(57)【要約】  採光部材は、複数のプリズム構造体を含む平板構造体を備え、複数のプリズム構造体は、平板構造体の第１面側に並列して設けられ、平板構造体は、入射面と反射面と射出面とを有し、入射面と反射面と射出面とは、互いに非平行であり、プリズム構造体は、当該プリズム構造体を透過する光の波長分散を抑制する機能を備える。
2018235803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプリズム構造体を含む平板構造体を備え、
前記複数のプリズム構造体は、前記平板構造体の第１面側に並列して設けられ、
前記平板構造体は、入射面と反射面と射出面とを有し、
前記入射面と前記反射面と前記射出面とは、互いに非平行であり、
前記プリズム構造体は、当該プリズム構造体を透過する光の波長分散を抑制する機能を備えた、採光部材。
【請求項２】
前記プリズム構造体は、母材と、前記母材の屈折率と異なる屈折率を有し、前記母材の内部に分散された複数の粒子と、を含有する材料から構成されている、請求項１に記載の採光部材。
【請求項３】
前記複数の粒子の各々は、各粒子の表面積の１／２以上の領域が前記母材に覆われている、請求項２に記載の採光部材。
【請求項４】
前記母材は、アッベ数が５０以上であり、屈折率が１．４５以上、１．５８以下の可視光透過性を有する材料からなる、請求項２に記載の採光部材。
【請求項５】
前記プリズム構造体は、アッベ数が５０以上であり、屈折率が１．４５以上、１．５８以下の可視光透過性を有する材料から構成されている、請求項１に記載の採光部材。
【請求項６】
前記平板構造体は、隣り合う２つの前記プリズム構造体の間の領域に設けられた光透過部をさらに備え、
前記光透過部は、当該光透過部を透過する光の波長分散を抑制する機能を備えた、請求項１に記載の採光部材。
【請求項７】
前記光透過部が光散乱粒子を含有する、請求項６に記載の採光部材。
【請求項８】
請求項１に記載の採光部材と、
前記採光部材を支持する支持部材と、を備えた、採光装置。
【請求項９】
前記採光部材の光射出側に設けられた光拡散部材をさらに備えた、請求項８に記載の採光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明のいくつかの態様は、採光部材および採光装置に関する。
本願は、２０１７年６月１９日に、日本に出願された特願２０１７−１１９６６１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
建築物の窓等を通して太陽光を室内に採り込むための採光装置が、特許文献１に開示されている。下記の特許文献１には、第１主面から入射した光を第２主面に向けて偏向する光制御部材と、一方の主面が平面であり、他方の主面が凹凸構造を有する分散抑制部材と、からなる採光具が開示されている。特許文献１には、本発明の採光具は、凹凸構造を有する分散抑制部材を備えているため、照射領域中の虹ムラを抑制することができ、居室内にいる人に違和感を与えることがない、と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−７０９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の採光具において、分散抑制部材に対して垂直に入射する光については、凹凸構造によって光が上下方向に均等に分散される。ところが、分散抑制部材に対して斜めに入射する光については、凹凸構造の上面に入射する光の量と下面に入射する光の量とが異なり、照射領域中の虹ムラの抑制効果が十分得られない、という問題があった。なお、本明細書において、採光部材から射出された光に波長分散が生じ、使用者の目には光の色が虹のように分離して見えることを虹ムラと称する。【０００５】
本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであり、射出光による虹ムラを抑制することができる採光部材を提供することを目的の一つとする。また、上記の採光部材を備えた採光装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様の採光部材は、複数のプリズム構造体を含む平板構造体を備え、前記複数のプリズム構造体は、前記平板構造体の第１面側に並列して設けられ、前記平板構造体は、入射面と反射面と射出面とを有し、前記入射面と前記反射面と前記射出面とは、互いに非平行であり、前記プリズム構造体は、当該プリズム構造体を透過する光の波長分散を抑制する機能を備える。【０００７】
本発明の一つの態様の採光部材において、前記プリズム構造体は、母材と、前記母材の屈折率と異なる屈折率を有し、前記母材の内部に分散された複数の粒子と、を含有する材料から構成されていてもよい。【０００８】
本発明の一つの態様の採光部材において、前記複数の粒子の各々は、各粒子の表面積の１／２以上の領域が前記母材に覆われていてもよい。【０００９】
本発明の一つの態様の採光部材において、前記母材は、アッベ数が５０以上であり、屈折率が１．４５以上、１．５８以下の可視光透過性を有する材料から構成されていてもよい。【００１０】
本発明の一つの態様の採光部材において、前記プリズム構造体は、アッベ数が５０以上であり、屈折率が１．４５以上、１．５８以下の可視光透過性を有する材料から構成されていてもよい。【００１１】
本発明の一つの態様の採光部材において、前記平板構造体は、隣り合う２つの前記プリズム構造体の間の領域に設けられた光透過部をさらに備えていてもよく、前記光透過部は、当該光透過部を透過する光の波長分散を抑制する機能を備えていてもよい。【００１２】
本発明の一つの態様の採光部材において、前記光透過部は光散乱粒子を含有していてもよい。【００１３】
本発明の一つの態様の採光装置は、本発明の一つの態様の採光部材と、前記採光部材を支持する支持部材と、を備える。【００１４】
本発明の一つの態様の採光装置は、前記採光部材の光射出側に設けられた光拡散部材をさらに備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一つの態様によれば、射出光による虹ムラを抑制できる採光部材を実現することができる。また、本発明の一つの態様によれば、上記の採光部材を備えた採光装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の採光部材の断面図である。
【図２Ａ】採光部材に対する光の入射光強度の角度分布を示す図である。
【図２Ｂ】従来の採光部材の問題点を説明するための図である。
【図２Ｃ】本実施形態の採光部材の作用を説明するための図である。
【図３】採光部材の第１変形例を示す断面図である。
【図４】採光部材の第２変形例を示す断面図である。
【図５】第２実施形態の採光部材の断面図である。
【図６】第３実施形態の採光部材の断面図である。
【図７】複数種の樹脂材料における屈折率の波長分散の一例を示す図である。
【図８】光の入射角度と透過率との関係を示すグラフである。
【図９】屈折率と全反射角度との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明者らが試作した採光部材の評価方法を説明するための模式図である。
【図１１】材料Ａを用いた採光部材の波長分散評価結果を示すグラフである。
【図１２】材料Ｂを用いた採光部材の波長分散評価結果を示すグラフである。
【図１３】本実施形態の採光部材の作用を説明するための図である。
【図１４】第４実施形態の採光部材の断面図である。
【図１５】第５実施形態の採光装置の断面図である。
【図１６】第１変形例の採光装置の断面図である。
【図１７】第２変形例の採光装置の断面図である。
【図１８】第３変形例の採光装置の断面図である。
【図１９】第６実施形態の採光装置の斜視図である。
【図２０】採光装置の断面図である。
【図２１】第７実施形態の採光装置の斜視図である。
【図２２】採光装置の断面図である。
【図２３】採光装置を設置した部屋の断面図である。
【図２４】部屋の天井を示す平面図である。
【図２５】採光装置により室内に採光された光（自然光）の照度と、室内照明装置による照度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１実施形態：採光部材］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図４を用いて説明する。
第１実施形態では、本発明の採光部材の一例として、採光フィルムの一例を挙げる。本実施形態の採光フィルムは、例えば窓ガラスの近傍に設置され、太陽光を室内の天井方向に採り入れるために用いられる。
図１は、第１実施形態の採光部材の断面図である。
以下の説明において、採光装置の各部の位置関係（上下、左右、前後）については、室内に位置する使用者から見た位置関係（上下、左右、前後）に基づき、特に説明がない限り、図面においても、採光装置の各部の位置関係は、紙面における位置関係と一致するものとする。
また、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素により寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００１８】
図１に示すように、採光部材５は、光透過性を有する基材２と、基材２の第１面２ａに設けられた光透過性を有する複数のプリズム構造体３と、を含む平板構造体２１を備えている。また、隣り合うプリズム構造体３同士の間には、空隙部４が設けられている。本実施形態において、採光部材５は、複数のプリズム構造体３が設けられた基材２の第１面２ａが室外側を向くように設置される。
【００１９】
基材２としては、例えば熱可塑性ポリマー、熱硬化性樹脂、光重合性樹脂等の樹脂類から構成される光透過性基材が用いられる。アクリル系ポリマー、オレフィン系ポリマー、ビニル系ポリマー、セルロース系ポリマー、アミド系ポリマー、フッ素系ポリマー、ウレタン系ポリマー、シリコーン系ポリマー、イミド系ポリマー等を有する光透過性の基材が用いられる。具体的には、例えばトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）フィルム、ポリイミド（ＰＩ）フィルム等の光透過性基材が好ましく用いられる。本実施形態では、一例として厚さが１００μｍのＰＥＴフィルムが用いられる。基材２の全光線透過率は例えば９０％以上が好ましい。これにより、十分な透明性が得られる。
【００２０】
プリズム構造体３は、母材３１と、母材３１の内部に分散された複数の光散乱粒子３２と、を含有する材料から構成されている。光散乱粒子３２は、母材３１の屈折率とは異なる屈折率を有している。これにより、プリズム構造体３は、後述するように、当該プリズム構造体３を透過する光の波長分散を抑制する機能を備える。
【００２１】
母材３１は、例えばアクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の光透過性および感光性を有する有機材料で構成されている。また、これらの樹脂に重合開始剤、カップリング剤、モノマー、有機溶媒などを混合した透明樹脂製の混合物を用いることができる。
さらに、重合開始剤は、安定剤、禁止剤、可塑剤、蛍光増白剤、離型剤、連鎖移動剤、他の光重合性単量体等のような各種の追加成分を含んでいてもよい。母材３１の全光線透過率は９０％以上が好ましい。これにより、十分な透明性が得られる。
【００２２】
光散乱粒子３２は、プリズム構造体３に入射した光を散乱させる作用を有する。光散乱粒子３２は、母材３１とは異なる屈折率を有する粒子（小片）である。光散乱粒子３２は、母材３１の内部に混入され、凝集することなく分散されていることが望ましい。複数の光散乱粒子３２の各々は、各光散乱粒子３２の表面積の１／２以上の領域が母材３１に覆われていることが望ましい。
【００２３】
光散乱粒子３２としては、例えばガラス類、アクリル系ポリマー、オレフィン系ポリマー、ビニル系ポリマー、セルロース系ポリマー、アミド系ポリマー、フッ素系ポリマー、ウレタン系ポリマー、シリコーン系ポリマー、イミド系ポリマー樹脂類等からなる光透過性材料が用いられる。あるいは、光散乱粒子３２は、母材３１中に分散した気泡であってもよい。光散乱粒子３２の形状は、例えば球形、楕円球形、平板形、多面体などであってもよい。光散乱粒子３２のサイズは、例えば０．５〜２０μｍ程度であればよく、均一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００２４】
プリズム構造体３は、一方向（図１の紙面と垂直な方向）に直線状に細長く延びた部材であって、長手方向と直交する断面形状が例えば三角形の部材である。プリズム構造体３の長手方向は、基材２の１辺と平行である。複数のプリズム構造体３は、互いに平行に鉛直方向に並べて配置されている。
【００２５】
この例では、プリズム構造体３の断面形状は二等辺三角形である。プリズム構造体３の断面形状において、面３Ａと面３Ｂとのなす角度α１と、面３Ａと面３Ｃとのなす角度α２とは、それぞれ例えば６５°である。また、プリズム構造体３は、面３Ｂおよび面３Ｃのうち、一方の面３Ｂから入射した光を他方の面３Ｃで反射することにより、太陽光を室内へ採光する機能を有する。この場合、面３Ｃを、以下の説明では反射面３Ｃと称する。
【００２６】
窓ガラスを透過した太陽光Ｌが、プリズム構造体３に入射し、基材２から射出される際の経路はいくつか考えられるが、図１に典型的な経路を示す。
プリズム構造体３は、内部に入射した光のうち、任意の１本の光線が上記反射面３Ｃに入射する点Ｆを通って底面３Ａ側から射出される。ここで、基材２の第１面２ａに垂直、かつプリズム構造体３の延在方向（Ｘ方向）に平行な仮想平面Ｅを境界とする２つの空間Ｓ１，Ｓ２のうち、点Ｆに入射する光線が存在する側の空間を第１空間Ｓ１とし、点Ｆに入射する光線が存在しない側の空間を第２空間Ｓ２とする。この場合において、プリズム構造体３は、反射面３Ｃで反射した光を、基材２の第２面２ｂ側から射出し、第１空間Ｓ１の側に進行させる特性を有している。このプリズム構造体３の作用により、採光部材５は、太陽光Ｌを室内に採り入れて天井の方向に導く。
【００２７】
したがって、平板構造体２１において、プリズム構造体３の面３Ｂは太陽光Ｌの入射面となり、面３Ｃは太陽光Ｌの反射面となり、基材２の第２面２ｂは太陽光Ｌの射出面となる。このように、平板構造体２１は、入射面と反射面と射出面とを有し、入射面と反射面と射出面とは互いに非平行である。
【００２８】
空隙部４には、空気が存在している。したがって、空隙部４の屈折率は概ね１．０である。空隙部４の屈折率を１．０とすることにより、空隙部４とプリズム構造体３との界面における臨界角が最小となる。本実施形態の場合、空隙部４は、空気からなる空気層としたが、空隙部４は、例えば他の部材によって覆われて密閉空間とされた上で、窒素等の不活性ガスからなる不活性ガス層であってもよいし、減圧状態とされた減圧層であってもよい。
【００２９】
この構成に代えて、互いに隣り合うプリズム構造体３の間の空間に他の低屈折率材料が充填されていてもよい。しかしながら、プリズム構造体３と空隙部４との界面の屈折率差は、空隙部２６にいかなる低屈折率材料が存在する場合よりも空気が存在する場合に最大となる。したがって、隣り合うプリズム構造体３の間の空隙部４に空気が存在する場合は、スネル（Snell）の法則より、プリズム構造体３に入射した太陽光Ｌのうち、反射面３ｃで全反射する光の臨界角が最も小さくなる。
【００３０】
上記構成の採光部材５は、例えば紫外線（ＵＶ）硬化樹脂を用いたＵＶ転写法によって作製される。もしくは、採光部材５は、熱可塑性の波長分散制御部材を用いて、押出成形法によって作製される。
【００３１】
以下、従来の採光部材の問題点と、本実施形態の採光部材の作用、効果について説明する。
図２Ａは、採光部材に対する太陽光の入射光強度の角度分布を示す図である。
図２Ａに示すように、採光部材に入射する太陽光は、入射角度βの波長依存性を有しておらず、入射角度βの角度分布が有限の半値幅Δβを有している。
【００３２】
波長分散抑制機能を持たない従来の採光部材の場合、太陽光が所定の入射角度βで採光部材に入射すると、光の波長分散が生じる結果、波長によって光の射出角度θが異なる。
例えば図２Ｂに示すように、赤色光（例えば波長が６５０ｎｍ）の射出角度分布の中心値θＲと青色光（例えば波長が４５０ｎｍ）の射出角度分布の中心値θＢとの間に、Δλの角度差が生じる。また、赤色光の射出角度分布と青色光の射出角度分布とは、ある有限の半値幅Δθ０をそれぞれ有している。
【００３３】
このとき、Δθ０＜Δλを満たす状況では、赤色光の射出角度分布と青色光の射出角度分布とは重ならず、赤色光と青色光とが分離して見える。その結果、室内の天井等の照射領域中に青色から赤色まで色が変化する虹ムラが視認され、室内にいる人に違和感を与える。
【００３４】
これに対して、光散乱粒子３２を含むプリズム構造体３を備えた本実施形態の採光部材５の場合、例えば図２Ｃに示すように、光がプリズム構造体３の内部を進行する際に光散乱粒子３２によって散乱されるため、赤色光および青色光の射出角度分布の半値幅Δθ１のそれぞれは、図２Ｂに示した半値幅Δθ０に比べて大きくなる。これにより、赤色光と青色光とが混ざり合い、射出光の分光が抑制される。なお、本実施形態の場合、赤色光と青色光との間の射出角度差Δλは従来と比べて変化しない。
【００３５】
このとき、Δθ０＜Δθ１、かつ、Δθ１≧Δλを満たす状況では、使用者の目に赤色光と青色光とが分離して視認されず、室内の天井等の照射領域中の光の着色が抑えられ、室内にいる人に違和感を与えることがない、快適な空間を提供できる。ただし、Δθ１が大き過ぎると、意図しない水平よりも下方向への光が増え、場合によっては天井照度の低下、グレアの増加等によって不快な環境になるおそれがある。そのため、プリズム構造体３中の光散乱粒子３２の種類、寸法、含有量等を適切に調整し、散乱の程度を大きくし過ぎないように調整することが望ましい。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態の採光部材５によれば、異なる色の光がプリズム構造体３の内部で光散乱粒子３２により散乱され、互いに混ざり合うことによって射出光の分光が抑制される。その結果、射出光による虹ムラを抑制できる採光部材５を実現することができる。前述の特許文献１の採光部材では、光の入射角度によって虹ムラの抑制効果が十分得られないという問題があったが、本実施形態の採光部材５では、光の入射角度に関係なく、光がプリズム構造体３を通過することによって光散乱効果が得られ、虹ムラを抑制する効果が発揮できる。
【００３７】
なお、プリズム構造体３の表面に光散乱粒子３２の多くが突出し、表面の平坦度が低下すると、反射面としての反射率が低下し、採光特性の低下を招く。その点、本実施形態の採光部材５においては、複数の光散乱粒子３２の各々の表面積の１／２以上の領域が母材３１に覆われているため、光散乱粒子３２の全表面積のうち、プリズム構造体３の入射面や反射面から露出する部分の表面積が相対的に少なく、所望の採光特性を維持することができる。
【００３８】
また、上記の構成によれば、光散乱粒子３２の半分以上が母材３１中に埋め込まれているため、プリズム構造体３からの光散乱粒子３２の欠落を抑制することができる。
【００３９】
なお、本実施形態の採光部材５は、断面形状が三角形状のプリズム構造体３を備えていたが、プリズム構造体の断面形状は三角形状に限ることなく、以下の変形例の構成を採用することが可能である。また、以下の変形例に限らず、さらに他の断面形状を有するプリズム構造体を採用することができる。
【００４０】
［第１変形例］
図３は、採光部材の第１変形例を示す断面図である。
図３に示すように、第１変形例の採光部材５１は、基材２と、基材２の第１面２ａに設けられた光透過性を有する複数のプリズム構造体３５と、を含む平板構造体２２を備えている。本実施形態では、採光部材５１は、複数のプリズム構造体３５が設けられた基材２の第１面２ａが室外側を向くように設置される。
【００４１】
プリズム構造体３５の長手方向に垂直な断面形状は、５角形状である。プリズム構造体３５において、面３５Ａおよび面３５Ｂは主に入射面として機能し、面３５Ｃおよび面３５Ｄは主に反射面として機能する。基材２の第２面２ｂは、射出面として機能する。入射面と反射面と射出面とは、互いに非平行である。また、プリズム構造体３５は、母材３１と複数の光散乱粒子３２とを含み、当該プリズム構造体３５を透過する光の波長分散を抑制する機能を備える。
【００４２】
［第２変形例］
図４は、採光部材の第２変形例を示す断面図である。
図４に示すように、第２変形例の採光部材５５は、基材２と、基材２の第２面２ｂに設けられた光透過性を有する複数のプリズム構造体３６と、を含む平板構造体２３を備えている。本実施形態では、採光部材５５は、複数のプリズム構造体３が設けられた基材２の第２面２ｂが室内側を向くように設置される。
【００４３】
プリズム構造体３６の長手方向に垂直な断面形状は、４角形状である。プリズム構造体３６において、面３６Ｃは反射面として機能し、面３６Ａおよび面３６Ｂは射出面として機能する。基材２の第１面２ａは、入射面として機能する。したがって、入射面と反射面と射出面とは、互いに非平行である。また、プリズム構造体３６は、母材３１と複数の光散乱粒子３２とを含み、当該プリズム構造体３６を透過する光の波長分散を抑制する機能を備える。
【００４４】
［第２実施形態：採光部材］
以下、第２実施形態の採光部材について、図５を用いて説明する。
第２実施形態の採光部材の基本構成は第１実施形態と同一であり、基材の第１面側の構成が第１実施形態と異なる。
図５は、第２実施形態の採光部材の断面図である。
図５において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４５】
図５に示すように、採光部材４９は、基材２と、複数のプリズム構造体３と、複数の光透過部３３と、を有する平板構造体２４を備えている。本実施形態において、採光部材５７は、複数のプリズム構造体３７が設けられた基材２の第１面２ａが室外側を向くように設置される。
【００４６】
光透過部３３は、基材２の第１面２ａにおいて、隣り合う２つのプリズム構造体３の間の領域に設けられている。すなわち、光透過部３３は、基材２の第１面２ａからの厚さがプリズム構造体３の高さに比べて十分に薄く、隣り合う２つのプリズム構造体３の間の谷部の一部を埋めるように設けられている。
【００４７】
光透過部３３は、プリズム構造体３を構成する母材と一体となった母材３１と、母材３１の内部に含有された複数の光散乱粒子３２と、を備えている。プリズム構造体３と同様、光透過部３３においても、光散乱粒子３２と母材３１とは屈折率が異なる。これにより、光透過部３３は、当該光透過部３３を透過する光の波長分散を抑制する機能を備える。
その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００４８】
本実施形態においても、射出光による虹ムラを抑制できる採光部材４９を実現できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００４９】
さらに本実施形態の場合、隣り合うプリズム構造体３の間に光散乱粒子３２を含む光透過部３３が設けられているため、図５の符号Ｌ１で示す光のように、隣り合うプリズム構造体３の間に入射した光が光散乱粒子３２に当たって散乱する。これにより、隣り合うプリズム構造体３の間を直進して抜ける光を減らすことができ、窓際の不快な直達太陽光を抑制することができる。
【００５０】
また、図５の符号Ｌ２で示す光のように、基材２の第２面２ｂ（射出面）で反射した光は、光透過部３３の表面３３ａで再度反射して基材２の第２面２ｂ側に向かう際に光散乱粒子３２によって散乱される。これにより、虹ムラをより改善することができる。なお、この例では、光透過部３３の表面３３ａは、基材２の第１面ａと平行であるが、必ずしも基材２の第１面ａと平行でなくてもよく、基材２の第１面ａに対して傾いていてもよいし、凹凸が設けられていてもよい。
【００５１】
［第３実施形態：採光部材］
以下、第３実施形態の採光部材について、図６〜図１３を用いて説明する。
第３実施形態の採光部材の基本構成は第１実施形態と同一であり、プリズム構造体の構成が第１実施形態と異なる。
図６は、第３実施形態の採光部材の断面図である。
図６〜図１３において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５２】
図６に示すように、採光部材５７は、光透過性を有する基材２と、基材２の第１面２ａに設けられた光透過性を有する複数のプリズム構造体３７と、を含む平板構造体２４を備えている。本実施形態において、採光部材５７は、複数のプリズム構造体３７が設けられた基材２の第１面２ａが室外側を向くように設置される。
【００５３】
プリズム構造体３７は、アッベ数が５０以上であり、屈折率が１．４５以上、１．５８以下の可視光透過性を有する材料から構成されている。この種の材料が用いられたことにより、プリズム構造体３７は、当該プリズム構造体３７を透過する光の波長分散を抑制する機能を備える。
【００５４】
図７は、複数種の樹脂材料における屈折率の波長分散の一例を示す図である。
図７の横軸は波長λ［ｎｍ］であり、縦軸は波長５５０ｎｍにおける屈折率（Δｎ５５０）に対する各波長（Δｎ）における屈折率の比（Δｎ／Δｎ５５０）である。符号Ａの曲線はシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）を示し、符号Ｂの曲線はポリカーボネート（ＰＣ）を示し、符号Ｃの曲線はポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）を示す。
【００５５】
図７に示すように、一般的な材料の屈折率は、波長が長くなるに従って単調に減少する。ところが、屈折率の波長分散（曲線の傾き）は、材料によって異なる。図７の例では、ＣＯＰの波長分散は相対的に小さく、ＰＥＳの波長分散は相対的に大きい。
【００５６】
そこで、各材料が有する波長分散の大きさを定量的に表す指標として、アッベ数がある。フラウンホーファー線のＣ線（波長６５６ｎｍ）、Ｄ線（５８９ｎｍ）、Ｆ線（４８６ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ、ｎＣ、ｎＤ、ｎＦとしたとき、アッベ数ｖｄは、下記の（１）式で定義される。
ｖｄ＝（ｎＤ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）  …（１）
屈折率の波長分散が小さい場合、アッベ数ｖｄは大きくなり、屈折率の波長分散が大きい場合、アッベ数ｖｄは小さくなる。一般的に、低屈折率の樹脂のアッベ数ｖｄは大きく、高屈折率の樹脂のアッベ数ｖｄは小さい傾向にある。
【００５７】
複数種の樹脂材料における屈折率およびアッベ数の一例を下記の表１に示す。
【００５８】
【表１】
2018235803.tif 000003
【００５９】
本実施形態において、プリズム構造体３７の構成材料は、アッベ数が５０以上であり、屈折率が１．４５以上、１．５８以下であるから、表１に示す樹脂材料のうち、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、メタクリレート（Ｋ−５５）を使用することができる。その他、プリズム構造体３７の構成材料として、脂環式基を含むポリマーなどを使用することができる。
【００６０】
図８は、光の入射角度と透過率との関係を示すグラフである。
図８において、横軸は採光部材に対する光の入射角度［°］であり、縦軸は空気から採光部材へ光が入射する際の空気−採光部材界面の透過率［％］である。透過率が高い程、採光部材に入射する光の割合が多く、透過率が低い程、採光部材に入射する光の割合が少ないことを示す。符号Ｄの曲線は屈折率ｎ＝１．４５のグラフを示し、符号Ｅの曲線は屈折率ｎ＝１．５２のグラフを示し、符号Ｆの曲線は屈折率ｎ＝１．５８のグラフを示す。
【００６１】
図８に示すように、屈折率に依らず、入射角度βが０〜３０°程度の領域では、透過率は９５〜９７％で略一定であるが、入射角度βが３０°を超えると、入射角度が大きくなる程、透過率は急激に低下する傾向を示す。また、プリズム構造体３７を構成する材料の屈折率が高い程、透過率は低下する。屈折率が高すぎると、空気とプリズム構造体３７との界面での反射率が高くなり、太陽光がプリズム構造体３７の内部に透過し難くなり、太陽光の利用効率が悪くなる。
【００６２】
図９は、屈折率と全反射角度との関係を示すグラフである。
図９において、横軸は屈折率であり、縦軸は採光部材から空気中に光が射出する際の採光部材−空気界面での全反射角度［°］である。
【００６３】
図９に示すように、屈折率が大きくなる程、全反射角度は単調に小さくなる傾向を示す。プリズム構造体３７を構成する材料の屈折率が低すぎると、全反射角度が大きくなり、プリズム構造体３７−空気界面で全反射する光は入射角度が大きい角度のみとなる。この場合、全反射せずに透過する光の割合、すなわち室内の天井側に向けて進まない光が多くなり、太陽光の利用効率が悪くなる。また、屈折率が低くなると、プリズム構造体３７での屈折角度が小さくなるため、太陽光を効果的に曲げられなくなる。
【００６４】
ここで、本発明者らは、プリズム構造体３７の構成材料を異ならせた採光部材を実際に試作し、各採光部材での虹ムラの発生具合を評価した。
各材料の屈折率およびアッベ数は、表２の通りである。
ここでは、材料Ａとして、非晶質ポリオレフィン系樹脂を使用し、材料Ｂとして、ポリカーボネート樹脂を使用した。
【００６５】
【表２】
2018235803.tif 000004
【００６６】
評価方法は、図１０に示すように、採光部材１０１のプリズム構造体が形成された第１面１０１ａに対して、光源１０２から光を垂直に入射させ、第２面１０１ｂ側に配置した受光機１０３によって所定の波長毎に光強度を検出し、その検出値から透過率を算出した。この際、第２面１０１ｂの法線方向に対する受光機１０３の設置角度θ（極角）を変えて光強度を検出した。
【００６７】
評価結果を図１１および図１２に示す。
図１１および図１２において、横軸は極角［°］であり、縦軸は透過率［％］である。
図１１は材料Ａの評価結果であり、図１２は材料Ｂの評価結果である。また、符号Ｔ４２０で示した曲線は波長４２０ｎｍの光に対する透過率を示し、符号Ｔ５５０で示した曲線は波長５５０ｎｍの光に対する透過率を示し、符号Ｔ７００で示した曲線は波長７００ｎｍの光に対する透過率を示している。
【００６８】
図１１および図１２に示すように、双方の材料ともに、極角２５°近傍および極角６０°近傍に透過率のピークが見られ、これらの方向に光が射出されていることが判った。図１１に示すように、屈折率が１．５３、アッベ数が５６の材料Ａを用いた場合、極角２５°近傍のピーク、極角６０°近傍のピークのいずれも、波長によるピークの位置ずれが小さく、この採光部材で照らされた天井を実際に目視した際に虹ムラがほとんど視認されなかった。これに対して、図１２に示すように、屈折率が１．５８、アッベ数が３２の材料Ｂを用いた場合、極角２５°近傍のピークの位置ずれは小さいが、極角６０°近傍のピークの位置ずれは大きく、この採光部材で照らされた天井をこの方向から目視した際に虹ムラが視認された。
【００６９】
ここでは、屈折率およびアッベ数が異なる２種類の材料についてのみ、評価結果を開示したが、本発明者らは、その他の評価結果から、プリズム構造体３７として、非フリント系領域である５０以上のアッベ数、１．４５以上、１．５８以下の屈折率を有する材料の使用が好ましいとの感触を得ている。すなわち、一般的に高アッベ数と呼ばれる、アッベ数が５０以上の材料を用いて採光部材を作製した場合は、色割れが少なく、虹ムラが許容できるレベルであった。また、この評価において、屈折率を１．５１５に設定してプリズム構造体の形状を設計したが、１．４５以上、１．５８以下の屈折率を有する材料を用いれば、設計通りの射出特性、採光性能が得られることがわかった。
【００７０】
アッベ数が高い材料からなるプリズム構造体３７を備えた本実施形態の採光部材５７の場合、波長分散が小さいため、図１３に示すように、波長による射出角度の差が小さくなる。具体的には、赤色光（例えば波長６５０ｎｍ）の射出角度分布の中心値θＲと青色光（例えば波長４５０ｎｍ）の射出角度分布の中心値θＢの間の角度差Δλ１が、図２Ｂに示した従来の採光部材における角度差Δλに比べて小さくなる。また、赤色光の射出角度分布と青色光の射出角度分布とは、ある有限の半値幅Δθ０をそれぞれ有している。
【００７１】
このとき、Δθ０＞Δλ１を満たす状況では、使用者の目に赤色光と青色光とが分離して視認されず、室内の天井等の照射領域中の光の着色が抑えられ、室内にいる人に違和感を与えることがない、快適な空間を提供できる。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態の採光部材５７によれば、波長分散の少ない材料からなるプリズム構造体３７が用いられたことによって射出光の分光が抑制される。その結果、射出光による虹ムラを抑制できる採光部材５７を実現することができる。前述の特許文献１の採光部材では、光の入射角度によって虹ムラの抑制効果が十分得られないという問題があったが、本実施形態の採光部材５７では、光の入射角度に関係なく、光がプリズム構造体３７を通過することによって光散乱効果が得られ、虹ムラを抑制する効果が発揮できる。
【００７３】
本実施形態においても、第１実施形態と同様、三角形に限らず、種々の断面形状を有するプリズム構造体を採用することができる。
【００７４】
［第４実施形態：採光部材］
以下、第４実施形態の採光部材について、図１４を用いて説明する。
第４実施形態の採光部材の基本構成は第１実施形態と同一であり、プリズム構造体の構成が第１実施形態と異なる。
図１４は、第４実施形態の採光部材の断面図である。
図１４において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７５】
図１４に示すように、採光部材５９は、光透過性を有する基材２と、基材２の第１面２ａに設けられた光透過性を有する複数のプリズム構造体３８と、を含む平板構造体２５を備えている。本実施形態において、採光部材５９は、複数のプリズム構造体３８が設けられた基材２の第１面２ａが室外側を向くように設置される。
【００７６】
プリズム構造体３８は、母材３９と、複数の光散乱粒子３２と、を含有する材料から構成されている。複数の光散乱粒子３２は、母材３９の屈折率と異なる屈折率を有し、母材３９の内部に分散されている。光散乱粒子３２の構成材料としては、第１実施形態で挙げた材料と同様の材料を用いることができる。
【００７７】
母材３９は、アッベ数が５０以上であり、屈折率が１．４５以上、１．５８以下の可視光透過性を有する材料から構成されている。アッベ数が５０以上であり、屈折率が１．４５以上、１．５８以下の母材の構成材料としては、第２実施形態で挙げた材料と同様のものを用いることができる。また、第１実施形態と同様、複数の光散乱粒子３２の各々は、各光散乱粒子３２の表面積の１／２以上の領域が母材３９に覆われていることが望ましい。以上の構成により、プリズム構造体３８は、当該プリズム構造体３８を透過する光の波長分散を抑制する機能を備える。
【００７８】
本実施形態の採光部材５９によれば、プリズム構造体３８が光散乱粒子３２を含有したことにより各色光の射出角度分布が広がる効果と、プリズム構造体３８の母材３９に波長分散の少ない材料を用いたことにより波長による射出角度差が小さくなる効果、の双方が相俟って、射出光の分光が抑制され、虹ムラを抑制できる採光部材５９を実現することができる。
【００７９】
なお、第３実施形態および第４実施形態の採光部材においても、第２実施形態と同様、隣り合うプリズム構造体の間の領域に波長分散抑制機能を備えた光透過部が設けられていてもよい。
【００８０】
［第５実施形態：採光装置］
以下、本発明の第５実施形態について、図１５〜図１８を用いて説明する。
第５実施形態の採光装置は、採光部材と光拡散部材を組み合わせたものである。
図１５は、第５実施形態の採光装置の断面図である。図１６は、第５実施形態の第１変形例の採光装置の断面図である。図１７は、第５実施形態の第２変形例の採光装置の断面図である。図１８は、第５実施形態の第３変形例の採光装置の断面図である。
図１５〜図１８において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００８１】
図１５に示すように、採光装置８１は、採光部材５と、光拡散部材６２と、フレーム８２（支持部材）と、を備えている。採光部材５は、基材２と、基材２の第１面２ａに設けられた複数のプリズム構造体３と、を備えている。光拡散部材６２は、基材６４と、基材６４の第１面６４ａに設けられた複数のシリンドリカルレンズ６５と、を備えている。採光部材５と光拡散部材６２とは、互いに所定の間隔をおいて離間して配置された状態でフレーム８２の内側に支持されている。採光装置８１は、例えば図示しない任意の支持部材によって、窓ガラスの室内側に吊り下げられる形態で設置される。
【００８２】
基材２の第１面２ａと垂直な方向から見て、採光部材５のプリズム構造体３の延在方向と、光拡散部材６２のシリンドリカルレンズ６５の延在方向と、は互いに略直交している。本実施形態において、採光部材５と光拡散部材６２とは、基材２の第２面２ｂ（複数のプリズム構造体３が設けられていない面）と基材６４の第１面６４ａ（複数のシリンドリカルレンズ６５が設けられた面）とが対向するように配置されている。すなわち、採光部材５は、複数のプリズム構造体３が室外側を向くように配置され、光拡散部材６２は、複数のシリンドリカルレンズ６５が室外側を向くように配置されている。
【００８３】
光拡散部材６２は、複数のシリンドリカルレンズ６５を備えているため、光を主に水平方向に拡散させる異方性拡散性を有している。異方性拡散性を有する光拡散部材の例として、シリンドリカルレンズ６５に代えて、例えば一方向に細長く延びた凹凸構造を有する光拡散部材を用いてもよく、各凹部および各凸部の長手方向が上下方向を向き、短手方向が水平方向を向くように設置されていればよい。
【００８４】
本実施形態の採光装置８１においては、第１実施形態の採光部材５が用いられているため、虹ムラを抑制できる採光装置８１を実現することができる。さらに、採光装置８１が光拡散部材６２を備えているため、採光部材５からの射出光の照射範囲を水平方向に広げることができる。
【００８５】
本実施形態の採光装置８１においては、採光部材５と光拡散部材６２とが別個の部材として設けられているため、例えばいずれかの部材が傷付いたり、破損したりした際にその部材の交換が容易である。
【００８６】
なお、本実施形態の採光装置８１において、以下の種々の変形例を採用することができる。
図１６は、第１変形例の採光装置８５の断面図である。
図１６に示すように、第１変形例の採光装置８５においては、採光部材５と光拡散部材６２とは、基材２の第２面２ｂ（複数のプリズム構造体３が設けられていない面）と基材６４の第２面６４ｂ（複数のシリンドリカルレンズ６５が設けられていない面）とが対向するように配置されている。すなわち、採光部材５は、複数のプリズム構造体３が室外側を向くように配置され、光拡散部材６２は、複数のシリンドリカルレンズ６５が室内側を向くように配置されている。
【００８７】
図１７は、第２変形例の採光装置８８の断面図である。
図１７に示すように、第２変形例の採光装置８８においては、採光部材５５と光拡散部材６２とは、基材２の第１面２ａ（複数のプリズム構造体３６が設けられた面）と基材６４の第１面６４ａ（複数のシリンドリカルレンズ６５が設けられた面）とが対向するように配置されている。すなわち、採光部材５５は、複数のプリズム構造体３６が室内側を向くように配置され、光拡散部材６２は、複数のシリンドリカルレンズ６５が室外側を向くように配置されている。
【００８８】
図１８は、第３変形例の採光装置９１の断面図である。
図１８に示すように、第３変形例の採光装置９１においては、採光部材５５と光拡散部材６２とは、基材２の第１面２ａ（複数のプリズム構造体３６が設けられた面）と基材６４の第２面６４ｂ（複数のシリンドリカルレンズ６５が設けられていない面）とが対向するように配置されている。すなわち、採光部材５５は、複数のプリズム構造体３６が室内側を向くように配置され、光拡散部材６２は、複数のシリンドリカルレンズ６５が室内側を向くように配置されている。
【００８９】
第５実施形態、第１変形例の採光装置８１，８５のように、複数のプリズム構造体３が室外側を向く場合、例えば図１に示した３角形の断面形状、もしくは図３に示した５角形の断面形状を有するプリズム構造体を用いることができる。一方、第２変形例、第３変形例の採光装置８８，９１のように、複数のプリズム構造体３６が室内側を向く場合、例えば図４に示したような４角形の断面形状を有するプリズム構造体を用いることができる。
【００９０】
［第６実施形態：採光装置］
以下、本発明の第６実施形態について、図１９および図２０を用いて説明する。
第６実施形態の採光装置は、採光装置を採光ブラインドによって構成した一例である。
図１９は、第６実施形態の採光装置の斜視図である。図２０は、採光装置の断面図である。
図１９および図２０において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００９１】
図１９に示すように、採光ブラインド４０１は、所定の間隔を空けて並んで配置された複数の採光スラット４０２と、複数の採光スラット４０２を互いに傾動自在に支持する傾動機構（支持機構）４０３と、傾動機構４０３によって連結された複数の採光スラット４０２を出し入れ可能に折り畳んで収納する収納機構４０８と、を備えている。
【００９２】
図２０に示すように、複数の採光スラット４０２は、採光板４１１と光拡散板４１２とが貼り合わされた構成を有する。採光板４１１は、基材４１３と、基材４１３の第１面４１３ａに設けられた複数のプリズム構造体４１４とを、備えている。光拡散板４１２は、基材４１６と、基材４１６の第１面４１６ａに設けられた複数のシリンドリカルレンズ４１７と、を備えている。なお、基材４１６と基材４１３とが共通化され、１枚の基材の両面にプリズム構造体４１４とシリンドリカルレンズ４１７とがそれぞれ設けられた採光スラットを用いてもよい。
【００９３】
傾動機構４０３は、複数のラダーコードを備えている。複数のラダーコードは、図示を省略するが、採光スラット４０２の長手方向に延在し、複数の採光スラット４０２を支持する。傾動機構４０３は、図示を省略するが、ラダーコードの一対の縦コードを互いに逆向きに上下方向に移動操作する操作機構を備えている。傾動機構４０３では、操作機構による一対の縦コードの移動操作によって、複数の採光スラット４０２を互いに同期させながら傾動させることが可能となっている。
【００９４】
採光ブラインド４０１は、窓ガラス（図示せず）の室内側に天井面から吊り下げられ、窓ガラスの内面に対向した状態で使用される。このとき、採光スラット４０２は、複数のプリズム構造体４１４の配列方向が窓ガラスの縦方向（鉛直方向）と一致する向きで配置される。換言すると、採光スラット４０２は、窓ガラスに対して複数のプリズム構造体４１４の延在方向が窓ガラスの横方向（水平方向）と一致するように配置される。採光スラット４０２の採光状態では、プリズム構造体４１４が室外側を向き、シリンドリカルレンズ４１７が室内側を向くように設置される。
【００９５】
図２０に示すように、窓ガラスの内面に対向させた採光ブラインド４０１においては、窓ガラスを通して室内に入射した光Ｌは、複数のプリズム構造体４１４によって進行方向を変えながら、屋内の天井に向けて照射される。また、天井に向かう光Ｌは、天井で反射して室内を照らすため、照明光の代わりとなる。したがって、このような採光ブラインド４０１を用いた場合、日中に建物内の照明設備が消費するエネルギーを節約する省エネルギー効果が期待できる。
【００９６】
本実施形態においても、虹ムラを抑制できる採光装置を実現することができる、といった第５実施形態と同様の効果が得られる。
【００９７】
また、採光ブラインド４０１によれば、複数の採光スラット４０２を傾動させることによって、天井に向かう光Ｌの角度を調整することができる。さらに、複数の採光スラット４０２の間から入射する光の量を調整することができる。
【００９８】
以上のように、本実施形態の採光ブラインド４０１を用いた場合には、室外の自然光（太陽光）を室内に効率良く採り入れるとともに、室内に居る人に眩しさを感じさせずに、屋内の奥の方まで明るく感じさせることができる。
【００９９】
［第７実施形態：採光装置］
以下、本発明の第７実施形態について、図２１および図２２を用いて説明する。
第７実施形態の採光装置は、採光装置を採光ロールスクリーンによって構成した一例である。
図２１は、第７実施形態の採光装置の斜視図である。図２２は、採光装置の断面図である。
図２１および図２２において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１００】
図２１に示すように、採光ロールスクリーン３０１は、採光スクリーン３０２と、採光スクリーン３０２を巻き取り自在に支持する巻き取り機構３０３とを備えている。
【０１０１】
図２２に示すように、採光スクリーン３０２は、採光部材３１１と光拡散部材３１２とが貼り合わされた構成を有する。採光部材３１１は、基材３１３と、基材３１３の第１面３１３ａに設けられた複数のプリズム構造体３１４と、を備えている。光拡散部材３１２は、基材３１６と、基材３１６の第１面３１６ａに設けられた複数のシリンドリカルレンズ３１７と、を備えている。基材３１６と基材３１３とが共通化され、１枚の基材の両面にプリズム構造体３１４とシリンドリカルレンズ３１７とがそれぞれ設けられた採光スクリーンが用いられてもよい。
【０１０２】
図２１に示すように、巻き取り機構３０３は、採光スクリーン３０２の上端部に沿って取り付けられた巻芯（支持部材）３０４と、採光スクリーン３０２の下端部に沿って取り付けられた下パイプ（支持部材）３０５と、採光スクリーン３０２の下端部中央に取り付けられた引張りコード３０６と、巻芯３０４に巻き取られた採光スクリーン３０２を収納する収納ケース３０７とを備えている。
【０１０３】
巻き取り機構３０３は、プルコード式として、採光スクリーン３０２を引っ張り出した位置で固定させたり、引っ張り出した位置からさらに引張りコード３０６を引っ張ることで、固定を解除して採光スクリーン３０２を巻芯３０４に自動的に巻き取らせたりすることが可能である。なお、巻き取り機構３０３については、このようなプルコード式に限らず、巻芯３０４をチェーンで回転させるチェーン式の巻き取り機構や、巻芯３０４をモータにより回転させる自動式の巻き取り機構等であってもよい。
【０１０４】
以上のような構成を有する採光ロールスクリーン３０１は、窓ガラス３０８の上部に収納ケース３０７を固定した状態で、収納ケース３０７に収納された採光スクリーン３０２を引張りコード３０６で引っ張り出しながら、窓ガラス３０８の内面に対向させた状態で使用される。このとき、採光スクリーン３０２は、窓ガラス３０８に対して複数のプリズム構造体３１４の配列方向が窓ガラス３０８の縦方向（鉛直方向）と一致する向きで配置される。つまり、採光スクリーン３０２は、窓ガラス３０８に対して複数のプリズム構造体３１４の長手方向が窓ガラス３０８の横方向（水平方向）と一致するように配置される。採光ロールスクリーン３０１は、プリズム構造体３１４が室外側を向き、シリンドリカルレンズ３１７が室内側を向くように設置される。
【０１０５】
窓ガラス３０８の内面に対向させた採光スクリーン３０２においては、窓ガラス３０８を通して室内に入射した光は、複数のプリズム構造体３１４によって進行方向を変えながら、室内の天井に向けて照射される。また、天井に向かう光は、天井で反射して室内を照らすため、照明光の代わりとなる。したがって、このような採光ロールスクリーン３０１を用いたことにより、日中に建物内の照明設備が消費するエネルギーを節約する省エネルギー効果が期待できる。
【０１０６】
本実施形態においても、虹ムラを抑制できる採光装置を実現することができる、といった第５実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０７】
以上のように、本実施形態の採光ロールスクリーン３０１を用いることにより、室外の自然光（太陽光）を室内に効率よく取り入れるとともに、室内に居る人に眩しさを感じさせることなく、室内の奥の方まで明るく感じさせることができる。
【０１０８】
［照明システム］
図２３は、採光システム２０１０を備えた部屋モデル２０００を示す図であり、図２４のＪ−Ｊ’線に沿う断面図である。
図２４は、部屋モデル２０００の天井を示す平面図である。
【０１０９】
太陽光が導入される部屋２００３の天井２００３ａを構成する天井材は、高い光反射性を有することが望ましい。図２３および図２４に示すように、部屋２００３の天井２００３ａには、光反射性を有する天井材として、光反射性天井材２００３Ａが設置されている。光反射性天井材２００３Ａは、窓２００２に設置された採光システム２０１０からの外光を室内の奥の方に導入することを促進する。光反射性天井材２００３Ａは、窓際の天井２００３ａに設置されている。具体的には、天井２００３ａの所定の領域Ｅ（窓２００２から約３ｍの領域）に設置されている。
【０１１０】
光反射性天井材２００３Ａは、上述したように、いずれかの実施形態の採光装置からなる採光システム２０１０が設置された窓２００２を介して室内に導入された太陽光を室奥側まで効率良く導く。採光システム２０１０から室内の天井２００３ａに向けて導入された太陽光は、光反射性天井材２００３Ａで反射され、向きを変えて室内の奥に置かれた机２００５の机上面２００５ａを照らすことになり、当該机上面２００５ａを明るくする効果を発揮する。
【０１１１】
光反射性天井材２００３Ａは、拡散反射性であってもよいし、鏡面反射性であってもよいが、室内の奥に置かれた机２００５の机上面２００５ａを明るくする効果と、室内に居る人にとって不快なグレア光を抑える効果を両立するために、両者の特性が適度に合わさったものであることが好ましい。
【０１１２】
採光システム２０１０により室内に導入された光のうちの多くは天井に向かう。一般に、窓２００２の近傍は光量が十分である場合が多い。そのため、上記のような採光システムと光反射性天井材２００３Ａとを併用することにより、窓付近の天井（領域Ｅ）に入射した光を、窓際に比べて光量の少ない室内の奥側に振り分けることができる。
【０１１３】
光反射性天井材２００３Ａは、例えばアルミニウム等の金属板に数十μｍ程度の凹凸によるエンボス加工を施したり、同様の凹凸を形成した樹脂基板の表面にアルミニウム等の金属薄膜を蒸着したりして作製することができる。あるいは、エンボス加工により形成される凹凸がより大きな周期の曲面で形成されていてもよい。
【０１１４】
さらに、光反射性天井材２００３Ａに形成するエンボス形状を適宜変えることにより、光の配光特性や室内での光の分布を制御することができる。例えば、室内の奥側に延在するストライプ状にエンボス加工を施した場合は、光反射性天井材２００３Ａで反射した光が、窓２００２の左右方向（凹凸の長手方向に交差する方向）に拡がる。窓２００２の大きさや向きが限られているような場合は、このような特性を利用して、光反射性天井材２００３Ａにより光を水平方向へ拡散させるとともに、部屋の奥側に向けて反射させることができる。
【０１１５】
採光システム２０１０は、部屋２００３の照明システムの一部として用いられる。照明システムは、例えば、採光システム２０１０と、複数の室内照明装置２００７と、これらの制御系と、天井２００３ａに設置された光反射性天井材２００３Ａと、を含む部屋全体の構成部材から構成される。
【０１１６】
部屋２００３の窓２００２には、採光システム２０１０が設置されている。窓の上部に採光システム２０１０が配置され、下部側に遮光部２００８が設けられている。
【０１１７】
部屋２００３には、複数の室内照明装置２００７が、窓２００２の左右方向（Ｙ方向）および室内の奥行き方向（Ｘ方向）に格子状に配置されている。これら複数の室内照明装置２００７は、採光システム２０１０と合わせて部屋２００３の全体の照明システムを構成する。
【０１１８】
図２３および図２４に示すように、例えば、部屋２００３の幅方向（窓２００２の左右方向、Ｙ方向）の長さＬ１が１８ｍ、部屋２００３の奥行き方向（Ｘ方向）の長さＬ２が９ｍのオフィスの天井２００３ａを示す。ここでは、室内照明装置２００７は、天井２００３ａの横方向（Ｙ方向）および奥行き方向（Ｘ方向）に、それぞれ１．８ｍの間隔Ｐをおいて格子状に配置されている。より具体的には、５０個の室内照明装置２００７は、１０行（Ｙ方向）×５列（Ｘ方向）に配列されている。
【０１１９】
室内照明装置２００７は、室内照明器具２００７ａと、明るさ検出部２００７ｂと、制御部２００７ｃと、を備える。室内照明装置２００７は、室内照明器具２００７ａに明るさ検出部２００７ｂと制御部２００７ｃとが一体化された構成を有する。
【０１２０】
室内照明装置２００７は、室内照明器具２００７ａおよび明るさ検出部２００７ｂをそれぞれ複数ずつ備えていてもよい。ただし、明るさ検出部２００７ｂは、各室内照明器具２００７ａに対して１個ずつ設けられる。明るさ検出部２００７ｂは、室内照明器具２００７ａが照明する被照射面の反射光を受光して、被照射面の照度を検出する。ここでは、明るさ検出部２００ｂにより、室内に置かれた机２００５の机上面２００５ａの照度を検出する。
【０１２１】
室内照明装置２００７に１個ずつ設けられた制御部２００７ｃは、互いに接続されている。各室内照明装置２００７は、互いに接続された制御部２００７ｃにより、各々の明るさ検出部２００７ｂが検出する机上面２００５ａの照度が一定の目標照度Ｌ０（例えば、平均照度：７５０ｌｘ）になるように、それぞれの室内照明器具２００７ａのＬＥＤランプの光出力を調整するフィードバック制御を行っている。
【０１２２】
図２５は、採光装置によって室内に採光された光（自然光）の照度と、室内照明装置による照度（照明システム）との関係を示すグラフである。図２５において、縦軸は机上面の照度（ｌｘ）を示し、横軸は窓からの距離（ｍ）を示す。また、図中の破線は、室内の目標照度を示す。（●：採光装置による照度、△：室内照明装置による照度、◇：合計照度）
【０１２３】
図２５に示すように、採光システム２０１０により採光された光に起因する机上面照度は、窓の近傍ほど明るく、窓から遠くなるに従ってその効果は小さくなる。採光システム２０１０を適用した部屋では、昼間における窓からの自然採光により、このような部屋の奥行き方向への照度分布が生じる。そこで、採光システム２０１０は、室内の照度分布を補償する室内照明装置２００７と併用して用いられる。
【０１２４】
室内天井に設置された室内照明装置２００７は、それぞれの装置の下方の平均照度を明るさ検出部２００７ｂにより検出し、部屋全体の机上面照度が一定の目標照度Ｌ０になるように調光制御されて点灯する。したがって、窓の近傍に設置されているＳ１列、Ｓ２列はほとんど点灯せず、Ｓ３列、Ｓ４列、Ｓ５列と部屋の奥側に向かうに従って出力を上げながら点灯される。結果として、部屋の机上面は自然採光による照明と室内照明装置２００７による照明との双方で照らされ、部屋全体にわたって執務をする上で十分とされる机上面照度である７５０ｌｘ（「ＪＩＳ  Ｚ９１１０  照明総則」の執務室における推奨維持照度）を実現することができる。
【０１２５】
以上述べたように、採光システム２０１０と照明システム（室内照明装置２００７）とを併用することにより、室内の奥側まで光を届けることが可能となり、室内の明るさをさらに向上させることができ、部屋全体にわたって執務をする上で十分とされる机上面照度を確保することができる。したがって、季節や天気による影響を受けることなく、より一層安定した明るい光環境が得られる。
【０１２６】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、採光部材および採光装置を構成する各構成要素の数、形状、寸法、配置、材料等の具体的な記載については、上記実施形態で例示したものに限らず、適宜変更が可能である。
【０１２７】
また、上記実施形態では、基材とプリズム構造体とが別個の部材とされた採光部材の例を挙げたが、基材とプリズム構造体とが一体化された一つの平板構造体からなる採光部材であってもよい。この場合、例えば熱可塑性を有する低波長分散材料を用いた押出成形法により採光部材を作製することができる。
【０１２８】
また、上記実施形態の光拡散部材は、複数の採光部を備えた採光部材と組み合わせて用いられる他、複数の採光部を備えていない採光部材を組み合わせて用いられてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明のいくつかの態様は、太陽光などの外光を室内に採り入れるための採光部材、およびこの採光部材を備えた採光装置に利用が可能である。
【符号の説明】
【０１３０】
３，３５，３６，３７，３８，３１４，４１４…プリズム構造体、２１，２２，２３，２４，２５…平板構造体、３１，３９…母材、３２…光散乱粒子、３３…光透過部、４９，５１，５５，５７，５９，１０１…採光部材、８１，８５，８８，９１…採光装置、８２…フレーム（支持部材）。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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