradiation device 100 shown in the first embodiment.
  • the light emitted from the light irradiation device 100 is introduced into the second light guide 600 from the incident surface 6011.
  • the light whose directivity is controlled by the light guide 107 (hereinafter referred to as “first light guide”) provided in the light irradiation device 100 is introduced into the second light guide 600.
  • a light extraction structure 501 for emitting the introduced light is provided inside the second light guide 600.
  • the light diffused by the light extraction structure 501 is irradiated from the emission surface 6012 of the second light guide 600 to the irradiated surface. If the light irradiation apparatus 400 provided with such a 2nd light guide 600 is used, it is possible to irradiate light with high directivity over a wider range.
  • the light extraction structure 501 is not particularly limited as long as the light introduced into the second light guide 600 can be emitted.
  • a “prism structure” constituted by a plurality of prisms having a substantially triangular prism shape as shown in the embodiment shown in FIG.
  • a mixture of diffusing fine particles in a transparent resin may be patterned on a light guide by printing. Even if the shape is a line pattern, the dot shape (dot density) , The size of the dot diameter).
  • the light irradiation device 400 is provided with two light irradiation devices 100 so as to face each other with the second light guide 600 interposed therebetween.
  • the light irradiation device 100 is used to introduce light into the second light guide 600.
  • the light emitted from the light irradiation device 100 is transmitted between the light irradiation device 100 and the incident surface 6011 of the second light guide 600.
  • a prism 406 for guiding to the incident surface 6011 of the light body 600 may be further provided.
  • the light irradiation device 100 constituting the light irradiation device 400 may be the one shown in the above embodiment, and may be arranged in an array as shown in FIG.
  • the prism 406 has a substantially triangular shape, but the present invention is not limited to this.
  • the shape of the prism 406 is not particularly limited as long as light can be introduced into the second light guide 600, and a reflective surface that reflects light may be provided on one surface of the prism 406 as necessary.
  • the prism 406 may be coated according to the wavelength of light to be irradiated, and the prism 406 may be a coated mirror.
  • a light shielding unit may be provided around the prism 406 as necessary.
  • a light extraction structure 501 that diffuses light is provided in order to emit light incident on the inside of the second light guide 600.
  • the light extraction structure 501 is configured by a plurality of prisms having a substantially triangular prism shape, and one side surface of the prism is in contact with the second light guide 600 and the second of adjacent prisms.
  • the side surfaces that are not in contact with the light guide 600 are opposed to each other, and the bottom surfaces of all the prisms are arranged so as to be parallel to the same plane.
  • the light that has entered the second light guide 600 from the incident surface 6011 is incident on the side surface of the prism that has a substantially triangular prism shape that constitutes the light extraction structure 501, is diffused by the light extraction structure 501, and is emitted from the emission surface 6012. Is done.
  • the directivity of light incident on the second light guide 600 is controlled within a certain range by the light irradiation device 100. Therefore, by unifying the shapes of the prisms constituting the light extraction structure 501, light with high directivity can be emitted from the emission surface 6012.
  • the light density can be controlled by controlling the intervals at which the respective prisms constituting the light extraction structure 501 are arranged. More specifically, when the shape of the prism is constant, the unevenness in irradiation can be improved by narrowing or widening the spacing between the prisms (by increasing or decreasing the density). Alternatively, when the prisms are arranged at regular intervals, the unevenness of irradiation can be improved by increasing the height of the prisms from the peripheral part to the central part of the light extraction structure 501. Or you may improve the nonuniformity of irradiation using both. Further, if necessary, a light amount adjusting filter may be provided so as to adjust the light amount of the light emitted from the second light guide 600.
  • the light extraction structure 501 is composed of 200 prisms in the shape of approximately triangular prisms arranged in parallel while changing the interval in the range of 10 mm to 0.3 mm. can do.
  • the second light guide 600 provided with the light extraction structure 501 is used as the structure for emitting light, but the present invention is not limited to this.
  • the second light guide body 600 the light emitted from the light irradiation device 100 and guided to the second light guide body 600 is diffused inside the second light guide body 600 to be emitted from the emission surface 6012. As long as the light is emitted, substantially the same effect as in the present embodiment can be obtained.
  • the present invention is not limited to the shape of the light extraction structure 501 described above. Specifically, the size of the second light guide 600, the shape of the light extraction structure 501, the arrangement range, and the like may be changed in order to reduce the overall size of the apparatus and to control the light irradiation range.
  • the light irradiation device 400 may be provided with a cooling device 407 for cooling the inside of the light irradiation device 400 and the components.
  • the simulated solar light irradiation device 401 includes two light irradiation devices 100X and two light irradiation devices 100H with the light extraction structure 501 interposed therebetween.
  • the light source of the light irradiation device 100X is a xenon lamp
  • the light source of the light irradiation device 100H is a halogen lamp.
  • the light emitted from the xenon lamp has its specific spectrum on the long wavelength side attenuated by the spectrum modulation member 104X, and the light emitted from the halogen lamp has its specific spectrum on the short wavelength side attenuated by the spectrum modulation member 104H.
  • An air mass filter is used as each spectrum modulation member so that the spectrum of pseudo sunlight is obtained when the transmitted light is mixed. Further, the amount of light incident on each light irradiation device is adjusted by a light amount adjusting member (not shown).
  • the light transmitted through the spectrum modulation member 104X is introduced into the second light guide 600 from the incident surface 6011 of the second light guide 600 by the prism 406X.
  • the light transmitted through the spectrum modulating member 104H is introduced into the second light guide 600 from the incident surface 6011 of the second light guide 600 by the prism 406H.
  • the prism 406 is used to guide the light emitted from the light irradiation device to the incident surface 6011 of the second light guide 600.
  • a mirror is used instead of the prism 406. It doesn't matter.
  • the prism 406X has a specification of transmitting light from the prism 406H.
  • the shape of the prism 406 is not particularly limited as long as light can be introduced into the second light guide 600.
  • the prism 406 may be coated according to the wavelength of light to be irradiated, or may be a mirror with a coating.
  • a light shielding unit may be provided around the prism 406 as necessary.
  • the light incident on the second light guide 600 propagates through the light guide plate and is emitted toward the irradiation surface by the light extraction structure 501 for emitting the introduced light.
  • the light irradiation device 100H and the light irradiation device 100X constituting the simulated solar light irradiation device 401 may be those shown in the above embodiment, and are arranged in an array as shown in FIG. It doesn't matter.
  • the cooling device 407 cools the inside of the simulated sunlight irradiation device 401 and the constituent members.
  • the light irradiation apparatus 100 provided with the light guide 107, the light guide 107, and the pseudo-sunlight irradiation apparatus 401 provided with the light irradiation apparatus 100, it is "1. light guide”, “2. light irradiation apparatus. ”And“ 3. Pseudo-sunlight irradiation device ”, they are omitted here.
  • IV characteristics the output characteristics of the solar cell panel using the simulated sunlight irradiation apparatus 401 shown in Embodiment 3, and inspects the IV characteristics. This is an inspection device 402.
  • the inspection apparatus 402 includes a housing 602 and a transparent member 603 with respect to the simulated sunlight irradiation apparatus 401 shown in the third embodiment.
  • the solar battery panel A is transported to a predetermined position of the inspection device 402 by a transport system (not shown). Thereafter, the probe for IV characteristic measurement is set on the solar cell panel A, and then the simulated solar light irradiation device 401 irradiates the solar cell panel A with simulated sunlight.
  • the solar cell panel A can be evaluated by measuring the IV characteristics from the solar cell panel A.
  • the irradiation of pseudo sunlight is stopped, and the solar battery panel A is transported to the next process by a transport system (not shown). While the solar cell panel A is being transported to the next process, the cooling device 407 cools the inside and the constituent members of the simulated solar light irradiation device 401. Thereafter, the IV characteristics of the solar cell panel A transported next are measured.
  • the apparatus shown in FIG. 13 uses the simulated sunlight irradiation apparatus 401 shown in Embodiment 3, and pixels colored in one of the three primary colors R, G, and B are periodically formed on the transparent substrate surface.
  • This is an inspection device 402 for inspecting the characteristics of a color filter that is alternately and repeatedly arranged in a target pattern.
  • the inspection apparatus 402 has a housing 602 and a transparent member 603 attached to the simulated sunlight irradiation apparatus 401 shown in the third embodiment.
  • the color filter B is transported to a predetermined position of the inspection apparatus 402 by a transport system (not shown). Thereafter, the color filter B is irradiated with light from the simulated sunlight irradiation device 401.
  • the color filter B is evaluated by measuring the spectral transmittance of each color of R, G, B from the color filter B.
  • the cooling device 407 After measuring the characteristics of the color filter B, light irradiation is stopped, and the color filter B is transported to the next process by a transport system (not shown). While the color filter B is being transported to the next process, the cooling device 407 cools the inside of the pseudo-sunlight irradiation device 401 and the components. Thereafter, the characteristics of the color filter B conveyed next are measured.
  • the spectrum modulation member converts light incident on the spectrum modulation member into light having a pseudo sunlight spectrum.
  • the side surface of the light guide includes at least a pair of opposed surfaces, and the pair of opposed surfaces has a width from the incident surface to the output surface of the light guide. It is preferable that it is large.
  • the light incident on the light guide is propagated while being repeatedly reflected between the pair of opposing surfaces, so that the light having a high directivity whose radiation angle distribution is controlled to a desired range is spectrumd.
  • the light can enter the modulation member. As a result, light with more controlled directivity can be emitted.
  • the side surface of the light guide further includes at least a pair of opposing surfaces, and the pair of opposing surfaces is from the incident surface to the output surface of the light guide.
  • the width is preferably constant.
  • the width in the thickness direction of the light guide can be made constant. .
  • the light irradiation device preferably includes a plurality of the light guides, and the light guides are preferably joined to each other.
  • the light irradiation apparatus preferably includes a plurality of the light guides, and the light guides are arranged in an array.
  • arranged in an array means that objects are arranged at equal intervals
  • arranging the light guides in an array means that the light guides are arranged at equal intervals.
  • the light guide further includes an optical element that emits light having a smaller emission angle than incident light on at least one of the incident surface and the exit surface. .
  • the optical element that reduces the emission angle of the emitted light is provided on at least one of the incident surface and the emission surface of the light guide. For this reason, the radiation angle of the light radiate
  • At least one of the light incident surface and the light exit surface of the optical element is a curved surface.
  • the radiation angle of light emitted from the light irradiation apparatus according to the present invention can be controlled within a desired range.
  • the curved surface is preferably formed from a plurality of planes.
  • the radiation angle of light emitted from the light irradiation apparatus according to the present invention can be controlled within a desired range.
  • the light irradiation apparatus it is preferable to further include a reflecting surface for reflecting light, which divides the inside of the light guide into a plurality along the light guide direction.
  • the inside of the light guide is divided into a plurality along the light guide direction by the reflection surface that reflects light, compared to the light guide that is not divided inside,
  • the number of reflections of light when light propagates inside the light guide increases.
  • the radiation angle distribution can be controlled with a higher accuracy in a desired range, so that the directivity of light can be controlled higher.
  • a light amount adjusting member is further provided in at least one place in the optical path of the light emitted from the light source.
  • the illuminance of light irradiated on the irradiated surface can be adjusted. Further, when performing maintenance such as lamp replacement, the illuminance can be easily adjusted. Furthermore, in the light irradiation device, when a plurality of the light amount adjustment members are provided, even if unevenness in the light emission illuminance caused by the lot difference of the light guide or the lot difference of the lamp used for the light source occurs, By adjusting the amount of light, the illuminance on the irradiated surface can be kept constant.
  • the light emitted from the second light irradiation device according to the present invention is pseudo-sunlight with controlled directivity, and the second light guide emits the pseudo-sunlight from its emission surface. Is preferred.
  • the present invention is not limited to the configurations described above, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the technical means disclosed in different embodiments can be appropriately combined. Such embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
  • the present invention can be applied to a pseudo-sunlight irradiation device for evaluating tolerance characteristics against sunlight.
  • a light source such as an LED may be used as necessary.
  • the light guide 107 having the same structure as that of the light guide 107 shown in FIG. 1 described above was used.
  • the material and shape of the light guide 107 are set so that the light whose emission angle is within ⁇ 15 degrees out of all the light emitted from the light guide 107 is 90% or more of the total light. Designed. Further, the light incident on the light guide 107 was incident in a range of ⁇ 45 degrees.
  • the total length of the light guide 107 is 450 mm
  • the opening of the incident surface 1051 of the light guide 107 is 250 mm in width and 6 mm in length
  • the opening of the exit surface 1052 is 800 mm in width and 16 mm in length.
  • the inside of the light guide 107 is divided into five by the reflecting surface 105a, and the inner region 105b is an air layer.
  • the optical element 106 As the optical element 106, a glass material having a refractive index of 1.51 was used. In the optical element 106, the shape of the incident surface 1061 in a direction parallel to the optical axis of the light exiting from the exit surface 1052 of the light guide 107 and the surface having a large radiation angle is convex, and the exit surface of the light guide 107 The thing of 800 mm wide and 16 mm long was used so that it might correspond to the opening of 1052. In each internal region 105b, the incident surface 1061 of the optical element 106 is designed to be inclined at a different angle with respect to the incident surface 1051 of the light guide 107.
  • the inner region 105b3 has an inclination angle of 0 degree.
  • a non-directional xenon lamp was used as the light source.
  • An air mass filter was used as the spectrum modulation member.
  • FIG. 14 is a graph showing the radiation angle distribution in the longitudinal direction of the exit surface 1072 in the light guide 107 of the present embodiment.
  • FIG. 15 is a graph showing the radiation angle distribution in the short direction of the exit surface 1072 of the light guide 107 of the present embodiment.
  • the short direction of the exit surface 1072 in the light guide 107 of the present embodiment that is, the z axis shown in FIG. 2B is set to 0 degree, and the x axis is set to ⁇ 90 degrees. In this case, it was confirmed that the light falling within ⁇ 15 degrees with respect to the x-axis direction was 99% of the total illuminance.
  • the incident angle with respect to the spectrum modulation member is Get smaller. For this reason, in the light incident on the spectrum modulation member, there are few components that deviate significantly from the characteristics of the multilayer film constituting the spectrum modulation member.
  • the characteristics of the multilayer film constituting the spectrum modulation member can be fully utilized, and as a result, light having a desired spectrum can be irradiated. Or it becomes possible to irradiate light with high coincidence with the spectrum of pseudo sunlight.
  • the light guide according to the present invention is used, light having higher directivity can be irradiated. Therefore, the light source for image reading devices used in copiers, scanners, etc., the light source for controlling charges on photoconductors such as copying and printers with light, the light source for interior light sources, the light source for guide lights, and the like for thin display devices As a light source for a color filter inspection apparatus, it can be widely used in various electronic equipment industries.
  • the light irradiation device when the light irradiation device according to the present invention is provided with a spectrum modulation member that generates simulated sunlight, the light irradiation device can be used as the simulated sunlight irradiation device. Therefore, it can also be used as a light source for a solar simulator for evaluating the IV characteristics of a solar cell panel. In addition, it can be applied to measurement tests and accelerated deterioration tests of various solar energy utilization devices, agricultural products, and pseudo-sunlight irradiation devices for evaluating tolerance characteristics against sunlight.

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Abstract

 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。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。

Description

光照射装置および検査装置
 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。
 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。
 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。
日本国公開特許公報「特開2003-28785号公報(2003年1月29日公開)」
 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。
 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。
 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。
 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、上記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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 本発明の他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分分かるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。
 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。
 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。
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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。
 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。
 〔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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 〔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。
 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。
 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。
 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。
 ここで、上記各部材について以下に詳細を説明する。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 (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。
 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。
 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。
 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光取り出し構造501が設けられている。光取り出し構造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。
 光取り出し構造501としては、第2の導光体600に導入された光を出射することができる限り特に限定されるものではない。例えば、図10に示す実施形態に示すような複数の略三角柱の形状のプリズムによって構成された「プリズム構造」を挙げることができる。また、例えば、透明樹脂中に拡散微粒子を混ぜ合わせたものを、印刷によって導光体にパターニングしたものであってもよく、その形状は、ライン状のパターンあっても、ドット形状(ドットの疎密、ドットの径の大小)であってもよい。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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、光を拡散する光取り出し構造501が設けられている。
 本実施の形態では、光取り出し構造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。
 入射面6011から第2の導光体600に入射した光は、光取り出し構造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、光取り出し構造501によって拡散され、出射面6012から出射される。
 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、光取り出し構造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。
 また、光取り出し構造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、光取り出し構造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。
 なお、図10に示す実施形態においては、例えば、光取り出し構造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。
 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光取り出し構造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。
 また、本発明は上述した光取り出し構造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の大きさや光取り出し構造501の形状、配置範囲など変更しても構わない。
 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。
 (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。
 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、光取り出し構造501を挟んでそれぞれ2個ずつ備えている。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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光取り出し構造501によって、照射面に向けて放射される。
 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。
 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。
 (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。
 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。
 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。
 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。
 (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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 (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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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  光取り出し構造

Claims (15)

  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、上記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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8684582B2 (en) 2009-06-12 2014-04-01 Sharp Kabushiki Kaisha Solar simulator

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2545403A1 (en) * 2010-03-12 2013-01-16 Excelitas Technologies LED Solutions, Inc. Light guide for coupling differently shaped light source and receiver
JP4865883B2 (ja) * 2010-04-27 2012-02-01 シャープ株式会社 光源装置、およびこれを備えた擬似太陽光照射装置
JP5821092B2 (ja) * 2011-03-03 2015-11-24 国立研究開発法人産業技術総合研究所 照度分布測定装置及び照度分布測定方法
JP5053448B1 (ja) * 2011-03-28 2012-10-17 シャープ株式会社 擬似太陽光照射装置
JP2013073103A (ja) * 2011-09-28 2013-04-22 Toshiba Corp 表示装置、バックライト装置および導光装置
EP2798266B1 (en) * 2011-12-30 2018-02-14 Fraen Corporation S.r.l. Light mixing lenses and systems
JP5522183B2 (ja) * 2012-02-02 2014-06-18 ウシオ電機株式会社 光照射装置
JP2013178971A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 Sharp Corp 多波長発光型光照射装置
EP2682737B1 (de) * 2012-07-05 2024-05-01 Atlas Material Testing Technology GmbH Vorrichtung zur Simulation einer spektralen UV-Charakteristik durch UV-Lichtemissionsdioden
CN107420789B (zh) 2012-11-14 2020-07-07 科勒克斯有限责任公司 用于产生自然光的人工照明装置
WO2014076218A1 (en) * 2012-11-14 2014-05-22 Light In Light S.R.L. Illumination device synthesizing light from an object at virtually infinite distance
CN103807646A (zh) * 2014-02-12 2014-05-21 致茂电子(苏州)有限公司 一种人造光源
DE102014018940A1 (de) * 2014-12-22 2016-06-23 Sata Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur Begutachtung von Oberflächen, insbesondere von Farb- oder Lackoberflächen
US9819249B2 (en) 2015-03-03 2017-11-14 Asia Vital Components (Chengdu) Co., Ltd. Motor stator locating method
US11614406B2 (en) * 2018-04-30 2023-03-28 The Southern Company Systems and methods for inspecting solar modules using high-power light sources
JP2021096978A (ja) * 2019-12-18 2021-06-24 ミネベアミツミ株式会社 面状照明装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08234109A (ja) * 1994-06-28 1996-09-13 Corning Inc ライトバルブ均等照射装置
JP2000206455A (ja) * 1999-01-14 2000-07-28 Seiko Epson Corp 投写型表示装置
JP2000214333A (ja) * 1999-01-20 2000-08-04 Canon Inc 照明装置、及びそれを用いた液晶装置
JP2003028785A (ja) 2001-07-13 2003-01-29 Nisshinbo Ind Inc 擬似太陽光照射装置
JP2003098354A (ja) * 1993-08-03 2003-04-03 Fujitsu Display Technologies Corp 導光体群、光源装置及び液晶表示装置
JP2004071357A (ja) * 2002-08-06 2004-03-04 Shigeo Fujita 照明装置
JP2004219880A (ja) * 2003-01-17 2004-08-05 Sandensha:Kk 平面表示装置
JP2005115094A (ja) * 2002-10-09 2005-04-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 照明装置及びそれを用いた投写型画像表示装置
JP2009103535A (ja) * 2007-10-22 2009-05-14 Nisshinbo Ind Inc ソーラシミュレータ

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5764845A (en) * 1993-08-03 1998-06-09 Fujitsu Limited Light guide device, light source device, and liquid crystal display device
US5671994A (en) * 1994-06-08 1997-09-30 Clio Technologies, Inc. Flat and transparent front-lighting system using microprisms
US5657408A (en) * 1994-12-23 1997-08-12 Alliedsignal Inc. Optical device comprising a plurality of units having at least two geometrically-differentiated tapered optical waveguides therein
JP3647209B2 (ja) * 1997-06-30 2005-05-11 キヤノン株式会社 太陽電池特性の測定方法
JP2003098093A (ja) * 2001-09-25 2003-04-03 Ccs Inc 検査用照明装置
EP1550908B1 (en) * 2002-10-09 2014-07-23 Panasonic Corporation Illuminator and projection image display employing it
US7046879B2 (en) * 2002-11-27 2006-05-16 General Electric Company Optical via for three dimensional interconnection
US7050679B2 (en) * 2003-09-03 2006-05-23 United Microelectronics Corp. Optically integrated device
TW200600763A (en) * 2004-06-18 2006-01-01 Innolux Display Corp Inspecting method and equipment of a color filtert
JP4242810B2 (ja) * 2004-07-07 2009-03-25 オリンパス株式会社 導光部材、照明装置、プロジェクタ
US20080074898A1 (en) * 2006-06-02 2008-03-27 Bookham Technology Plc Light source assemblies
US8085359B2 (en) * 2008-04-16 2011-12-27 Honeywell International Inc. Folded backlight systems having low index regions that prevent light failing to meet total internal reflection conditions from entering a plate portion and liquid crystal displays using the same
US20090279277A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-12 Jungwirth Douglas R Optical source assembly suitable for use as a solar simulator and associated methods
CN101285999A (zh) * 2008-05-22 2008-10-15 湖南银城科技有限公司 双光源投影式模拟屏

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003098354A (ja) * 1993-08-03 2003-04-03 Fujitsu Display Technologies Corp 導光体群、光源装置及び液晶表示装置
JPH08234109A (ja) * 1994-06-28 1996-09-13 Corning Inc ライトバルブ均等照射装置
JP2000206455A (ja) * 1999-01-14 2000-07-28 Seiko Epson Corp 投写型表示装置
JP2000214333A (ja) * 1999-01-20 2000-08-04 Canon Inc 照明装置、及びそれを用いた液晶装置
JP2003028785A (ja) 2001-07-13 2003-01-29 Nisshinbo Ind Inc 擬似太陽光照射装置
JP2004071357A (ja) * 2002-08-06 2004-03-04 Shigeo Fujita 照明装置
JP2005115094A (ja) * 2002-10-09 2005-04-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 照明装置及びそれを用いた投写型画像表示装置
JP2004219880A (ja) * 2003-01-17 2004-08-05 Sandensha:Kk 平面表示装置
JP2009103535A (ja) * 2007-10-22 2009-05-14 Nisshinbo Ind Inc ソーラシミュレータ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2442015A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8684582B2 (en) 2009-06-12 2014-04-01 Sharp Kabushiki Kaisha Solar simulator

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