(57)【要約】【課題】光入射面全体を、大きな単一プリズムの入射面ではなく、それと略同じ頂角の分割プリズム要素を多段配設したときの複数入射面で形成して、使用プリズムの単体重量や全体重量の軽減化を図る。【解決手段】光ダクト４の採光部４ａに配設された垂直多段プリズム２は、それぞれ光透過材からなり、入射面１ａと、これに対向する背部内鏡面１ｂと、その裏側の背部外鏡面１ｃと、入射光に対する鏡面反射作用または全反射作用に基づく内部伝搬光の出射面１ｄとを備えた複数の分割プリズム要素１が、同じ向き態様で順次配設されている。入射面１ａの全体は、複数の分割プリズム要素が個々に光入射作用を呈する態様で同じ方向の連続平面に設定され、出射面１ｄは、その直隣の分割プリズム要素の頂角側端部分に続く態様で設定される。また、光ダクト４の採光部４ａは、垂直多段プリズム２の背部外鏡面１ｃと対向状態の内鏡面部分を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ光透過材からなり、入射面と、これに対向する背部内鏡面と、その裏側の背部外鏡面と、入射光に対する鏡面反射作用または全反射作用に基づく内部伝搬光の出射面とを備えた複数の分割プリズム要素が、同じ向き態様で順次配設された形の多段プリズムにおいて、
前記入射面は、
全体として、前記複数の分割プリズム要素が個々に光入射作用を呈する態様で同じ方向に設定され、
前記出射面は、
その直隣の前記分割プリズム要素の頂角側端部分に続く態様で設定されている、
ことを特徴とする多段プリズム。
【請求項２】
前記同じ方向の前記入射面は、
前記複数の分割プリズム要素に対する連続平面に形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載の多段プリズム。
【請求項３】
前記複数の分割プリズム要素は、
前記入射面のそれぞれが垂直などの第一方向に配された形の第一多段プリズムと、
前記入射面のそれぞれが前記第一方向とは別の水平などの第二方向に配された形の第二多段プリズムと、を形成している、
ことを特徴とする請求項１または２記載の多段プリズム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の多段プリズムが採光部に配設されている、
ことを特徴とする多段プリズム使用の集光装置。
【請求項５】
前記採光部は、
前記多段プリズムの前記背部外鏡面と対向状態の内鏡面部分を備えている、
ことを特徴とする請求項４記載の多段プリズム使用の集光装置。
【請求項６】
請求項３に記載の多段プリズムが採光部に配設され、
前記採光部は、
前記第一多段プリズムが配される第一採光部分と、
前記第二多段プリズムが配される第二採光部分と、の二股形状に設定されている、
ことを特徴とする多段プリズム使用の集光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクリル，ポリカーボネート，ガラス，ダイヤモンド，サファイアなどからなる分割プリズム要素を多段配設して、各段への入射光に対するプリズム反射光が各段それぞれの出射面から出力されるようにした多段プリズムなどに関する。
【０００２】
特に、光入射対象の採光部へプリズムを配設する際に、その採光部全体がカバーされる大きさの入射面からなる例えば単一プリズムを用いるのではなく、これを同じ向き態様で分割した形の複数の分割プリズム要素を用いるようにしている。
【０００３】
この分割プリズム要素の多段配設により、後述の各図で示すように例えば上下方向の単一入射面が計四個のいわば個別入射面に分割される。この分割入射面四個の全体面積は単一プリズムのそれと略同じである。
【０００４】
本発明は、このようにある頂角（例えば１７度）を持つ光入射プリズムの入射面を、単一プリズムではなく、例えばそれと略同じ頂角の分割プリズム要素の多段配設により形成すれば、使用プリズムの単体重量や全体重量を軽減できることに着目したものである。
【０００５】
また、光入射プリズムの頂角を分割プリズム要素の単位で個々に設定して、これにより入射光仰角による有効光（入射光に対する出射面からの出力光）出射の効率化を図れることに着目したものである。
【０００６】
このように本発明の複数の分割プリズム要素からなる多段プリズムは、光ダクトや太陽パネル・太陽電池の光入射側としての採光部の他、これら光ダクトなどからいわば独立した形の採光手段そのものとしても利用可能である。
【０００７】
本明細書では各図の上下方向を「縦」，「垂直」と記し、左右方向を「横」，「水平」と記す。
【背景技術】
【０００８】
本件出願人は、光ダクトの採光部に単一プリズムを配設した集光装置を提案済みである（特許文献１参照）。
【０００９】
この集光装置は、採光対象域に配した単一プリズムの入射光をその出射面から効率的に光ダクト導光部へと伝播させるものである。すなわち、単一プリズムが光ダクトへの効率的な採光作用を呈している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１４−３８７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このように光ダクト採光部に単一プリズムを配設した集光装置は、その入射面にいわば取り込まれる太陽光などの外部自然光が、その出射面から光ダクト導光部へと効率的に伝搬されるといった利点を備えたものである。
【００１２】
ただ、採光対象域の大きさに応じて単一プリズムのサイズおよび重量も大きくなり、その取付け施工前の保管，運搬や光ダクト採光部への取付けなどにおける効率性，簡便性および作業性などの点でさらなる改善の余地を残していた。
【００１３】
本発明は、光入射面全体を、大きな単一プリズムの入射面ではなく、例えばそれと略同じ頂角の分割プリズム要素を垂直方向，水平方向などに多段配設したときの複数入射面で形成して、使用プリズムの単体重量や全体重量の軽減化を図ることを目的とする。
【００１４】
分割プリズム要素は図１などで示すように、その高さと横方向長さが単一プリズムのそれぞれよりも小さくなり（例えば１／４）、その分だけの容量および重さが単一プリズムよりも減少する。なお、多段配設状態での複数入射面全体の面積は単一プリズム入射面のそれと略同じに設定される。
【００１５】
また、多段配設した複数の光入射用プリズムの頂角を分割プリズム要素の単位で個々に異値または同値に設定して、これにより入射光仰角による有効光（入射光に対する出射面からの出力光）割合のアップ化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、以上の課題を次のようにして解決する。
（１）それぞれ光透過材からなり、入射面（例えば後述の入射面１ａ）と、これに対向する背部内鏡面（例えば後述の背部内鏡面１ｂ）と、その裏側の背部外鏡面（例えば後述の背部外鏡面１ｃ）と、入射光に対する鏡面反射作用または全反射作用に基づく内部伝搬光の出射面（例えば後述の出射面１ｄ）とを備えた複数の分割プリズム要素（例えば後述の分割プリズム要素１，１(1)〜１(4)）が、同じ向き態様で順次配設された形の多段プリズム（例えば後述の垂直多段プリズム２，連結済み垂直多段プリズム２′，水平多段プリズム３）において、
前記入射面は、
全体として、前記複数の分割プリズム要素が個々に光入射作用を呈する態様で同じ方向に設定され、
前記出射面は、
その直隣の前記分割プリズム要素の頂角側端部分に続く態様で設定された、
構成態様のものを用いる。
（２）上記(１)において、
前記同じ方向の前記入射面は、
前記複数の分割プリズム要素に対する連続平面に形成された、
構成態様のものを用いる。
（３）上記（１），（２）において、
前記複数の分割プリズム要素は、
前記入射面のそれぞれが垂直などの第一方向に配された形の第一多段プリズム（例えば後述の垂直多段プリズム２，連結済み垂直多段プリズム２′）と、
前記入射面のそれぞれが前記第一方向とは別の水平などの第二方向に配された形の第二多段プリズム（例えば後述の水平多段プリズム３）と、を形成した、
構成態様のものを用いる。
（４）多段プリズム使用の集光装置において、
上記（１）〜（３）のいずれかに記載の多段プリズムが採光部（例えば後述の採光部４ａ，二股採光部４ｂ）に配設された、
構成態様のものを用いる。
（５）上記（４）において、
前記採光部は、
前記多段プリズムの前記背部外鏡面と対向状態の内鏡面部分（例えば後述のダクト採光背部４ｇ，４ｈの内鏡面）を備えた、
構成態様のものを用いる。
（６）多段プリズム使用の集光装置において、
上記（３）に記載の多段プリズムが採光部に配設され、
前記採光部は、
前記第一多段プリズムが配される第一採光部分（例えば後述の縦採光部分４ｃ）と、
前記第二多段プリズムが配される第二採光部分（例えば後述の横採光部分４ｄ）と、の二股形状に設定された、
構成態様のものを用いる。
【００１７】
以上の構成からなる多段プリズムおよび集光装置を本発明の対象としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は以上の課題解決手段により、
(11)採光部としての使用プリズムの単体重量や全体重量の軽減化を図り、
(12)光入射プリズムの、取付け施工前の保管，運搬や光ダクト採光部への取付けなどにおける効率化，簡便化を図り、
(13)入射光仰角による有効光（入射光に対する出射面からの出力光）割合のアップ化を図る、
ことなどができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】それぞれ同じ頂角（１７度）のプリズム形状の、本発明の分割プリズム要素、およびこれの四段からからなる垂直多段プリズムの全体と略同じ大きさの入射面を持つ単一プリズムそれぞれの概念を示す説明図である。
【図２】垂直多段プリズムが配設された横光ダクトを示す説明図である。
【図３】水平多段プリズムが配設された横光ダクトを示す説明図である。
【図４】水平多段プリズムが配設された縦光ダクトを示す説明図である。
【図５】一体成形の連結済み垂直多段プリズムが配設された採光部を示す説明図である。
【図６】二股採光部からなる横光ダクトを示す説明図である。
【図７】二股採光部からなる縦光ダクトを示す説明図である。
【図８】仰角３０度の入射光が、垂直多段プリズム（各頂角１７度），開き角１７度のダクト採光背部およびその先の横導光部を経て出光部側へ伝搬する様子を示す説明図である。
【図９】図８のダクト採光背部の開き角１７度を「２０度」に設定した場合の入射光が出光部側へ伝搬する様子を示す説明図である。
【図１０】仰角３０度の入射光が、垂直多段プリズム（各頂角１７度）および開き角１０度のダクト採光背部で鏡面反射して入射側に戻る、すなわちこの入射光が横導光部へ伝搬しない様子を示す説明図である。
【図１１】仰角６０度の入射光が、垂直多段プリズム（各頂角１７度），開き角１７度のダクト採光背部およびその先の内曲面部分，横導光部を経て出光部側へ伝搬する様子を示す説明図である。
【図１２】図11のダクト採光背部の開き角１７度を「２０度」に設定した場合の入射光が出光部側へ伝搬する様子を示す説明図である。
【図１３】仰角６０度の入射光が、垂直多段プリズム（各頂角１７度）から開き角１７度のダクト採光背部および採光部底面で鏡面反射して入射側に戻る、すなわちこの入射光が横導光部へ伝搬しない様子を示す説明図である。
【図１４】仰角４０度の入射光が、上側より「１７度→２０度→２３度→２６度（α＝３度，β＝６度，γ＝９度）」と順次大きくなる各頂角の垂直多段プリズム，開き角が同じ態様で順次大きくなるダクト採光背部およびその先の内曲面部分，横導光部を経て出光部側へ伝搬する様子を示す説明図である。
【図１５】図１４のダクト採光背部の開き角の変化を上側より「１７度→２１度→２４度→２７度（α′＝４度，β′＝７度，γ′＝10度）」と順次大きくした場合の、入射光が出光部側へ伝搬する様子を示す説明図である。
【図１６】仰角４０度の入射光が、図14と同じように各頂角が大きくなる垂直多段プリズムおよび開き角１７度（一定）のダクト採光背部で鏡面反射して入射側に戻る、すなわちこの入射光が横導光部へ伝搬しない様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１〜図１６を用いて本発明を実施するための形態を説明する。
【００２１】
図１〜図１６で用いるアルファベット付き参照番号の構成要素（例えば入射面１ａ）は原則として当該参照番号の数字部分の構成要素（例えば分割プリズム要素１）の一部である、ことを示している。
【００２２】
図１〜図１６において、
１は任意段数からなる多段プリズムにおけるいわば基本単位プリズムを構成して、上下方向断面が直角三角形状（高さ40mm×横方向長さ12mm×幅100mm，頂角１７度：図１参照）の分割プリズム要素，
１(1)〜１(4)は分割プリズム要素１自体であって、後述の光ダクト採光部４ａの先端側から導光部４ｅ（横導光部４ｅ′）の側へと、それぞれの頂角が順次大きくなる態様で連続設定された特定の分割プリズム要素（図14〜図16参照），
１ａは分割プリズム要素１の自然光入射側であって全反射作用内面からなる入射面，
１ｂは入射面１ａに対向する背部内鏡面，
１ｃは背部内鏡面１ｂの裏側に設定された背部外鏡面，
１ｄは分割プリズム要素１の内部伝搬光の出射面，
１′は四段からなる後述の垂直多段プリズム２と略同じ大きさの入射面からなり、上下方向断面が直角三角形状（高さ160mm×横方向長さ48mm×幅100mm，頂角１７度：図１参照）の単一プリズム，
をそれぞれ示している。
【００２３】
また、
２は例えば四個の分割プリズム要素１をそれぞれ縦方向に隣同士の底面および頂角が連結され、かつ、各入射面１ａが略連続垂直面となる態様にて設定した垂直多段プリズム(図２，図６〜図16参照)，
２′は例えば五個の分割プリズム要素１の全体が一体成形された連結済み垂直多段プリズム(図５参照)，
３は例えば四個の分割プリズム要素１をそれぞれ横方向に隣同士の底面および頂角が連結され、かつ、各入射面１ａが略連続水平面となる態様にて設定した水平多段プリズム(図３〜図７参照)，
をそれぞれ示している。
【００２４】
また、
４は例えば中空の四角柱形状でその内面が鏡面仕様に設定されて外部自然光の採光，導光，出光の各作用を呈する光ダクト（横光ダクト４′，縦光ダクト４″），
４′は光ダクト４自体であって横方向仕様に設定された横光ダクト（図２，図３，図５，図６，図８〜図16参照），
４″は光ダクト４自体であって縦方向仕様に設定された縦光ダクト（図４，図７参照），
４ａは光ダクト４の一部であって外部自然光の入射域となる開口部分を備えた内鏡面仕様の例えば四角筒状の採光部，
４ｂは採光部４ａの変形例としての二股採光部（図６，図７参照），
４ｃは二股採光部４ｂの一方を構成して垂直多段プリズム２が配設された縦採光部分，
４ｄは二股採光部４ｂの他方を構成して水平多段プリズム３が配設された横採光部分，
４ｅは採光部４ａまたは二股採光部４ｂに連続し、この採光部などへの入射光が鏡面反射しながら出光部（図示省略）へ伝搬していく例えば四角筒状の導光部，
４ｅ′は導光部４ｅ自体であって横方向仕様に設定された横導光部（図２，図３，図５，図６，図８〜図16参照），
４ｅ″は導光部４ｅ自体であって縦方向仕様に設定された縦導光部（図４，図７参照），
４ｆは採光部４ａまたは二股採光部４ｂとその直下流側のいわば導光部開始部分との間に設定されて、この採光部などへの入射光を反射することにより垂直多段プリズム２，水平多段プリズム３から横導光部４ｅ′，縦導光部４ｅ″へとそれぞれ伝搬させるための、図示上下断面光ダクトの中心角９０度の円弧状域からなるインタフェース鏡面仕様の内曲面部分（光ダクト４の一部），
４ｇは入射面１ａへの開き角が「１７度（＝分割プリズム要素１の頂角）」で内鏡面仕様のダクト採光背部（図８，図11，図13，図16参照），
４ｈは入射面１ａへの開き角が「１０度」で内鏡面仕様のダクト採光背部（図10参照），
４ｊは入射面１ａへの開き角が「２０度」で内鏡面仕様のダクト採光背部（図９，図12参照），
４ｋ，４ｋ′は開き角が変化する、すなわち最上位置で頂角「17度」の分割プリズム要素１(1)からその下方に順次配設された分割プリズム要素１(2)〜１(4)の頂角「θ２〜θ４」の増加「２０度‐２３度‐２６度」に対応して同様に開き角が大きくなる、内鏡面仕様のダクト採光背部（図14，図15参照），
をそれぞれ示している。
【００２５】
また、
θ１は分割プリズム要素１および分割プリズム要素１(1)の頂角「１７度」，
θ２は分割プリズム要素１(2)の頂角「２０度」（θ２〜θ４は図14〜16参照），
θ３は分割プリズム要素１(3)の頂角「２３度」，
θ４は分割プリズム要素１(4)の頂角「２６度」，
α，α′はダクト採光背部４ｋ，４ｋ′の、分割プリズム要素１(1)に対応した開き角「１７度」の図示上端側部分を基準としたときの、分割プリズム要素１(2)の背部外鏡面１ｃの対向面部分の開き角増加分「α＝３度，α′＝４度」（α〜γは図14参照，α′〜γ′は図15参照），
β，β′はα，α′と同様に、ダクト採光背部４ｋ，４ｋ′の、分割プリズム要素１(3)の背部外鏡面１ｃの対向面部分の開き角増加分「β＝６度，β′＝７度」，
γ，γ′はα，α′やβ，β′と同様に、ダクト採光背部４ｋ，４ｋ′の、分割プリズム要素１(4)の背部外鏡面１ｃの対向面部分の開き角増加分「γ＝９度，γ′＝１０度」，
をそれぞれ示している。
【００２６】
また、
Ｐ１は図示上下断面光ダクト（横光ダクト４′）における横導光部４ｅ′の上面部分を示す線と、ダクト採光背部４ｇ，４ｈ，４ｊ，４ｋ，４ｋ′を示す線との図示右交点，
Ｐ２は内曲面部分４ｆのいわば円弧中心点（＝図13，図16以外のＰ１），
Ｐ３は横導光部４ｅ′の上面部分を示す線の延長部分であって、垂直多段プリズム２の最下段分割プリズム要素の出射面１ｄと入射面１ａとの図示左交点，
Ｄは図示右交点Ｐ１と図示左交点Ｐ３との間の横方向長さ，
Ｒは内曲面部分４ｆ（中心角９０度の円弧面）の半径，
Ｈは横導光部４ｅ′などの高さ，
をそれぞれ示している。
【００２７】
また、
Ｌ０はそれぞれ異なる仰角の入射光（図５参照），
Ｌ０′は入射光Ｌ０が入射面１ａと対向した背部内鏡面１ｂで鏡面反射し、次に入射面内側部分で全反射して伝搬する場合の反射光（図５参照），
Ｌ１は仰角３０度の入射光(図８〜図10参照)，
Ｌ１′は入射光Ｌ１が横導光部４ｅ′へ進む場合の反射光（図８，図９参照），
Ｌ１″は入射光Ｌ１が横導光部４ｅ′へ進むことなく光入射側へ戻ってしまう場合の反射光（図10参照），
Ｌ２は仰角６０度の入射光(図11〜図13参照)，
Ｌ２′は入射光Ｌ２が横導光部４ｅ′へ進む場合の反射光（図11，図12参照），
Ｌ２″は入射光Ｌ２が横導光部４ｅ′へ進むことなく光入射側へ戻ってしまう場合の反射光（図13参照），
Ｌ３は仰角４０度の入射光(図14〜図16参照)，
Ｌ３′は入射光Ｌ３が横導光部４ｅ′へ進む場合の反射光（図14，図15参照），
Ｌ３″は入射光Ｌ３が横導光部４ｅ′へ進むことなく光入射側へ戻ってしまう場合の反射光（図16参照），
をそれぞれ示している。
【００２８】
ここで、分割プリズム要素１，１(1)〜１(4)は、アクリル樹脂，ポリカーボネート，ガラス，ダイヤモンド，サファイアなどの各種光透過材で作成される。
【００２９】
分割プリズム要素１，１(1)〜１(4)は、採光部４ａに設けた任意形状の枠状部材に接着，ビス止めなどの各種固定手段で取り付けられている。
【００３０】
本発明の基本的特徴は、図１で示すように例えば「高さ160mm×底面横長さ48mm×幅100mm，頂角17度」の単一プリズム１′の入射面相当の入射採光部を設定する場合に、これを分割した形の分割プリズム要素１を多段接続して用いることである。
【００３１】
ここで、分割プリズム要素１それぞれの高さおよび底面横長さは、単一プリズム１′の略1／４ほどの「高さ40mm，底面横長さ12mm」である。なお、幅は単一プリズム１′と同じ「100mm」に設定している。
【００３２】
すなわち、採光部の入射面として用いる分割プリズム要素１の容積は単一プリズム１′のそれの略１／１６「＝（高さ40×底面横長さ12×幅100）÷（高さ160×底面横長さ48×幅100）」となり、プリズム単体の保管，運搬，採光部取付けなどの各作業の簡単化や効率化を図ることができる。
【００３３】
各図の四段の多段プリズムの場合、その全体の容積，重さは、これと同じ頂角，材質の単一プリズム１′の１／４「＝（１／１６）×４」となる。
【００３４】
図２は、四段の垂直多段プリズム２が採光部４ａに取り付けられた横光ダクト４′を示している。この横光ダクト４′の内曲面部分４ｆの横方向長さＤ，半径Ｒおよび横導光部４ｅ′の高さＨはそれぞれ略同じである。
【００３５】
図３は、四段の水平多段プリズム３が採光部４ａに取り付けられた横光ダクト４′を示している。
【００３６】
図４は、水平多段プリズム３が配設された縦光ダクト４″を示している。水平多段プリズム３の使用により、従来の採光部分の背面反射板に比べて採光面積を大きくとることができる。
【００３７】
図５は、一体成形された五段の連結済み垂直多段プリズム２′が配設された採光部４ａを示している。なお、この垂直多段プリズム２′を構成する分割プリズム要素の頂角および採光部４ａの開き角は「２０度」に設定されている。
【００３８】
この採光部４ａへ入射した入射光Ｌ０は、背部内鏡面１ｂで鏡面反射し、次に入射面１ａの内側部分で全反射する形の反射光Ｌ０′として伝搬する。
【００３９】
図６は、その採光部が、二段の垂直多段プリズム２を配設した縦採光部分４ｃおよび二段の水平多段プリズム３を配設した横採光部分４ｄからなる、二股採光部４ｂの横光ダクト４′を示している。
【００４０】
図示の縦採光部分４ｃの内曲面部分４ｆの半径Ｒは横導光部４ｅ′の高さＨの略１／２である。
【００４１】
この縦採光部分４ｃの垂直多段プリズム２への入射光は、内曲面部分４ｆで鏡面反射するなどして横光ダクト４′の横導光部４ｅ′へと伝搬する。また、横採光部分４ｄの水平多段プリズム３への入射光は図３と同様の反射経路で横導光部４ｅ′へと伝搬する。
【００４２】
図７は、図６と同様の縦採光部分４ｃおよび横採光部分４ｄからなる二股採光部４ｂの縦光ダクト４″を示している。
【００４３】
図７の横採光部分４ｄの内曲面部分４ｆの半径Ｒは縦導光部４ｅ″の高さＨの１／２である。
【００４４】
図８は、垂直多段プリズム２（θ１：１７度）への仰角３０度の入射光Ｌ１が、「背部内鏡面１ｂ‐〔背部外鏡面１ｃ‐開き角１７度のダクト採光背部４ｇの内面・・・〕‐内曲面部分４ｆ」での反射作用により、横導光部４ｅ′へと伝搬する様子を示している。
【００４５】
図８の横光ダクト４′の横導光部４ｅ′の横方向長さＤおよび高さＨはそれぞれ内曲面部分４ｆの半径Ｒと略同じに設定されている。
【００４６】
図９は、図８のダクト採光背部４ｇに代えて、これよりも大きな開き角「２０度」のダクト採光背部４ｊを設定した場合の入射光Ｌ１の伝搬の様子を示す説明図である。
【００４７】
このときの反射光Ｌ１′は、図８のそれと同様に分割プリズム要素１の背部外鏡面１ｃとダクト採光背部４ｊの内鏡面との間の反射作用などに基づいて、横導光部４ｅ′へと伝搬する。
【００４８】
図８および図９の反射光Ｌ１′の発生には、ダクト採光背部４ｇの開き角度を「１７度（θ１角度）以上」に設定することが望ましい。
【００４９】
図10は、小さい開き角１０度のダクト採光背部４ｈを用いることが図８および図９と異なる場合の、仰角３０度の入射光Ｌ１およびその反射光Ｌ１″の経路を示している。
【００５０】
このように、開き角１０度のダクト採光背部４ｈを用いた場合、図８，図９と同じ仰角３０度の入射光は採光部４ａの図示上方へと進む。すなわち、この入射光が図８のように内曲面部分４ｆおよび横導光部４ｅ′へと伝播することは期待できない。
【００５１】
図11は、垂直多段プリズム２（θ１：１７度）への仰角６０度の入射光Ｌ２が、「背部内鏡面１ｂ‐背部外鏡面１ｃ‐開き角１７度のダクト採光背部４ｇの内面‐内曲面部分４ｆ」での反射作用により、横導光部４ｅ′へと伝搬する様子を示している。
【００５２】
図11の横光ダクト４′の横方向長さＤおよび横導光部４ｅ′の高さＨは内曲面部分４ｆの半径Ｒと同じに設定されている。
【００５３】
図12は、図11のダクト採光背部４ｇに代えて、これよりも大きな開き角「２０度」のダクト採光背部４ｊを設定した場合の入射光Ｌ２の伝搬の様子を示す説明図である。
【００５４】
このときの反射光Ｌ２′は、図11のそれと同様に分割プリズム要素１の背部外鏡面１ｃ，ダクト採光背部４ｊの内鏡面および鏡面仕様の内曲面部分４ｆでの反射作用などに基づいて、横導光部４ｅ′へと伝搬する。
【００５５】
図11，図12の反射光Ｌ２′の発生には、図８，図９の場合と同じくダクト採光背部４ｇ，４ｊの開き角度を「１７度（θ１角度）以上」に設定することが望ましい。
【００５６】
図13は、横導光部４ｅ′の高さＨおよび内曲面部分４ｆの半径Ｒが図11，図12のそれぞれと異なる場合の、仰角６０度の入射光Ｌ２およびその反射光Ｌ２″の経路を示している。ここでＲ，Ｈ，Ｄの大小関係は「Ｒ＜Ｄ，Ｒ＝Ｈ」である。
【００５７】
このように、図13の内曲面部分４ｆを用いた場合、図11，図12と同じ仰角６０度の入射光（外部自然光）は採光部４ａの図示上方へと進む。すなわち、この入射光が図11，図12のように内曲面部分４ｆで反射して横導光部４ｅ′へと伝播することは期待できない。
【００５８】
図14は、下ほど頂角が大きい垂直多段プリズム２への仰角４０度の入射光Ｌ３が、「背部内鏡面１ｂ‐背部外鏡面１ｃ‐下ほど開き角が大きいダクト採光背部４ｋの内鏡面‐内曲面部分４ｆ」での反射作用により、横導光部４ｅ′へと伝搬する様子を示している。
【００５９】
この垂直多段プリズム２を構成する計四個の分割プリズム要素１(1)〜１(4)それぞれの頂角変化は、「θ１：１７度，θ２：２０度，θ３：２３度，θ４：２６度」である。
【００６０】
また、垂直多段プリズム２の入射面１ａに対するダクト採光背部４ｋの開き角の変化は、図示上から下方へと、分割プリズム要素１(1)〜１(4)の頂角変化と同じく「１７度→２０度→２３度→２６度」となっている。
【００６１】
すなわち、この開き角の、分割プリズム要素１(1)の背部外鏡面１ｃを基準として下方の分割プリズム要素１(2)〜１(4)にいたる際の増加分は、「３度（α）→６度（β）→９度（γ」となる。
【００６２】
このようにダクト採光背部４ｋは、分割プリズム要素１(1)に対応の開き角度「１７度」の最上部分から、図示下方に順次、分割プリズム要素１(2)〜１(4)それぞれの背部外鏡面１ｃに平行な面部分態様で設定されている。
【００６３】
図15は、図14のダクト採光背部４ｋに代えて、開き角の増加「α，β，γ」がこれよりも大きなダクト採光背部４ｋ′を用いた場合の入射光Ｌ２の伝搬の様子を示す説明図である。
【００６４】
このときの反射光Ｌ３′は、図14のそれと同様に分割プリズム要素１の背部外鏡面１ｃ，ダクト採光背部４ｋ′の内鏡面および鏡面仕様の内曲面部分４ｆでの反射作用などに基づいて、横導光部４ｅ′へと伝搬する。
【００６５】
図14，図15の横光ダクト４′の横方向長さＤ，横導光部４ｅ′の高さＨおよび内曲面部分４ｆの半径Ｒの大小関係は「Ｒ＝Ｄ＝Ｈ」である。
【００６６】
図14，図15の反射光Ｌ３′の発生には、ダクト採光背部４ｋ，４ｋ′の開き角度を、図示のように「それが対向する分割プリズム要素１(1)〜１(4)それぞれの頂角θ１，θ２，θ３，θ４以上」に設定することが望ましい。
【００６７】
例えば分割プリズム要素１(3)の背部外鏡面１ｃと対向するダクト採光背部４ｋ，４ｋ′の図示部分の開き角度を、この分割プリズム要素の頂角θ３「２３度」以上に設定することが望ましい。
【００６８】
図16は、ダクト採光背部４ｊの開き角度変化を設定しないことが図14，図15と異なる場合の、仰角４０度の入射光Ｌ３およびその反射光Ｌ３″の経路を示している。
【００６９】
このように、分割プリズム要素１(1)〜１(4)の頂角変化に対応してダクト採光背部の開き角度を変化させない場合、図12と同じ仰角４０度の入射光（外部自然光）は採光部４ａの図示上方へと進む。すなわち、この入射光が図14，図15のように内曲面部分４ｆおよび横導光部４ｅ′へと伝播することは期待できない。
【００７０】
図16の横光ダクト４′の横方向長さＤ，横導光部４ｅ′の高さＨおよび内曲面部分４ｆの半径Ｒの大小関係は「Ｄ＜Ｒ，Ｈ」，「Ｒ＝Ｈ」である。
【００７１】
なお、分割プリズム要素１，１(1)〜１(4)および光ダクト４の鏡面仕様は、
(21)アルミニウム，ガラス，樹脂フィルムなどの鏡面部材を配置する、
(22)アルミニウム，銀などを真空蒸着する、
などの手法によって形成する。
【００７２】
本発明が以上の実施形態に限定されないことは勿論であり例えば、
(31)分割プリズム要素１，１(1)〜１(4)および光ダクト４の各サイズ（長さ，角度など）を上述のものとは異なる任意の値に設定する、
(32)分割プリズム要素１，１(1)〜１(4)として、その上下方向断面が直角三角形以外の形状のものを用いる（側面１ｅが三角形状となる集光装置を用いる、
(33)垂直多段プリズム２，連結済み垂直多段プリズム２′および水平多段プリズム３を任意の段数の分割プリズム要素で構成する、
(34)複数の分割プリズム要素１の全体が一体成形された連結済み水平多段プリズムを用いる，
ようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１：分割プリズム要素
１(1)〜１(4)：特定の分割プリズム要素
１ａ：全反射作用内面からなる入射面
１ｂ：背部内鏡面
１ｃ：背部外鏡面
１ｄ：出射面
１′：単一プリズム
２：垂直多段プリズム
２′：連結済み垂直多段プリズム
３：水平多段プリズム
【００７４】
４：光ダクト（横光ダクト４′，縦光ダクト４″）
４′：横光ダクト
４″：縦光ダクト
４ａ：採光部
４ｂ：二股採光部
４ｃ：縦採光部分
４ｄ：横採光部分
４ｅ：導光部
４ｅ′：横導光部
４ｅ″：縦導光部
４ｆ：インタフェース鏡面仕様の内曲面部分
４ｇ：ダクト採光背部（開き角１７度）
４ｈ：ダクト採光背部（開き角１０度）
４ｊ：ダクト採光背部（開き角２０度）
４ｋ：ダクト採光背部
４ｋ′：ダクト採光背部
【００７５】
（θ２〜θ４は図14，図15，図16で使用）
θ１：分割プリズム要素１，分割プリズム要素１(1)の頂角「１７度」
θ２：分割プリズム要素１(2)の頂角「２０度」
θ３：分割プリズム要素１(3)の頂角「２３度」
θ４：分割プリズム要素１(4)の頂角「２６度」
（α〜γは図14で、α′〜γ′は図15で使用）
α，α′：ダクト採光背部４ｋ，４ｋ′の分割プリズム要素１(2)対応部分の開き角増加分「３度，４度」
β，β′：ダクト採光背部４ｋ，４ｋ′の分割プリズム要素１(3)対応部分の開き角増加分「６度，７度」
γ，γ′：ダクト採光背部４ｋ，４ｋ′の分割プリズム要素１(4)対応部分の開き角増加分「９度，１０度」
【００７６】
Ｐ１：横導光部の上面部分とダクト採光背部との図示右交点
Ｐ２：円弧中心点（図11，図13以外のＰ１）
Ｐ３：出射面１ｄと入射面１ａとの図示左交点
Ｄ：図示右交点Ｐ１と図示左交点Ｐ３との間の横方向長さ
Ｒ：内曲面部分４ｆ（中心角９０度の円弧面）の半径
Ｈ：横導光部の高さ
Ｌ０：異なる仰角の入射光（図５参照）
Ｌ０′：入射光Ｌ０の入射面全反射による反射光（図５参照）
Ｌ１：仰角３０度の入射光(図８，図９参照)
Ｌ１′：入射光Ｌ１が横導光部へ進む場合の反射光（図８参照）
Ｌ１″：入射光Ｌ１が採光部の方へ戻ってしまう場合の反射光（図９参照）
Ｌ２：仰角６０度の入射光(図10，図11参照)
Ｌ２′：入射光Ｌ２が横導光部へ進む場合の反射光（図10参照）
Ｌ２″：入射光Ｌ２が採光部の方へ戻ってしまう場合の反射光（図11参照）
Ｌ３：仰角４０度の入射光(図12，図13参照)
Ｌ３′：入射光Ｌ３が導光部へ進む場合の反射光（図12参照）
Ｌ３″：入射光Ｌ３が採光部４ａの方へ戻ってしまう場合の反射光（図13参照）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【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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