(57)【要約】  本発明の採光器は、面状光学部材１と支持部材とを備える。面状光学部材１は、略平行に配列された透光性材料からなる複数の線状体３と、複数の線状体３と交差する方向に配置され、複数の線状体３を略平行に配列させた状態で結束する複数の結束部材と、を有する面状構造体を備えている。線状体３は、線状体３の長さ方向と交差する方向から線状体３に入射する光を反射させる反射面と、光を屈折させる屈折面と、を有する。面状構造体の少なくとも一部において、複数の線状体３のうちの少なくとも一部の線状体の反射面の向きが略一致し、少なくとも一部の線状体の屈折面の向きが略一致している。
2015046336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略平行に配列された透光性材料からなる複数の線状体と、
前記複数の線状体と交差する方向に配置され、前記複数の線状体を略平行に配列させた状態で結束する複数の結束部材と、を有する面状構造体を備え、
前記線状体が、前記線状体の長さ方向と交差する方向から前記線状体に入射する光を反射させる反射面と、前記光を屈折させる屈折面と、を有し、
前記面状構造体の少なくとも一部において、前記複数の線状体のうちの少なくとも一部の線状体の前記反射面の向きが略一致し、前記少なくとも一部の線状体の前記屈折面の向きが略一致している面状光学部材。
【請求項２】
前記線状体は、前記線状体の長さ方向の異なる位置に第１の部分と第２の部分とを有し、
前記第１の部分の断面の形状もしくは寸法は、前記第２の部分の断面の形状もしくは寸法と異なる請求項１に記載の面状光学部材。
【請求項３】
前記複数の線状体の各々は、前記第１の部分と、断面の寸法が前記第１の部分よりも小さい第２の部分と、を有し、
前記結束部材は、前記複数の線状体の前記第２の部分にわたって架け渡されて前記複数の線状体を結束している請求項２に記載の面状光学部材。
【請求項４】
前記複数の線状体のうち、一部の前記線状体は、隣り合う前記線状体との間を一体に連結する連結部を有する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の面状光学部材。
【請求項５】
前記面状構造体は、前記複数の線状体、前記複数の結束部材のいずれか一方が横糸とされ、いずれか他方が縦糸とされて、前記横糸と前記縦糸とが編み込まれた面状構造体である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の面状光学部材。
【請求項６】
前記線状体は、前記線状体の長さ方向と交差する方向に貫通する孔を有し、
前記結束部材は、前記複数の線状体の前記孔にわたって挿通された状態で前記複数の線状体を結束している請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の面状光学部材。
【請求項７】
隣り合う前記線状体の間に環状のスペーサーが配置され、前記結束部材が前記スペーサーに挿通された請求項６に記載の面状光学部材。
【請求項８】
前記複数の線状体は、長さ方向に垂直な断面の形状が互いに異なる２種類以上の線状体を含む請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の面状光学部材。
【請求項９】
複数の前記面状構造体を備え、
前記複数の前記面状構造体が主面に垂直な方向に積層された請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の面状光学部材。
【請求項１０】
前記複数の前記面状構造体のうち、積層方向に隣り合う２つの前記面状構造体で前記結束部材が互いに入れ替わっている請求項９に記載の面状光学部材。
【請求項１１】
前記複数の前記面状構造体のうち、少なくとも一つの前記面状構造体の少なくとも一部に、前記線状体と略平行に配置された線状の遮光部材を備える請求項９または請求項１０に記載の面状光学部材。
【請求項１２】
前記線状体の長さ方向と垂直な断面の形状が、略三角形、略四角形、略五角形のいずれかである請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の面状光学部材。
【請求項１３】
前記反射面と前記屈折面とのなす角度が、前記反射面の場所によって連続的に変化している請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の面状光学部材。
【請求項１４】
前記結束部材が光透過性を有している請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の面状光学部材。
【請求項１５】
前記結束部材は、光を散乱させて射出させる特性を有している請求項１４に記載の面状光学部材。
【請求項１６】
前記結束部材が、周囲の領域とは屈折率の異なる領域を複数有した構成とされている請求項１５に記載の面状光学部材。
【請求項１７】
前記線状体の長さ方向で隣り合う前記結束部材どうしは、各々の延在方向の少なくとも一部が互いに接した構成とされている請求項１から１６のいずれか一項に記載の面状光学部材。
【請求項１８】
隣り合う前記結束部材どうしの間隔が、前記線状体の長さ方向と交差する方向における幅寸法と同等あるいはそれ以下の間隔とされている請求項１から１７のいずれか一項に記載の面状光学部材。
【請求項１９】
前記結束部材の太さが前記線状体の太さよりも細い形状とされている前記請求項１から１８のいずれか一項に記載の面状光学部材。
【請求項２０】
前記結束部材は、長さ方向と交差する方向の断面形状が長軸と短軸とを有しており、
前記長軸が前記線状体の長さ方向に沿った向きで前記線状体に接触している請求項１から１９のいずれか一項に記載の面状光学部材。
【請求項２１】
前記結束部材が長さ方向と交差する方向に並ぶ複数の領域を有している請求項２０に記載の面状光学部材。
【請求項２２】
前記結束部材が単体の線状部材からなる請求項１から２１のいずれか一項に記載の面状光学部材。
【請求項２３】
前記結束部材が複数の線状部材を有している請求項１から２１のいずれか一項に記載の面状光学部材。
【請求項２４】
前記複数の線状部材からなる前記結束部材は、前記結束部材に入射した光の光路上に存在する前記線状部材の数が、前記線状体の長さ方向に並ぶ前記線状部材の数よりも少ない構成とされている請求項２３に記載の面状光学部材。
【請求項２５】
請求項１から請求項２４のいずれか一項に記載の面状光学部材と、
前記面状光学部材を支持する支持部材と、を備え、
前記面状光学部材を通して外光を採り入れる採光器。
【請求項２６】
前記面状光学部材を出し入れ可能に巻き取る巻き取り機構を備える請求項２５に記載の採光器。
【請求項２７】
前記面状光学部材を出し入れ可能に折り畳んで収納する収納機構を備える請求項２５に記載の採光器。
【請求項２８】
複数の前記面状光学部材が同一面上に割り付けられた請求項２５から請求項２７のいずれか一項に記載の採光器。
【請求項２９】
前記面状光学部材の主面と重なる方向に、前記面状光学部材から入射する光の量を調整する調光部材をさらに備える請求項２５から請求項２８のいずれか一項に記載の採光器。
【請求項３０】
前記面状光学部材の主面と同一面内に、外部から入射する光の量を調整する調光部材をさらに備える請求項２５から請求項２９のいずれか一項に記載の採光器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状光学部材および採光器に関する。
本願は、２０１３年９月２６日に、日本に出願された特願２０１３−２００１８４号と、２０１４年６月１７日に、日本に出願された特願２０１４−１２４６９３号と、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手段の一つとして、太陽光採光器が提案されている（特許文献１参照）。この太陽光採光器は、円弧状の断面を有する多数のモノフィラメントや棒状体を織り込んだ織物からなる透明体または反射体を備えている。また、建築物の室内または屋外に吊り下げられ、優れた採光性を発揮するすだれが提案されている（特許文献２参照）。このすだれは、間隔をおいて配置された管状もしくは棒状の複数本の横材を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２８２９１６号公報
【特許文献２】特開２０１２−２３５９９２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の太陽光採光器では、モノフィラメントまたは棒状体の表面で太陽光を散乱させて室内に導入している。すなわち、この太陽光採光器は、モノフィラメントまたは棒状体の表面における光の散乱を利用して光を室内に採り込んでいる。そのため、モノフィラメントまたは棒状体の表面で反射した光は、床から天井にわたる様々な方向に向かって放射される。その結果、光が利用者の視野内に直接進入するため、使用者は眩しさを感じる。また、光の散乱を利用するため、床面に向かう光線成分があり、光利用効率は高くない。特許文献２のすだれも、横材の表面での光の散乱を利用しているため、上記の太陽光採光器と同様の問題を有している。【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って、使用者が眩しさを感じることが少なく、光利用効率が高い採光器を提供することを目的の一つとする。また、本発明の一つの態様は、この種の採光器に用いて好適な面状光学部材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面状光学部材は、略平行に配列された透光性材料からなる複数の線状体と、前記複数の線状体と交差する方向に配置され、前記複数の線状体を略平行に配列させた状態で結束する複数の結束部材と、を有する面状構造体を備え、前記線状体が、前記線状体の長さ方向と交差する方向から前記線状体に入射する光を反射させる反射面と、前記光を屈折させる屈折面と、を有し、前記面状構造体の少なくとも一部において、前記複数の線状体のうちの少なくとも一部の線状体の前記反射面の向きが略一致し、前記少なくとも一部の線状体の前記屈折面の向きが略一致している。【０００７】
本発明の一つの態様の面状光学部材において、前記線状体は、前記線状体の長さ方向の異なる位置に第１の部分と第２の部分とを有し、前記第１の部分の断面の形状もしくは寸法は、前記第２の部分の断面の形状もしくは寸法と異なっていてもよい。【０００８】
本発明の一つの態様の面状光学部材において、前記複数の線状体の各々は、前記第１の部分と、断面の寸法が前記第１の部分よりも小さい第２の部分と、を有していてもよい。
その場合、前記結束部材は、前記複数の線状体の前記第２の部分にわたって架け渡されて前記複数の線状体を結束していてもよい。【０００９】
本発明の一つの態様の面状光学部材において、前記複数の線状体のうち、一部の前記線状体は、隣り合う前記線状体との間を一体に連結する連結部を有していてもよい。【００１０】
本発明の一つの態様の面状光学部材において、前記面状構造体は、前記複数の線状体、前記複数の結束部材のいずれか一方が横糸とされ、いずれか他方が縦糸とされて、前記横糸と前記縦糸とが編み込まれたものであってもよい。【００１１】
本発明の一つの態様の面状光学部材において、前記線状体は、前記線状体の長さ方向と交差する方向に貫通する孔を有していてもよい。その場合、前記結束部材は、前記複数の線状体の前記孔にわたって挿通された状態で前記複数の線状体を結束していてもよい。【００１２】
本発明の一つの態様の面状光学部材において、隣り合う前記線状体の間に環状のスペーサーが配置されていてもよい。その場合、前記結束部材は前記スペーサーに挿通されていてもよい。【００１３】
本発明の一つの態様の面状光学部材において、前記複数の線状体は、長さ方向に垂直な断面の形状が互いに異なる２種類以上の線状体を含んでいてもよい。【００１４】
本発明の一つの態様の面状光学部材は、複数の前記面状構造体を備えていてもよい。その場合、前記複数の前記面状構造体は主面に垂直な方向に積層されていてもよい。【００１５】
本発明の一つの態様の面状光学部材において、前記複数の前記面状構造体のうち、積層方向に隣り合う２つの前記面状構造体で前記結束部材が互いに入れ替わっていてもよい。【００１６】
本発明の一つの態様の面状光学部材は、前記複数の前記面状構造体のうち、少なくとも一つの前記面状構造体の少なくとも一部に、前記線状体と略平行に配置された線状の遮光部材を備えていてもよい。【００１７】
本発明の一つの態様の面状光学部材において、前記線状体の長さ方向と垂直な断面の形状は、略三角形、略四角形、略五角形のいずれかであってもよい。【００１８】
本発明の一つの態様の面状光学部材において、前記反射面と前記屈折面とのなす角度は、前記反射面の場所によって連続的に変化していてもよい。【００１９】
本発明の一つの態様の面状光学部材において、前記結束部材が光透過性を有している構成とされていてもよい。【００２０】
本発明の一つの態様の面状光学部材において、前記結束部材は、光を散乱させて射出させる特性を有していてもよい。【００２１】
本発明の一つの態様の面状光学部材において、前記結束部材が、周囲の領域とは屈折率の異なる領域を複数有した構成とされていてもよい。【００２２】
本発明の一つの態様の面状光学部材において、前記線状体の長さ方向で隣り合う前記結束部材どうしは、各々の延在方向の少なくとも一部が互いに接した構成とされていてもよい。【００２３】
本発明の一つの態様の面状光学部材において、隣り合う前記結束部材どうしの間隔が、前記線状体の長さ方向と交差する方向における幅寸法と同等あるいはそれ以下の間隔とされていてもよい。【００２４】
本発明の一つの態様の面状光学部材において、前記結束部材の太さが前記線状体の太さよりも細い形状とされていてもよい。【００２５】
本発明の一つの態様の面状光学部材において、前記結束部材は、長さ方向と交差する方向の断面形状が長軸と短軸とを有しており、前記長軸が前記線状体の長さ方向に沿った向きで前記線状体に接触していてもよい。【００２６】
本発明の一つの態様の面状光学部材において、前記結束部材が長さ方向と交差する方向に並ぶ複数の領域を有していてもよい。【００２７】
本発明の一つの態様の面状光学部材において、前記結束部材が単体の線状部材からなっていてもよい。【００２８】
本発明の一つの態様の面状光学部材において、前記結束部材が複数の線状部材を有していてもよい。【００２９】
本発明の一つの態様の面状光学部材において、前記複数の線状部材からなる前記結束部材は、前記結束部材に入射した光の光路上に存在する前記線状部材の数が、前記線状体の長さ方向に並ぶ前記線状部材の数よりも少ない構成とされていてもよい。【００３０】
本発明の一つの態様の採光器は、本発明の一つの態様の面状光学部材と、前記面状光学部材を支持する支持部材と、を備え、前記面状光学部材を通して外光を採り入れるものである。【００３１】
本発明の一つの態様の採光器は、前記面状光学部材を出し入れ可能に巻き取る巻き取り機構をさらに備えていてもよい。【００３２】
本発明の一つの態様の採光器は、前記面状光学部材を出し入れ可能に折り畳んで収納する収納機構をさらに備えていてもよい。【００３３】
本発明の一つの態様の採光器において、複数の前記面状光学部材は同一面上に割り付けられていてもよい。【００３４】
本発明の一つの態様の採光器は、前記面状光学部材の主面と重なる方向に、前記面状光学部材から入射する光の量を調整する調光部材をさらに備えていてもよい。【００３５】
本発明の一つの態様の採光器は、前記面状光学部材の主面と同一面内に、外部から入射する光の量を調整する調光部材をさらに備えていてもよい。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の一つの態様によれば、使用者が眩しさを感じることが少ない採光器を提供することができる。本発明の一つの態様によれば、この種の採光器に用いて好適な面状光学部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１実施形態の面状光学部材の使用形態を示す斜視図である。
【図２】面状光学部材の結束部を拡大視した斜視図である。
【図３】面状光学部材を構成する線状体の斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図５】面状光学部材での光の反射の様子を示す図である。
【図６】面状光学部材での光の反射時の問題点を説明するための図である。
【図７】線状体の回転角度の許容範囲の算出に用いた線状体を示す図である。
【図８Ａ】線状体が反時計回りに回転した状態の光線の様子を示す図である。
【図８Ｂ】線状体が回転していない状態の光線の様子を示す図である。
【図８Ｃ】線状体が時計回りに回転した状態の光線の様子を示す図である。
【図９】面状光学部材を設置した部屋の断面図である。
【図１０】線状体の回転角と光の射出角との関係を示すグラフである。
【図１１Ａ】線状体の第１変形例を示す第１の断面図である。
【図１１Ｂ】線状体の第１変形例を示す第２の断面図である。
【図１１Ｃ】線状体の第１変形例を示す第３の断面図である。
【図１１Ｄ】線状体の第１変形例を示す第４の断面図である。
【図１１Ｅ】線状体の第１変形例を示す第５の断面図である。
【図１２Ａ】線状体の第２変形例を示す第１の断面図である。
【図１２Ｂ】線状体の第２変形例を示す第２の断面図である。
【図１２Ｃ】線状体の第２変形例を示す第３の断面図である。
【図１２Ｄ】線状体の第２変形例を示す第４の断面図である。
【図１３Ａ】線状体の第３変形例を示す第１の断面図である。
【図１３Ｂ】線状体の第３変形例を示す第２の断面図である。
【図１４Ａ】線状体の第４変形例を示す第１の断面図である。
【図１４Ｂ】線状体の第４変形例を示す第２の断面図である。
【図１５Ａ】線状体の第５変形例を示す第１の断面図である。
【図１５Ｂ】線状体の第５変形例を示す第２の断面図である。
【図１６】面状光学部材の第１変形例を示す平面図である。
【図１７】面状光学部材の第２変形例を示す平面図である。
【図１８Ａ】面状光学部材の第３変形例を示す平面図である。
【図１８Ｂ】図１８ＡのＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図１９】面状光学部材の第４変形例を示す断面図である。
【図２０】第２実施形態の面状光学部材の結束部を拡大視した斜視図である。
【図２１】図２０のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図２２】第２実施形態の面状光学部材に用いる線状体の第１変形例を示す斜視図である。
【図２３Ａ】線状体の第１変形例を示す第１の断面図である。
【図２３Ｂ】線状体の第１変形例を示す第２の断面図である。
【図２３Ｃ】線状体の第１変形例を示す第３の断面図である。
【図２４】線状体の第２変形例を示す斜視図である。
【図２５Ａ】図２４のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図２５Ｂ】図２４のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図２６】線状体の第３変形例を示す斜視図である。
【図２７Ａ】線状体の第３変形例を示す第１の側面図である。
【図２７Ｂ】線状体の第３変形例を示す第２の側面図である。
【図２７Ｃ】線状体の第３変形例を示す第３の側面図である。
【図２８】第３実施形態の面状光学部材に用いる線状体を示す斜視図である。
【図２９】線状体の変形例を示す斜視図である。
【図３０】第４実施形態の面状光学部材を示す斜視図である。
【図３１】面状光学部材での光の反射の様子を示す図である。
【図３２】面状光学部材の変形例を示す平面図である。
【図３３】第５実施形態の面状光学部材の結束部を拡大視した斜視図である。
【図３４】図３３のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図３５Ａ】面状光学部材の変形例を示す斜視図である。
【図３５Ｂ】面状光学部材の変形例を示す側面図である。
【図３６】第６実施形態の面状光学部材を示す平面図である。
【図３７】図３６のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図３８Ａ】面状光学部材の変形例を示す平面図である。
【図３８Ｂ】図３８ＡのＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図３９Ａ】面状光学部材の他の変形例を示す平面図である。
【図３９Ｂ】図３９ＡのＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図４０Ａ】第７実施形態の採光器であって、採光状態を示す斜視図である。
【図４０Ｂ】第７実施形態の採光器であって、収納状態を示す斜視図である。
【図４１】採光器の変形例を示す斜視図である。
【図４２】採光器の他の変形例を示す斜視図である。
【図４３Ａ】第８実施形態の採光器であって、採光状態を示す斜視図である。
【図４３Ｂ】第８実施形態の採光器であって、収納状態を示す斜視図である。
【図４４】採光器の変形例を示す斜視図である。
【図４５】第９実施形態の採光器を示す斜視図である。
【図４６】採光器での光の反射の様子を示す図である。
【図４７】採光器の変形例を示す斜視図である。
【図４８】採光器での光の反射の様子を示す図である。
【図４９】面状光学部材の変形例を示す斜視図である。
【図５０】第１０実施形態の面状光学部材の概略構成を示す正面図である。
【図５１】図５０のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図５２Ａ】第１変形例の結束部材を備えた面状光学部材の正面図である。
【図５２Ｂ】図５２ＢのＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図５３Ａ】第１変形例である結束部材の光学特性を示す第１の図である。
【図５３Ｂ】第１変形例である結束部材の光学特性を示す第２の図である。
【図５４】部屋モデルの一例を示す図（面状光学部材の散乱特性が強い場合）である。
【図５５Ａ】部屋モデルの一例を示す図（面状光学部材の散乱特性が弱い場合）であって、部屋の側面図である。
【図５５Ｂ】部屋モデルの一例を示す図（面状光学部材の散乱特性が弱い場合）であって、部屋を天井側から見た図である。
【図５６Ａ】部屋モデルの一例を示す図（面状光学部材の散乱特性が適度な場合）であって、部屋の側面図である。
【図５６Ｂ】部屋モデルの一例を示す図（面状光学部材の散乱特性が適度な場合）であって、部屋を天井側から見た図である。
【図５７】面状光学部材における結束部材の配置密度が低い様子を示す正面図である。
【図５８Ａ】図５７におけるＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図５８Ｂ】図５７におけるＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図５９】第１１実施形態の面状光学部材の概略構成を示す正面図である。
【図６０Ａ】図５９のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図６０Ｂ】図５９のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図６１Ａ】第１２実施形態の面状光学部材の正面図である。
【図６１Ｂ】図６１ＡのＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図６２Ａ】図６１Ａ及び図６１ＢのＡ−Ａ’線に沿う断面図に対応する図であって、結束部材が線状部材よりも太い（厚い）場合の形態を示す図である。
【図６２Ｂ】図６１Ａ及び図６１ＢのＡ−Ａ’線に沿う断面図に対応する図であって、結束部材が線状部材よりも細い（薄い）場合の形態を示す図である。
【図６３Ａ】第１３実施形態の面状光学部材の概略構成を示す正面図である。
【図６３Ｂ】図６３Ａ及び図６４のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図６４】第１３実施形態における結束部材を示す部分拡大図である。
【図６５Ａ】マルチフィラメントからなる結束部材の構造を示す図であって、外観を示す断面図である。
【図６５Ｂ】マルチフィラメントからなる結束部材の構造を示す図であって、図６５ＡのＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図６６】撚り糸からなる結束部材を備えた面状光学部材の光学特性を示す図である。
【図６７】図６３ＡのＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図６８Ａ】第１３実施形態における結束部材の第１変形例の断面形状のバリエーションを示す第１の図である。
【図６８Ｂ】第１３実施形態における結束部材の第１変形例の断面形状のバリエーションを示す第２の図である。
【図６８Ｃ】第１３実施形態における結束部材の第１変形例の断面形状のバリエーションを示す第３の図である。
【図６９Ａ】第２変形例の結束部材の外観を示す斜視図である。
【図６９Ｂ】図６９ＡのＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図７０Ａ】結束部材の断面視における各領域の形状例を示す第１の図である。
【図７０Ｂ】結束部材の断面視における各領域の形状例を示す第２の図である。
【図７０Ｃ】結束部材の断面視における各領域の形状例を示す第３の図である。
【図７１Ａ】第１４実施形態における結束部材の断面形状を示す図である。
【図７１Ｂ】図７１Ａに示す結束部材を用いた面状光学部材の光学特性を示す図である。
【図７２Ａ】第１５実施形態の結束部材の概略構成を示す断面図である。
【図７２Ｂ】図７２Ａに示す結束部材を用いた面状光学部材の光学特性を示す図である。
【図７３Ａ】第１５実施形態における第１変形例の結束部材の要部を示す部分断面図である。
【図７３Ｂ】図７３Ａに示す結束部材を用いた面状光学部材の光学特性を示す図である。
【図７４】採光装置及び照明調光システムを備えた部屋モデルを示す図であって、図７５のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図７５】部屋モデルの天井を示す平面図である。
【図７６】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（照明調光システム）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】
【００３８】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図６を用いて説明する。
本実施形態では、採光器に用いて好適な面状光学部材の一つの例を挙げる。
図１は、第１実施形態の面状光学部材の使用形態を示す斜視図である。図２は、面状光学部材の結束部を拡大視した斜視図である。図３は、面状光学部材を構成する線状体の斜視図である。図４は、図３のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図５は、面状光学部材での光の反射の様子を示す図である。図６は、面状光学部材での光の反射時の問題点を説明するための図である。
なお、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、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００３９】
第１実施形態の面状光学部材を採光器として用いる際には、図１に示すように、面状光学部材１は、建築物の窓ガラス２の内側に配置される。これにより、太陽光Ｌ０は、面状光学部材１を通して室内に採り込まれる。面状光学部材１は、後述する線状体３の長さ方向が水平方向に略一致するように配置されることが望ましい。ただし、状況に応じて、線状体３の長さ方向は水平方向に完全に一致していなくてもよい。
【００４０】
図２に示すように、第１実施形態の面状光学部材１は、１層の面状構造体４で構成されている。面状光学部材１を構成する面状構造体４は、複数本の線状体３と、複数本の糸５と、を備えている。複数本の線状体３は、互いに略平行に配列されている。複数本の線状体３は、太陽光を室内に採り込むとともに、太陽光を天井方向もしくは壁方向に導くための光学部材として機能する。複数本の糸５は、複数本の線状体３を略平行に配列させた状態で束ねる結束部材として機能する。複数本の糸５は、複数の線状体３と略直交する方向、すなわち鉛直方向に延びている。したがって、この糸を縦糸と称する。縦糸５は、第１の縦糸５Ａと第２の縦糸５Ｂとを含む。
【００４１】
線状体３は、透光性材料で構成されている。透光性材料として、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレン（フッ素樹脂）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、塩化ビニル等の透明樹脂材料、もしくはガラス等の透明無機化合物、および上記の材料の混合物等が用いられる。
透光性材料には、光散乱性が小さく、光透過性が高いものを用いることが望ましい。
【００４２】
図３、図４に示すように、線状体３は、全体形状が繊維、糸、フィラメント、棒等に類似した長尺の部材である。線状体３の長さ方向と垂直な断面の形状は、中心線Ｃに対して線対称の台形である。以下、「線状体３の長さ方向と垂直な断面」を、単に「線状体３の断面」と称する。すなわち、線状体３は、互いに平行な２つの面３Ａ，３Ｂと、非平行な２つの面３Ｃ，３Ｄと、を有する。互いに平行な２つの面３Ａ，３Ｂは、互いに面積が異なる。面積が小さい面３Ａは光が入射する側、すなわち、窓に対向する側に配置される。
面積が大きい面３Ｂは光が射出される側、すなわち、室内側に配置される。以下の説明では、室内の使用者から見て手前側の面、すなわち、面積が大きい面を「表面３Ｂ」と称し、室内の使用者から見て奥側の面、すなわち、面積が小さい面を「裏面３Ａ」と称する。
【００４３】
線状体３の断面形状は、特に台形に限ることはない。ただし、線状体３の断面形状は、概ね三角形、四角形、五角形のいずれかであることが望ましい。光射出側にあたる線状体３の表面３Ｂの面積は、光入射側にあたる線状体３の裏面３Ａの面積よりも広いことが望ましい。言い換えると、線状体３の断面形状は、光の進行方向に沿って先広がりの形状であることが望ましい。線状体３の断面の寸法（太さ）は、概ね数十μｍ〜数ｍｍ程度である。例えば、線状体３の断面の寸法が数十μｍ程度であれば、線状体３は繊維状、糸状の形態を呈する。線状体３の断面の寸法が数ｍｍ程度であれば、線状体３は棒状の形態を呈する。第１実施形態の線状体３は、断面の形状および寸法が長さ方向にわたって一定である。
【００４４】
図２に示すように、複数本の線状体３は、互いに略平行に並んだ状態で第１の縦糸５Ａと第２の縦糸５Ｂとにより束ねられている。複数本の線状体３は、長さ方向に間隔Ｋをおいた複数の箇所で第１の縦糸５Ａと第２の縦糸５Ｂとにより束ねられている。間隔Ｋは、特に限定されず、任意でよい。
【００４５】
第１の縦糸５Ａは、任意の線状体３の表面３Ｂ側を通り、その線状体３に隣り合う線状体３の裏面３Ａ側を通る、というように、複数本の線状体３の表面３Ｂ側と裏面３Ａ側とを縫うように通される。第２の縦糸５Ｂは、第１の縦糸５Ａが表面３Ｂ側を通った線状体３の裏面３Ａ側を通り、第１の縦糸５Ａが裏面３Ａ側を通った線状体３の表面３Ｂ側を通る、というように、第１の縦糸５Ａとは逆向きに、複数本の線状体３の表面３Ｂ側と裏面３Ａ側とを縫うように通される。第１の縦糸５Ａおよび第２の縦糸５Ｂは、複数本の線状体３を互いに結束するとともに、個々の線状体３が回転しないように線状体３の向きを固定する機能を奏する。
【００４６】
図５に示すように、一つの線状体３に着目すると、太陽光Ｌ０のうちの一部の光Ｌ１は、線状体３の裏面３Ａに対して斜め上方から入射し、屈折して下側傾斜面３Ｃに向けて進む。線状体３の周囲には空気が存在しているため、線状体３の各面は線状体３を構成する透光性材料と空気との界面となる。例えば透光性材料の屈折率が１．５であったとすると、線状体３の各面は屈折率１．５の物質と屈折率１．０の空気との界面となる。そのため、線状体３の各面に対して臨界角以上の入射角で入射した光は、各面で全反射する。したがって、光Ｌ１は、下側傾斜面３Ｃで反射して線状体３の表面３Ｂに向けて進み、屈折して線状体３の表面３Ｂから射出される。
【００４７】
また、一部の光Ｌ２は、線状体３の上側傾斜面３Ｄに対して斜め上方から入射し、屈折して下側傾斜面３Ｃに向けて進む。光Ｌ２は、下側傾斜面３Ｃで反射して線状体３の表面３Ｂに向けて進み、屈折して線状体３の表面３Ｂから射出される。また、一部の光Ｌ３は、線状体３の上側傾斜面３Ｄにおいて線状体３の内部に入射できず、上側傾斜面３Ｄで反射する。いずれにしても、これら全ての光Ｌ１〜Ｌ３は、線状体３の表面３Ｂ側に射出される。太陽光Ｌ０にはある程度の広がりを持つ角度成分の光が含まれているが、多くの光が略同一の方向から面状光学部材１に入射すると考えると、線状体３の反射面となる下側傾斜面３Ｃの角度、ひいては線状体３の断面形状を変えることにより光の射出方向を所望の方向に調整できる。
【００４８】
上述したように、線状体３の下側傾斜面３Ｃは、線状体３の内部に入射した光を反射させる反射面として機能する。線状体３の裏面３Ａおよび表面３Ｂは、入射時もしくは射出時に光を屈折させる屈折面として機能する。言い換えると、線状体３は、長さ方向と交差する方向から線状体３に入射した光を反射させる反射面と、光を屈折させる屈折面と、を有する。面状光学部材１において、全ての線状体３の反射面３Ｃの向きは略一致し、全ての線状体３の屈折面３Ａ，３Ｂの向きは略一致している。言い換えると、全ての線状体３の断面形状をなす台形の中心線Ｃの向きは略一致している。
【００４９】
ここで、全ての線状体３の向きが一致していなかった場合の問題点について、図６を用いて説明する。
線状体３の向きが一致した図５と比較すると明らかであるが、図６の例では、図示した３つの線状体３のうち、中央の線状体３が矢印Ｒで示す方向に大きく回転している。この場合、面状光学部材１に入射する光Ｌ１〜Ｌ３の入射角度は図５と同じであっても、光Ｌ１〜Ｌ３は、反射面となるべき線状体３の下側傾斜面３Ｃで反射せず、線状体３の表面３Ｂから斜め下方に向けて射出される。このように、線状体３が回転すると、光の射出方向を設計通りに調整することができない。回転した線状体の割合が多くなる程、所望の方向に射出されない光の割合が多くなる。この場合、光が室内の使用者に向けて進むと、使用者は眩しさを感じることになる。
【００５０】
これに対して、第１実施形態の面状光学部材１においては、図５に示すように、全ての線状体３の反射面３Ｃの向きは略一致し、全ての線状体３の屈折面３Ａ，３Ｂの向きは略一致している。そのため、どの線状体３から射出される光も、射出方向が斜め上方に略一定に揃う。面状光学部材１における採光は、従来の採光器のような光の散乱を利用するのではなく、線状体３での反射と屈折とを利用している。したがって、線状体３の反射面３Ｃの角度や線状体３の形状によって決まる面状光学部材１の配光分布は、当初の設計通りとなる。当初の設計通りとは、具体的には、面状光学部材１に入射した光の光路を水平面よりも上方に変更することにより、太陽光Ｌ０を天井方向や壁方向に照射させることである。
【００５１】
第１実施形態の面状光学部材１によれば、線状体３の裏面３Ａ側から充分に太陽光Ｌ０が採り込まれるとともに、太陽光Ｌ０は線状体３の下側傾斜面３Ｃで反射して室内の天井や壁に導かれる。全ての線状体３の反射面３Ｃの向きは略一致し、全ての線状体３の屈折面３Ａ，３Ｂの向きは略一致しているため、斜め上方から入射した太陽光Ｌ０のうち、そのまま斜め下方に透過する光がほとんど存在しない。この面状光学部材１の使用により、室内の使用者はほとんど眩しさを感じることなく、室内の明るさを向上することが可能な採光器が得られる。
【００５２】
なお、全ての線状体３の反射面の向きおよび屈折面の向きは一致していることが理想的であるが、例えば±１０°以下程度の回転であれば許容できる。その根拠は、一般的なオフィスを想定した場合に、１０°以下の回転であれば、部屋の少なくとも半分は採光器による照明効果が得られるからである。
【００５３】
以下、線状体３の回転角度の許容範囲を１０°以下が好ましいとした理由について、詳しく説明する。
例えば、図７に示すような断面形状が三角形の線状体６を想定する。太陽光Ｌ０の入射面を入射面６Ｄ、反射面を反射面６Ｃ、射出面を射出面６Ｂとする。また、入射面６Ｄと射出面６Ｂとのなす角度をα１、反射面６Ｃと射出面６Ｂとのなす角度をα２、入射光Ｌ０と水平面とのなす角度をθin、射出光Ｌ０と水平面とのなす角度をθoutとする。また、線状体６の屈折率をｎ１、線状体６の外部空間（通常は空気）の屈折率をｎ０とする。
このとき、図７に示す各部の角度θ、θ１、θ２、θ３、θ４は、以下の（１）〜（５）式で表される。
【００５４】
【数１】
2015046336.tif 000003
【００５５】
【数２】
2015046336.tif 000004
【００５６】
【数３】
2015046336.tif 000005
【００５７】
【数４】
2015046336.tif 000006
【００５８】
【数５】
2015046336.tif 000007
【００５９】
θout（θ４）とθinとの関係は、上記の（１）〜（５）式を用いると、以下の（６）式のように表される。
【数６】
2015046336.tif 000008
【００６０】
ここで、線状体６が回転していない状態（図８Ｂ参照）から、線状体６が反時計回りに回転した状態（図８Ａ参照）、もしくは線状体６が時計回りに回転した状態（図８Ｃ参照）に変わったとき、入射面６Ｄは水平面に対して回転角βだけ傾き、それに伴って、光の射出角はθoutから角度εだけ傾く。このとき、角度εは、以下の（７）式で表される。
【００６１】
【数７】
2015046336.tif 000009
【００６２】
（６）式、（７）式から、線状体６の回転を考慮した場合のθinとθoutとの関係式は、以下の（８）式で表される。
【数８】
2015046336.tif 000010
【００６３】
図９に示すように、採光を行う環境として、天井の高さがＨ［ｍ］、奥行きがＬ［ｍ］の部屋２００を想定する。また、部屋の一面全体が窓２であり、窓２の全面に面状光学部材７が設置されていると仮定する。部屋の最も奥側の天井の端部に光が届くためには、θoutが以下の（９）式を満足する必要がある。
tanθout＝Ｈ／Ｌ  …（９）
【００６４】
線状体の回転によってθoutが変動した際の光の射出角をθout’とする。
このとき、部屋２００の奥行きＬを２０ｍ、部屋２００の高さを２．６ｍとすると、θinが３０°のとき、θoutは約７°となる。また、線状体が回転し、部屋の最も奥側の端部まで光が届かなくなったことを想定した場合、部屋２００の奥行きの半分Ｌ／２の領域、すなわち窓側の１０ｍの領域を照射するために必要なθout’は約１４°となる。逆に言えば、θout’が１４°以上となるような線状体の回転があった場合、部屋２００の奥側から半分以上の領域で、面状光学部材による採光効果が得られないことになる。例えば、光の散乱を利用した採光器では、窓に近い領域が明るくなるだけであることを考えると、本実施形態の面状光学部材を用いた採光器では、少なくとも部屋の半分程度を照射できるだけの効果が要求される。
【００６５】
図７に示す線状体６の形状として、α１＝９０°、α２＝６５°の線状体を想定する。
この線状体が回転角βだけ回転したときの回転角βと光の射出角θoutとの関係を図１０に示す。図１０の横軸は線状体の回転角β［°］であり、図１０の縦軸は光の射出角θout［°］である。
例えば光の入射角θinが３０°の場合、線状体の回転角βが０°のときに光が天井全体を照射できる射出角θoutが７°であり、光が天井の半分を照射できる射出角θout’が１４°である。図１０から、射出角θout’が１４°のときの回転角βは約４°である。したがって、線状体の回転角βの許容範囲は約４°以内となる。
【００６６】
上記の考え方により線状体の回転角βの許容範囲を求めたが、この許容範囲は、線状体の各部の角度、材料の屈折率等の設計パラメーター、採光器の配置位置（高さ）、部屋の奥行き等の設置環境、太陽光の入射状況、採光効果の低下をどの程度まで許容できるかといった使用者の主観的な評価、などの様々な要因によって変化する。したがって、これらの要因によるばらつきを考慮すると、線状体３の回転角βの許容範囲は１０°程度以下とするのが好ましい。
【００６７】
［線状体の第１変形例］
第１実施形態の線状体３の第１変形例について説明する。
第１実施形態では、線状体３の断面形状は台形（四角形）であった。これに対して、図１１Ａ〜図１１Ｅに示すように、第１変形例の線状体８，９，１０，１１，１２の断面形状は三角形である。
【００６８】
図１１Ａ〜図１１Ｃに示す線状体８，９，１０は、断面形状が二等辺三角形である。
図１１Ａに示す線状体８は、断面形状をなす二等辺三角形の頂角θが略４５°である。図１１Ｂに示す線状体９は、断面形状をなす二等辺三角形の頂角θが略９０°である。図１１Ｃに示す線状体１０は、断面形状をなす二等辺三角形の頂角θが略３５°である。図１１Ｄに示す線状体１１は、断面形状が直角二等辺三角形である。線状体１１の上面１１Ｄと表面１１Ｂとのなす角度は直角である。図１１Ｅに示す線状体１２は、断面形状が不等辺三角形である。
【００６９】
［線状体の第２変形例］
第１実施形態の線状体３の第２変形例について説明する。
図１２Ａ〜図１２Ｄに示すように、第２変形例の線状体１５，１６，１７，１８の断面形状は四角形である。
【００７０】
図１２Ａに示す線状体１５は、第１実施形態の面状光学部材で用いた線状体３と同一である。図１２Ｂに示す線状体１６は、断面形状をなす四角形の全ての辺が非平行である。線状体１６の上面１６Ｄは水平面と略一致している。図１２Ｃに示す線状体１７は、断面形状をなす四角形の全ての辺が非平行である。線状体１７の上面１７Ｄは光入射側から光射出側に向けて下方に傾斜している。図１２Ｄに示す線状体１８は、断面形状が長方形である。線状体１８の上面１８Ｄおよび下面１８Ｃは水平面と略一致している。
【００７１】
［線状体の第３変形例］
第１実施形態の線状体３の第３変形例について説明する。
図１３Ａ、図１３Ｂに示すように、第３変形例の線状体２１，２２の断面形状は五角形である。
【００７２】
［線状体の第４変形例］
第１実施形態の線状体３の第４変形例について説明する。
図１４Ａ、図１４Ｂに示すように、第４変形例の線状体２５，２６の断面形状は、角部が丸まっている。図１４Ａに示す線状体２５は、断面形状の三角形の３個の角部が丸まっている。図１４Ｂに示す線状体２６は、断面形状の台形の４個の角部が丸まっている。
【００７３】
［線状体の第５変形例］
第１実施形態の線状体３の第５変形例について説明する。
第１実施形態では、反射面として機能する線状体３の下側傾斜面３Ｃは平坦面であった。これに対して、図１５Ａ、図１５Ｂに示すように、第５変形例の線状体２９，３０の下側傾斜面２９Ｃ，３０Ｃは、下側に向けて凸に湾曲した湾曲面を含んでいる。図１５Ａに示す線状体２９は、下側傾斜面２９Ｃの全体が湾曲面となっている。図１５Ｂに示す線状体３０は、下側傾斜面３０Ｃの一部が平坦面であり、残りが湾曲面となっている。いずれも、屈折面となる線状体２９，３０の表面２９Ｂ，３０Ｂは平坦面である。これらの例のように、線状体の反射面と屈折面とのなす角度は、反射面の場所によって連続的に変化していてもよい。
【００７４】
上記の第１〜第５変形例のいずれの線状体を用いても、複数の線状体にわたって反射面や屈折面の向きを一致させることにより、室内の使用者がほとんど眩しさを感じることなく、室内の明るさ向上が可能な採光器を実現できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００７５】
［面状光学部材の第１変形例］
第１実施形態の面状光学部材１では、複数の線状体３は、長さ方向に一定の間隔をおいた箇所で縦糸５によって束ねられていた。これに対して、第１〜第４変形例の面状光学部材は、複数の線状体を横糸とし、複数の横糸と複数の縦糸とが編み込まれた面状構造体で構成されている。
【００７６】
第１変形例の面状光学部材３３においては、図１６に示すように、第１の縦糸５Ａは、上側の線状体３から下側の線状体３に向かって、１本の線状体３毎に、裏面側、表面側、裏面側、表面側、…と交互に縫うように配置されている。第１の縦糸５Ａに隣り合う第２の縦糸５Ｂは、上側の線状体３から下側の線状体３に向かって、１本の線状体３毎に、表面側、裏面側、表面側、裏面側、…と交互に縫うように配置されている。第１の縦糸５Ａと第２の縦糸５Ｂとは、略平行に縦方向に延びている。複数の線状体３と複数の第１の縦糸５Ａおよび第２の縦糸５Ｂとは、いわゆる平織りと呼ばれる織物のような面状構造体で構成されている。
【００７７】
［面状光学部材の第２変形例］
第２変形例の面状光学部材３４においては、図１７に示すように、第１の縦糸５Ａは、上側の線状体３から下側の線状体３に向かって、１本の線状体３毎に、裏面側、表面側、裏面側、表面側、…と交互に縫うように配置されている。第１の縦糸５Ａに隣り合う第２の縦糸５Ｂは、上側の線状体３から下側の線状体３に向かって、１本の線状体３毎に、表面側、裏面側、表面側、裏面側、…と交互に縫うように配置されている。第１の縦糸５Ａと第２の縦糸５Ｂとは、隣り合う線状体３の間隙で１回ねじられている。複数の線状体３と複数の第１の縦糸５Ａおよび第２の縦糸５Ｂとは、いわゆる絡み織りと呼ばれる織物のような面状構造体で構成されている。絡み織りを用いた場合、線状体３の向きを固定する効果が向上する。なお、上記の平織り、絡み織りの他、綾織り、朱子織り等の織り方を採用することもできる。
【００７８】
［面状光学部材の第３変形例］
第１、第２変形例の面状光学部材３３，３４においては、縦糸５は、１本の線状体３毎に裏面側と表面側とを交互に縫うように配置されていた。この構成に代えて、縦糸５は、複数本の線状体３を１つの単位として、この単位毎に裏面側と表面側とを交互に縫うように配置されていてもよい。
【００７９】
第３変形例の面状光学部材３５においては、図１８Ａ、図１８Ｂに示すように、第１の縦糸５Ａは、３本の線状体３を１つの単位として、１つの単位毎に、上側から裏面側、表面側、…と交互に縫うように配置されている。第１の縦糸５Ａに隣り合う第２の縦糸５Ｂは、３本の線状体３を１つの単位として、１つの単位毎に、上側から表面側、裏面側、…と交互に縫うように配置されている。１つの単位をなす３本の線状体３は、面状光学部材３５の主面方向に並べられている。
【００８０】
［面状光学部材の第４変形例］
第４変形例の面状光学部材３６においては、図１９に示すように、第１の縦糸５Ａは、３本の線状体３を１つの単位として、１つの単位毎に、上側から裏面側、表面側、…と交互に縫うように配置されている。図示されないが、第１の縦糸５Ａに隣り合う第２の縦糸５Ｂは、３本の線状体３を１つの単位として、１つの単位毎に、上側から表面側、裏面側、…と交互に縫うように配置されている。１つの単位をなす３本の線状体３は、三角形状にまとめて配置されている。
【００８１】
上記の第１〜第４変形例のいずれの面状光学部材３３，３４，３５，３６を用いた場合も、複数の線状体３にわたって反射面３Ｃや屈折面３Ａ，３Ｂの向きを一致させたことにより、室内の使用者がほとんど眩しさを感じることなく、室内の明るさを向上させることが可能な採光器を実現できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００８２】
第１実施形態、および第１〜第４変形例において、特に線状体３が繊維状もしくは糸状の形態であり、例えば縦糸５と同程度の太さを有する場合、面状光学部材は全体があたかも布状の形態となる。その場合、使用者は、面状光学部材を丸めたり、折り畳んだりすることが可能となる。
【００８３】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図２０、図２１を用いて説明する。
第２実施形態の面状光学部材の基本構成は第１実施形態と同様であり、線状体の構成が第１実施形態と異なる。
図２０は、第２実施形態の面状光学部材の結束部を拡大視した斜視図である。図２１は、図２０のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
図２０、図２１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、詳細な説明を省略する。
【００８４】
図２０、図２１に示すように、第２実施形態の面状光学部材４１の線状体４２は、長さ方向に間隔をおいた複数の位置に切り欠き部４２Ｋを有している。切り欠き部４２Ｋは、線状体４２の表面４２Ｂおよび裏面４２Ａから内側に向けて切り欠かれており、線状体４２の下側傾斜面４２Ｃおよび上側傾斜面４２Ｄからは切り欠かれていない。切り欠き部４２Ｋ以外の部分を線状体４２の第１の部分４２Ｍと称し、切り欠き部４２Ｋが設けられた部分を線状体４２の第２の部分４２Ｎと称する。線状体４２は、断面の形状および寸法が互いに異なる第１の部分４２Ｍと第２の部分４２Ｎとを有する。
【００８５】
第２の部分４２Ｎに切り欠き部４２Ｋが設けられているため、第２の部分４２Ｎの表面と裏面との間の寸法は、第１の部分４２Ｍの表面と裏面との間の寸法よりも小さい。よって、第２の部分４２Ｎの断面形状は、第１の部分４２Ｍの断面形状と比べて、表面および裏面に平行な方向の寸法が長い扁平な台形である。
【００８６】
線状体４２の表面４２Ｂおよび裏面４２Ａに平行な方向の寸法をＷ、線状体４２の表面４２Ｂおよび裏面４２Ａに垂直な方向の寸法をＬとしたとき、Ｗ／Ｌを線状体４２のアスペクト比と定義する。第１の部分４２Ｍの表面および裏面に平行な方向の寸法をＷ１、第１の部分４２Ｍの表面および裏面に垂直な方向の寸法をＬ１、第２の部分４２Ｎの表面および裏面に平行な方向の寸法をＷ２、第２の部分４２Ｎの表面および裏面に垂直な方向の寸法をＬ２とする。第１の部分４２Ｍと第２の部分４２Ｎとの断面形状の違いをアスペクト比で表現すると、第２の部分４２Ｎのアスペクト比Ｗ２／Ｌ２は、第１の部分４２Ｍのアスペクト比Ｗ１／Ｌ１に比べて大きい。
【００８７】
第１の部分４２Ｍおよび第２の部分４２Ｎの線状体４２の長さ方向における位置は、全ての線状体４２にわたって略一致している。第１の縦糸５Ａおよび第２の縦糸５Ｂは、複数の線状体４２の第２の部分４２Ｎにわたって架け渡されて複数の線状体４２を結束している。すなわち、線状体４２のうちの第２の部分４２Ｎは、第１の縦糸５Ａと第２の縦糸５Ｂとを架け渡して複数本の線状体４２を結束するための結束部として機能する。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００８８】
第２実施形態の面状光学部材４１によれば、室内の使用者がほとんど眩しさを感じることなく、室内の明るさ向上が可能な採光器を実現できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００８９】
特に第２実施形態の場合、第１の縦糸５Ａおよび第２の縦糸５Ｂは、線状体４２のうち、第１の部分４２Ｍに比べてアスペクト比が大きい第２の部分４２Ｎに架け渡されている。そのため、第１の縦糸５Ａおよび第２の縦糸５Ｂが線状体の回転を抑える効果は、線状体が切り欠き部を持たない第１実施形態に比べて大きくなる。よって、面状光学部材４１における所定の配光分布は、第１実施形態に比べてより確実に維持される。さらに、第１の縦糸５Ａおよび第２の縦糸５Ｂが第２の部分４２Ｎに架け渡されたことにより、線状体４２Ｎの長さ方向の位置ずれが抑えられる。これにより、線状体４２の脱落が防止できる、という効果も得られる。
【００９０】
［線状体の第１変形例］
第２実施形態の線状体４２の第１変形例について説明する。
線状体の第２の部分（結束部）を形成するための切り欠き部は、種々の形状のものを採用できる。
【００９１】
図２２に示す線状体４２は、第２実施形態で用いた線状体である。図２３Ａは、図２２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。このように、線状体４２の第２の部分４２Ｎの切り欠き部４２Ｋは、表面４２Ｂ側、裏面４２Ａ側の双方に設けられた断面形状が矩形の溝であってもよい。もしくは、図２３Ｂに示すように、線状体４４の第２の部分４４Ｎの切り欠き部４４Ｋは、表面４４Ｂ側、裏面４４Ａ側の双方に設けられた断面形状が円弧状の溝であってもよい。もしくは、図２３Ｃに示すように、線状体４５の第２の部分４５Ｎの切り欠き部４５Ｋは、表面４５Ｂ側、裏面４５Ａ側の一方のみに設けられた溝であってもよい。
【００９２】
［線状体の第２変形例］
第２実施形態の線状体４２の第２変形例について説明する。
第２の部分（結束部）は、第１の部分に対して単に切り欠き部を設けただけの構成でなくてもよい。
図２４は、第２変形例の線状体を示す斜視図である。図２５Ａは、図２４のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図２５Ｂは、図２４のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【００９３】
図２４に示すように、第２変形例の線状体４８において、第２の部分４８Ｎは、線状体４８の表面４８Ｂおよび裏面４８Ａから内側に向けて切り欠かれた切り欠き部４８Ｋと、線状体４８の表面４８Ｂおよび裏面４８Ａに平行な方向に外側に向けて張り出した張り出し部４８Ｈと、を有する。第２の部分４８Ｎが張り出し部４８Ｈを有することにより、図２５Ｂに示すように、第２の部分４８Ｎのアスペクト比Ｗ２／Ｌ２は、第１の部分４８Ｍのアスペクト比Ｗ１／Ｌ１に比べて充分に大きくなる。これにより、線状体４８の回転を防止する効果はより大きくなる。
【００９４】
［線状体の第３変形例］
第２実施形態の線状体４２の第３変形例について説明する。
線状体の第２の部分に切り欠き部を設けることに加えて、第１の部分を太らせる構成としてもよい。
図２６は、第２変形例の線状体を示す斜視図である。図２７Ａは、図２６の線状体の平面図である。図２７Ｂ、図２７Ｃは、他の変形例を示す平面図である。
【００９５】
図２７Ａに示すように、第３変形例の線状体５０は、図２３Ａに示す第２実施形態の線状体４２における第１の部分４２Ｍを太らせた第１の部分５０Ｍを有している。
図２７Ｂに示す線状体５１は、図２３Ｂに示す第１変形例の線状体４４における第１の部分４４Ｍを太らせた第１の部分５１Ｍを有している。図２７Ｃに示す線状体５２は、図２３Ｃに示す第１変形例の線状体４５における第１の部分４５Ｍを太らせた第１の部分５２Ｍを有している。太らせる部分の形状は、矩形、円形、三角形等、どのような形状であってもよい。
【００９６】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図２８を用いて説明する。
第３実施形態の面状光学部材の基本構成は第１実施形態と同様であり、線状体の構成が第１実施形態と異なる。
図２８は、第３実施形態の線状体を示す斜視図である。
図２８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、詳細な説明を省略する。
【００９７】
第２実施形態では、線状体の回転を抑える効果を高める手段として、１本の線状体の一部に、第１の部分よりもアスペクト比が高い第２の部分を設け、第２の部分で複数の線状体を結束する構成とした。この構成に代えて、第３実施形態では、図２８に示すように、第１実施形態で用いた２本の線状体３を連結して一体化した連結線状体５５が用いられている。連結部５５Ｌは、線状体３の傾斜面３Ｃ，３Ｄから外側に突出する形態で、線状体３の長さ方向に一定の間隔をおいて設けられている。２本の線状体３は、互いに平行に配置された状態で連結部５５Ｌにより連結されている。２本の線状体３を連結して連結線状体５５を作成したことにより、連結線状体５５のアスペクト比Ｗ／Ｌは、線状体３のアスペクト比Ｗ０／Ｌ０に比べて大きくなる。
【００９８】
この種の連結線状体５５を複数用い、全ての連結線状体５５の反射面３Ｃの向きが略一致し、全ての連結線状体の屈折面３Ａ，３Ｂの向きが略一致するように、複数の連結線状体５５が縦糸により結束される。
【００９９】
第３実施形態の面状光学部材によれば、室内の使用者がほとんど眩しさを感じることなく、室内の明るさ向上が可能な採光器を実現できる、といった第１〜第２実施形態と同様の効果が得られる。
【０１００】
特に第３実施形態の場合、連結線状体５５のアスペクト比は、第１実施形態の線状体３のアスペクト比に比べて大きい。そのため、連結線状体５５の回転を抑える効果は、第１実施形態に比べて大きくなる。よって、面状光学部材における所定の配光分布は、第１実施形態に比べてより確実に維持される。
【０１０１】
［線状体の変形例］
第３実施形態の線状体の変形例について説明する。
図２９は、変形例の線状体を示す斜視図である。
第３実施形態の連結線状体５５では、連結部５５Ｌは、線状体３の傾斜面３Ｃ，３Ｄから外側に突出していた。この構成に代えて、変形例の連結線状体５７における連結部５７Ｌは、複数の線状体２９の表面２９Ｂにわたって配置される板体で構成される。図２９の例では、３本の線状体２９の表面２９Ｂにわたって平坦な連結部５７Ｌが固定されることにより、３本の線状体２９が連結されている。この場合も、連結線状体５７のアスペクト比は、連結前の線状体２９のアスペクト比に比べて大きくなる。これにより、第３実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０２】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図３０、図３１を用いて説明する。
第４実施形態の面状光学部材の基本構成は第１実施形態と同様であり、線状体の構成が第１実施形態と異なる。
図３０は、第４実施形態の面状光学部材を示す斜視図である。図３１は、面状光学部材での光の反射の様子を示す図である。
図３０、図３１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、詳細な説明を省略する。
【０１０３】
第１実施形態の面状光学部材１は、１種類の線状体３のみで構成されていた。これに対して、第４実施形態の面状光学部材６０は、図３０に示すように、断面形状が異なる２種類の線状体３，８で構成されている。面状光学部材６０は、断面形状が台形（四角形）の線状体３と、断面形状が三角形の線状体８と、を備える。第４実施形態では、説明を簡潔にするため、断面形状が四角形の線状体３を第１の線状体３と称し、断面形状が三角形の線状体８を第２の線状体８と称する。３本の第１の線状体３が互いに平行に配置された第１のユニット６１と、３本の第２の線状体８が互いに平行に配置された第２のユニット６２と、は交互に配置されている。
【０１０４】
図３１に示すように、全ての線状体３，８は、光射出側の表面３Ｂ，８Ｂが略同一平面に並ぶように、向きを揃えて配置されている。第１のユニット６１を構成する３本の第１の線状体３は、反射面３Ｃの向きが略一致している。同様に、第２のユニット６２を構成する３本の第２の線状体８は、反射面８Ｃの向きが略一致している。第１の線状体３と第２の線状体８とは、断面形状が異なるため、第１の線状体３と第２の線状体８との間では反射面３Ｃ，８Ｃの向きは一致しておらず、異なる方向を向いている。すなわち、面状光学部材は、必ずしも全ての線状体の反射面３Ｃ，８Ｃの向きが略一致し、必ずしも全ての線状体の屈折面の向きが略一致していなくてもよい。複数の線状体のうちの一部の線状体の反射面の向きが略一致し、一部の線状体の屈折面の向きが略一致していてもよい。
【０１０５】
第１の線状体３の反射面となる下側傾斜面３Ｃの水平面とのなす角度θ１は、第２の線状体８の反射面となる下側傾斜面８Ｃの水平面とのなす角度θ２よりも小さい。そのため、第１の線状体と第２の線状体に対して同じ角度で光が入射したとしても、第１の線状体３の下側傾斜面３Ｃで反射した光Ｌ１と第２の線状体８の下側傾斜面８Ｃで反射した光Ｌ２とでは進行方向が異なる。第１の線状体３の下側傾斜面３Ｃで反射した光Ｌ１の進行方向と水平面とのなす角度α１は、第２の線状体８の下側傾斜面８Ｃで反射した光Ｌ２の進行方向と水平面とのなす角度α２よりも大きい。そのため、面状光学部材６０を室内の窓際に設置した場合、第１の線状体３から射出された光Ｌ１は、例えば天井の窓に近い側の領域に達する。一方、第２の線状体８から射出された光Ｌ２は、例えば天井の窓から遠い側の領域に達する。
【０１０６】
第４実施形態の面状光学部材６０によれば、室内の使用者がほとんど眩しさを感じることなく、室内の明るさ向上が可能な採光器を実現できる、といった第１〜第３実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０７】
特に第４実施形態では、面状光学部材６０が断面形状の異なる第１の線状体３と第２の線状体８とを備えている。そのため、線状体３，８から射出される光Ｌ１，Ｌ２の進行方向を異ならせ、室内の照度分布を均一にすることができる。面状光学部材６０は、例えば面状光学部材６０の設置位置の直上近傍を照らすための部位と、面状光学部材の設置位置の直上から離れた箇所を照らす部位と、を備えることになる。これにより、面状光学部材６０は、配光分布のムラを軽減することができる。
【０１０８】
太陽の位置は、１日の中で時間により変化し、同じ日時であっても季節によって変化する。これに対し、第４実施形態によれば、用いる線状体の種類、繰り返し単位、配置などを最適化することにより、太陽の位置の変化によらずに所望の配光分布が常時得られる面状光学部材を実現することができる。
【０１０９】
［面状光学部材の変形例］
第４実施形態の面状光学部材の変形例について説明する。
図３２は、変形例の面状光学部材を示す斜視図である。
第４実施形態の面状光学部材６０では、第１の線状体３と第２の線状体８とは、複数本単位で交互に配置されていた。この構成に代えて、変形例の面状光学部材６４では、第１の線状体３と第２の線状体８とは、１本毎に交互に配置されている。この構成においても、第１の線状体３だけを見れば、全ての第１の線状体３にわたって反射面と屈折面の向きは略一致している。第２の線状体８だけを見れば、全ての第２の線状体８にわたって反射面と屈折面の向きは略一致している。変形例の面状光学部材６４においても、第４実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１０】
第４実施形態では、断面形状が台形の第１の線状体３、断面形状が三角形の第２の線状体８の２種類の線状体を混在させた面状光学部材の例を挙げた。しかしながら、混在させる線状体は必ずしも２種類に限ることはなく、３種類以上であってもよい。異なる種類の線状体を混在させる場合、線状体における切り欠き部の有無や形状、縦糸との織り方などについても、線状体に応じて適宜異なるものを組み合わせてもよい。
【０１１１】
［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について、図３３、図３４を用いて説明する。
第５実施形態の面状光学部材の基本構成は第１実施形態と同様であり、複数の線状体を結束する形態が第１実施形態と異なる。
図３３は、第５実施形態の面状光学部材を示す斜視図である。図３４は、図３３のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
図３３、図３４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、詳細な説明を省略する。
【０１１２】
図３３、図３４に示すように、第５実施形態の面状光学部材６７においては、第１実施形態と同様の断面形状が台形の線状体６８が用いられている。線状体６８には、表面６８Ｂおよび裏面６８Ａに平行な方向に貫通する孔６８Ｈが設けられている。孔６８Ｈは、線状体６８の長さ方向に間隔Ｋをおいて複数設けられている。孔６８Ｈは、複数の線状体６８にわたって、長さ方向の同じ位置に揃って設けられている。縦糸５は、複数の線状体６８の孔６８Ｈにわたって挿通された状態で複数の線状体６８を結束している。縦糸５が複数の線状体６８の孔６８Ｈに挿通されたことにより、複数の線状体６８の反射面６８Ｃの向きは略一致し、複数の線状体６８の屈折面６８Ａ，６８Ｂの向きは略一致している。
【０１１３】
線状体６８の孔６８Ｈの内径は縦糸５の外径よりもわずかに大きく、孔６８Ｈの内壁と縦糸５との間には微小なクリアランスがある。そのため、厳密に言えば、クリアランスの範囲内で線状体６８は微小な角度だけ回転するが、その角度は許容範囲内である。
【０１１４】
第５実施形態の面状光学部材６７によれば、室内の使用者がほとんど眩しさを感じることなく、室内の明るさ向上が可能な採光器を実現できる、といった第１〜第４実施形態と同様の効果が得られる。また、縦糸５が複数の線状体６８の孔６８Ｈに挿通されたことにより、線状体６８の回転と長さ方向の位置ずれとが抑えられる。
【０１１５】
［面状光学部材の変形例］
第５実施形態の面状光学部材の変形例について説明する。
図３５Ａは、変形例の面状光学部材の斜視図である。図３５Ｂは、変形例の面状光学部材の側面図である。
図３５Ａ、図３５Ｂに示すように、変形例の面状光学部材７０は、隣り合う線状体６８の間に円環状のスペーサー７１が配置されている。縦糸５は、隣り合う線状体６８の間の空間においてスペーサー７１に挿通されている。スペーサー７１の上端７１Ｔおよび下端７１Ｂは、上側の線状体６８の下側傾斜面６８Ｃおよび下側の線状体６８の上側傾斜面６８Ｄの角度に合わせて、斜めにカットされている。
【０１１６】
具体的には、線状体６８の表面６８Ｂと下側傾斜面６８Ｃとのなす角度をθ１、スペーサー７１の側面７１Ｓと上端７１Ｔとのなす角度をθ２としたとき、θ２＝１８０°−θ１に設定されている。これにより、スペーサー７１の上端７１Ｔおよび下端７１Ｂは、上側の線状体６８の下側傾斜面６８Ｃおよび下側の線状体６８の上側傾斜面６８Ｄに隙間無く接触する。変形例の面状光学部材７０においても、第５実施形態と同様の効果が得られる。さらに、隣り合う線状体６８の間に両端を斜めにカットしたスペーサー７１が挿入されたことにより、孔６８Ｈの内壁と縦糸５との間のクリアランスによる線状体６８のわずかな回転も防止できる。
【０１１７】
［第６実施形態］
以下、本発明の第６実施形態について、図３６、図３７を用いて説明する。
第６実施形態の面状光学部材の基本構成は第１実施形態と同様であり、２層の面状構造体を備える点が第１実施形態と異なる。
図３６は、第６実施形態の面状光学部材を示す平面図である。図３７は、図３６のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
図３６、図３７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、詳細な説明を省略する。
【０１１８】
図３７に示すように、第６実施形態の面状光学部材７４は、２層の面状構造体７５，７６で構成されている。２層の面状構造体７５，７６は、各面状構造体７５，７６の主面同士が対向するように間隔をおいて配置されている。面状構造体７５，７６は、同一の構成であり、複数本の線状体３と、複数本の縦糸５Ａ，５Ｂと、を備えている。複数本の線状体３は、水平方向に互いに略平行に配列されている。複数本の縦糸５Ａ，５Ｂは、複数の線状体３と略直交する方向、すなわち鉛直方向に延びている。図３６に示すように、面状構造体７５，７６は、複数本の線状体３と複数本の縦糸５Ａ，５Ｂとが平織りにより織られた構成を有する。
【０１１９】
図３７に示すように、２つの面状構造体７５，７６で用いられた縦糸５Ａ，５Ｂは、特定の箇所で入れ替わっている。すなわち、上下方向に見ていくと、表層側の面状構造体７６を構成する縦糸５Ａは、特定の箇所で裏面側に引き出され、裏層側の面状構造体７５を構成する。逆に、裏層側の面状構造体７５を構成する縦糸５Ｂは、特定の箇所で表面側に引き出され、表層側の面状構造体７６を構成する。
【０１２０】
第６実施形態の面状光学部材７４によれば、室内の使用者がほとんど眩しさを感じることなく、室内の明るさ向上が可能な採光器を実現できる、といった第１〜第５実施形態と同様の効果が得られる。
【０１２１】
特に第６実施形態の場合、面状光学部材７４が２層の面状構造体７５，７６で構成されているため、例えば裏層側の面状構造体７５の線状体３の隙間を通り抜けた光が表層側の面状構造体７６の線状体３に入射するケースが生じる。したがって、隣り合う線状体３の隙間が広い場合であっても、光は隙間を通り抜けることが少なく、室内の使用者がほとんど眩しさを感じることがない。さらに、縦糸５Ａ，５Ｂが表裏で入れ替わっているため、例えば糸の色を変えるなどすれば、デザインの自由度を高めることができる。
【０１２２】
［面状光学部材の第１変形例］
第６実施形態の面状光学部材の第１変形例について説明する。
図３８Ａは、第１変形例の面状光学部材の平面図である。図３８Ｂは、図３８ＡのＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【０１２３】
図３８Ａ、図３８Ｂに示すように、第１変形例の面状光学部材７９は、第６実施形態と同様に２層構成となっているが、複数の線状体３を含む面状構造体７６は表層側だけであり、裏層側は織布８０となっている。すなわち、裏層側は、線状体３に代えて、水平方向にも通常の糸８１が配置されており、横糸８１と縦糸５Ａ，５Ｂからなる織布８０で構成されている。この場合、織布８０は、面状構造体７６の光入射側に配置されるため、光を採り込めるように目が粗い方が好ましい。第１変形例の面状光学部材７９においても、第６実施形態と同様の効果が得られる。
【０１２４】
［面状光学部材の第２変形例］
第６実施形態の面状光学部材の第２変形例について説明する。
図３９Ａは、第２変形例の面状光学部材の平面図である。図３９Ｂは、図３９ＡのＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【０１２５】
図３９Ａ、図３９Ｂに示すように、第２変形例の面状光学部材８２は、第６実施形態と同様、２つの面状構造体８３，８４で用いられた縦糸５Ａ，５Ｂは、特定の箇所で入れ替わっている。さらに、表層側の面状構造体８４において、縦糸５Ａ，５Ｂの交差箇所の上側に遮光性を有する複数の横糸８５が配置され、縦糸５Ａ，５Ｂの交差箇所の下側には複数の線状体３が配置されている。逆に、裏層側の面状構造体８３においては、縦糸５Ａ，５Ｂの交差箇所の上側に複数の線状体３が配置され、縦糸５Ａ，５Ｂの交差箇所の下側には遮光性を有する複数の横糸８５が配置されている。
【０１２６】
第２変形例の面状光学部材８２においても、第６実施形態と同様の効果が得られる。さらに第２変形例の場合、例えば表層側の面状構造体８４における横糸８５の部分を目が詰まったものとし、裏層側の面状構造体８３における横糸８５の部分を目が粗いものとする。このようにすれば、裏層側の面状構造体８３の線状体３を通った光Ｌ１は表層側の面状構造体８４の横糸８５の部分で遮光される。一方、裏層側の面状構造体８３の横糸８５の部分の隙間を通った光Ｌ２は表層側の面状構造体８４の線状体３を透過する。これにより、面内の場所によって明るさが異なるコントラストが付与された面状光学部材を実現することができる。
【０１２７】
［第７実施形態］
以下、本発明の第７実施形態について、図４０Ａ及び図４０Ｂを用いて説明する。
第７実施形態では、第１〜第６実施形態の面状光学部材を備えた採光器の例を挙げる。
図４０Ａ、図４０Ｂは、第７実施形態の面状光学部材を示す斜視図であり、図４０Ａは採光状態、図４０Ｂは収納状態をそれぞれ示している。
図４０Ａ、図４０Ｂ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、詳細な説明を省略する。
【０１２８】
図４０Ａ、図４０Ｂに示すように、第７実施形態の採光器８８は、第１〜第６実施形態の面状光学部材８９と、面状光学部材８９を支持する支持部材９０と、面状光学部材８９を出し入れ可能に巻き取る巻き取り機構９１と、を備える。採光器８８は、例えば窓際に設置され、面状光学部材８９を通して太陽光を室内に採り入れる。
【０１２９】
支持部材９０は、例えば布、不透明性の光学部材、面状構造体の線状体に着色を施した部材などにより構成され、一部が光透過部となっている。光透過部は、布、不透明性の光学部材、面状構造体の線状体に着色を施した部材などが開口した開口部であってもよいし、開口部が光透過性の部材で覆われたものであってもよい。面状光学部材８９は支持部材９０の光透過部に合わせて配置されている。巻き取り機構９１は、図４０Ｂに示す収納状態から支持部材９０とともに面状光学部材８９を引き出したとき、任意の位置で止まる構成であることが好ましい。巻き取り機構９１は、例えばロールスクリーンに用いられるものを適用できる。不透明性の光学部材として、具体的には例えばすりガラスのような光散乱性、遮光性を有する光学部材が挙げられる。また、面状構造体の線状体に着色を施した部材の他、面状構造体の線状体に光散乱性、遮光性を持たせた部材であってもよい。
これらの着色、光散乱性、遮光性を持たせた部材は、必ずしも面状構造体の線状体と同一の構造でなくてもよい。また、これらの部材で構成された支持部材を巻き取ることが難しい場合には、折り畳む等の構成にしてもよいし、必ずしも巻き取り可能にする必要はない。
【０１３０】
第７実施形態の採光器８８によれば、第１〜第６実施形態の面状光学部材８９を用いたことにより、室内の使用者がほとんど眩しさを感じることなく、室内の明るさを向上することが可能な採光器を実現できる。また、採光状態と収納状態とを切り替えることができるため、例えば景観を重視するような場所に設置し、景観を見る際には採光器８８を収納状態とするなど、臨機応変な使用が可能となる。
【０１３１】
［採光器の第１変形例］
第７実施形態の採光器の第１変形例について説明する。
図４１は、第１変形例の採光器の斜視図である。
【０１３２】
図４１に示すように、第１変形例の採光器９４は、採光面が上下方向に２分割され、上半分と下半分とで種類が異なる面状光学部材９５，９６が配置されている。上側の面状光学部材９５は、例えば断面形状が台形の線状体３で構成されている。下側の面状光学部材９６は、例えば断面形状が三角形の線状体８で構成されている。
【０１３３】
各面状光学部材９５，９６を構成する線状体の種類はこれらに限るものではなく、適宜変更が可能である。上半分と下半分とで同じ種類の面状光学部材が配置されていてもよい。ただし、異なる種類の面状光学部材が配置されている場合、図３０に示した第４実施形態の面状光学部材６０と同様、配光分布のムラを軽減し、室内の照度分布をより均一にできるという効果が得られる。
【０１３４】
配光分布が異なる複数の面状光学部材を用意しておき、これらを交換可能な構成とすれば、季節による太陽高度の変動、日周運動による太陽光の入射角度の変動に応じて、利用者がその都度適切な面状光学部材を選択することができる。これにより、所望の配光分布が常時得られる採光器を実現することができる。
【０１３５】
［採光器の第２変形例］
第７実施形態の採光器の第２変形例について説明する。
図４２は、第２変形例の採光器の斜視図である。
【０１３６】
図４２に示すように、第２変形例の採光器９９は、採光面が水平方向に２分割され、左半分と右半分とで種類が異なる面状光学部材１００，１０１が配置されている。左側の面状光学部材１００は、例えば断面形状が台形の線状体３で構成されている。右側の面状光学部材１０１は、例えば断面形状が三角形の線状体８で構成されている。第２変形例の採光器９９においても、第１変形例の採光器と同様の効果が得られる。
【０１３７】
［第８実施形態］
以下、本発明の第８実施形態について、図４３Ａ及び図４３Ｂを用いて説明する。
図４３Ａ、図４３Ｂは、第８実施形態の面状光学部材を示す斜視図であり、図４３Ａは採光状態、図４３Ｂは収納状態をそれぞれ示している。
【０１３８】
図４３Ａ、図４３Ｂに示すように、第８実施形態の採光器１０４は、第１〜第６実施形態の面状光学部材１０５と、面状光学部材１０５を支持する支持部材１０６と、面状光学部材１０５を出し入れ可能に折り畳んで収納する収納機構１０７と、を備える。採光器１０４は、例えば窓際に設置され、面状光学部材１０５を通して太陽光を室内に採り入れる。収納機構１０７は、窓の上辺に沿って取り付けられる棒状のレール１０８と、内部にレール１０８が挿通された複数のリング１０９と、を備える。
【０１３９】
本実施形態の場合、面状光学部材１０５の複数の線状体３は、径が例えば数十μｍ〜数百μｍと細く、可撓性を有し、縦糸５と合わせた全体が布状に形成されている。支持部材１０６は、例えば布により形成された枠部分である。これにより、面状光学部材１０５の折り畳みが可能となっている。ただし、複数の線状体３の反射面および屈折面の向きが略一致している点は、第１〜第７実施形態と同様である。複数のリング１０９は、一定の間隔をおいて支持部材１０６の上辺に沿って取り付けられている。第８実施形態の採光器１０４は、例えばカーテンと同様に取り扱うことが可能である。
【０１４０】
第８実施形態の採光器１０４によれば、第１〜第６実施形態の面状光学部材を用いたことにより、室内の使用者がほとんど眩しさを感じることなく、室内の明るさを向上することが可能な採光器を実現できる。また、採光状態と収納状態とを切り替えることができるため、例えば景観を重視するような場所に設置し、景観を見る際には採光器１０４を収納状態とするなど、臨機応変な使用が可能となる。
【０１４１】
［採光器の第１変形例］
第８実施形態の採光器の第１変形例について説明する。
図４４は、第１変形例の採光器の斜視図である。
【０１４２】
図４４に示すように、第１変形例の採光器１１２では、第８実施形態の採光器の面状光学部材１０５が、支持部材１１３となる布の上部に配置されている。例えば布が遮光カーテンに用いるような遮光機能を有するものであれば、採光器１１２の上部に入射した光のみが面状光学部材１０５を透過する。したがって、室内の使用者がほとんど眩しさを感じることなく、室内の明るさを向上することが可能な採光器を実現できる。この場合、支持部材１１３は、面状光学部材１０５の主面と同一面内に備えられ、外部から入射する光の量を調整する調光部材として機能する。また、視線の高さ以上の位置に面状光学部材１０５を設置することで、プライバシー性を確保しながら採光が可能となる。
【０１４３】
［第９実施形態］
以下、本発明の第９実施形態について、図４５、図４６を用いて説明する。
図４５は、第９実施形態の採光器を示す斜視図である。図４６は、採光器の側面図である。
図４５、図４６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、詳細な説明を省略する。
【０１４４】
図４５に示すように、第９実施形態の採光器１１６は、図４０Ａ及び図４０Ｂに示した第７実施形態の採光器８８と、遮光ロールスクリーン１１７と、を備えている。使用者から見て裏面側に採光器８８が配置され、表面側に遮光ロールスクリーン１１７が配置されている。採光器８８と遮光ロールスクリーン１１７とは、引き出す長さが個別に調節可能である。なお、遮光ロールスクリーン１１７の具体的な形態は、例えば遮光布、レース布、すだれであってもよい。
【０１４５】
図４６に示すように、採光器８８は、窓から室内に入射する太陽光Ｌ０のうち、一部の光Ｌ１を水平面よりも上側に立ち上げ、天井や壁を照明する。しかしながら、太陽高度によっては、水平面よりも下側に進行する光Ｌ２が存在する。水平面よりも下側に進行する光Ｌ２は、室内の使用者の視野に入り、使用者が眩しさを感じることがある。第９実施形態の採光器１１６によれば、採光器８８と遮光ロールスクリーン１１７とが組み合わされているため、１日のうち、水平面よりも下側に進行する光Ｌ２が多く、室内が眩しい時間には遮光ロールスクリーン１１７を引き下げ、それ以外の時間では遮光ロールスクリーン１１７を引き上げるなど、調節が適宜可能である。この場合、遮光ロールスクリーン１１７は、採光器８８の面状光学部材の主面と重なる方向に備えられ、面状光学部材から入射する光の量を調整する調光部材として機能する。
【０１４６】
［採光器の第１変形例］
第９実施形態の採光器の第１変形例について説明する。
図４７は、第１変形例の採光器を示す斜視図である。図４８は、採光器の側面図である。
図４７、図４８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、詳細な説明を省略する。
【０１４７】
図４７に示すように、第１変形例の採光器１２０は、図４０Ａ及び図４０Ｂに示した第７実施形態の採光器８８と、ブラインド１２１と、を備えている。使用者から見て裏面側に採光器８８が配置され、表面側にブラインド１２１が配置されている。採光器８８とブラインド１２１とは、引き出す長さが個別に調節可能である。ブラインド１２１は、複数のスラット１２２を備えている。水平面に対する複数のスラット１２２の角度は調整可能である。
【０１４８】
図４８に示すように、太陽高度によっては、採光器８８を透過して水平面よりも下側に進行する光Ｌ２が存在する。このような下側に進行する光Ｌ２は、ブラインド１２１のスラット１２２で遮光すればよい。ブラインド１２１の場合、遮光ロールスクリーンと異なり、採光器８８を透過して水平面よりも上側に進行する光Ｌ１は、遮光せずに利用することができる。すなわち、眩しい光だけをブラインド１２１で遮光することができる。この場合、ブラインド１２１は、採光器８８の面状光学部材の主面と重なる方向に備えられ、面状光学部材から入射する光の量を調整する調光部材として機能する。
【０１４９】
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。
例えば上記実施形態では、複数の線状体を結束する結束部材として糸状の部材を用いたが、この構成に代えて、例えば図４９に示すように、帯状の部材を用いてもよい。図４９に示す面状光学部材１２４は、結束部材として一面に接着剤が塗布されたテープ１２５が用いられ、複数の線状体３の端部がテープ１２５で挟み込まれる形態で固定されている。
この場合でも、複数の線状体の反射面および屈折面の向きを一致させることができ、上記実施形態と同様の効果が得られる。その他、面状光学部材および採光器を構成する各部材の形状、数、配置等については適宜変更が可能である。
【０１５０】
［第１０実施形態］
以下、本発明の第１０実施形態について、図５０〜図５１を用いて説明する。
第１０実施形態の面状光学部材の基本構成は第１実施形態と同様であり、複数の線状体を結束する部材（結束部材）が第１実施形態と異なる。
図５０は、第１０実施形態の面状光学部材の概略構成を示す正面図である。図５１は、図５０のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【０１５１】
図５０及び図５１に示すように、第１０実施形態の面状光学部材１３０においては、第１実施形態と同様の断面形状が台形の線状体３が用いられている。面状光学部材１３０は、１層の面状構造体１３２で構成されている。面状光学部材１３０を構成する面状構造体１３２は、複数本の線状体３と、線状体３どうしを結束する複数の結束部材１３４と、を備えている。複数本の結束部材１３４は、複数の線状体３と略直交する方向、すなわち鉛直方向に延びている。
【０１５２】
結束部材１３４は、透光性材料で構成されている。透光性材料として、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレン（フッ素樹脂）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、塩化ビニル等の透明樹脂材料、もしくはガラス等の透明無機化合物、および上記の材料の混合物等が用いられる。これにより、入射光が結束部材１３４において遮光されることなく、当該結束部材１３４を透過して線状体３へと入射することになる。
【０１５３】
結束部材１３４は、必ずしも無色である必要はなく、着色されていてもよい。例えば、透過率＞０％であれば十分に効果が得られる。結束部材１３４が着色されていればデザイン性を付与することができる。
【０１５４】
結束部材１３４は、その全体形状が、繊維、糸、フィラメント等に類似した長尺状の部材であってもよいし、柔軟性を有する帯状あるいは棒状等に類似した長尺の部材であってもよい。
【０１５５】
結束部材１３４は、図５０に示すように、線状体３の長手方向に沿って複数並べられている。複数の結束部材１３４のうち第１の結束部材１３４Ａは、図５１に示すように任意の線状体３の表面３Ｂ側を通り、その線状体３に上下方向（ｚ方向）で隣り合う線状体３の裏面３Ａ側を通る、というように、複数本の線状体３の表面３Ｂ側と裏面３Ａ側とを交互に通される。
【０１５６】
一方、第１の結束部材１３４Ａと隣り合う第２の結束部材１３４Ｂは、図５０に示すように第１の結束部材１３４Ａとは異なる方向（線状体３の裏面３Ａ側）を通り、その線状体３に上下方向で（ｚ方向）隣り合う線状体３の表面３Ｂ側を通る、というように、第１の結束部材１３４Ａとは相反するようにして、複数本の線状体３の裏面３Ａ側と表面３Ｂ側とを交互に通される。
【０１５７】
結束部材１３４の短手方向（ｘ方向）における幅Ｗ１は、線状体３の短手方向（ｚ方向）における最大幅Ｗと同じかそれ以上の寸法とされている。結束部材１３４の厚みｔは、厚み方向に容易に変形可能な柔軟性が得られる寸法とされている。上下方向で隣り合う線状体３どうしの配置間隔は、結束部材１３４の厚みによって規定されることになる。
【０１５８】
本実施形態は、図５１に示すように、透光性を有する複数の結束部材１３４が線状体３の延在方向へ略隙間なく存在し、上下方向へ並ぶ複数の線状体３を結束した構成となっている。光透過性を有する結束部材１３４を用いることにより、これらを線状体３の長手方向へ多数並べて配置したとしても、結束部材１３４を透過して線状体３へと入射することになる。
【０１５９】
具体的に、面状光学部材１３０に入射した光のうち、線状体３の光入射側に部分的に存在する結束部材１３４の一部に入射した光は、当該結束部材１３４を透過して線状体３へ入射する。結束部材１３４を経て線状体３に入射した光は、当該線状体３において屈折されて上方（室内の天井）に向かう光となって射出される。
【０１６０】
一方、入射光のうち、線状体３（露出する表面３Ａ）に直接入射した光は、当該線状体３において屈折された後、その光射出側に部分的に存在する結束部材１３４を透過して上方（室内の天井）に向かう。このように、透光性を有する結束部材１３４において光が遮られることなくそのまま射出されることになるため、光透過性を有しない結束部材を用いた構成に比べて採光効率を向上させることができる。
【０１６１】
本実施形態の面状光学部材１３０における採光効率を下記に示す。
（採光効率）≒（線状体３の採光効率）×（結束部材１３４の採光効率）
したがって、結束部材１３４の光透過率が高い程、面状光学部材１３０の採光効率が向上する。なお、実際には、上下方向に並ぶ線状体３どうしの間の隙間における透過率も影響する。これについては後に詳しく説明する。
【０１６２】
［結束部材の第１変形例］
第１０実施形態における結束部材の第１変形例について、図５２Ａ、図５２Ｂ及び図５３Ａ，図５３Ｂを用いて説明する。
図５２Ａは、第１変形例の結束部材を備えた面状光学部材の正面図であり、図５２Ｂは、図５２ＡのＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。図５３Ａ、図５３Ｂは、第１変形例である結束部材の光学特性を示す図である。
【０１６３】
第１変形例の結束部材１３５は、図５２Ａ及び図５２Ｂに示すように、光透過性を有した複数の長尺部材１３５ａの集合体からなる。結束部材１３５は、その構成から光散乱特性が付与されている。具体的には、図５３Ａ，図５３Ｂに示すように、結束部材１３５を構成している各長尺部材１３５ａで界面反射が生じる構成となっている。結束部材１３５に入射した光は、各長尺部材１３５ａの界面において反射されて強い散乱光となる。
【０１６４】
本変形例の結束部材１３５は、上述したように光透過性の他に光散乱性を有する。このため、室内における明暗の差を解消して均一な明るい環境を得ることができるので、節電効果が期待できる。
また、光散乱特性を有する部材を別途追加する必要がないため、低コストであるとともに面状光学部材１３０’の構成がシンプルである。
【０１６５】
なお、長尺部材１３５ａの数は、室内に居る人が眩しいと感じない程度の散乱性を付与できる数であって、面状光学部材１３０’としての採光効率を大きく低下させない程度とする。また、撚糸を結束部材１３５として用いる場合には、既存の撚糸よりも単繊維の本数を減らした構成とする。この際、強度を確保するために単繊維の太さ等を適宜変更することが望ましい。線状部材（単繊維）の量や撚り具合を適宜調整して、面状光学部材１３０’から射出される光の散乱性をコントロールする。
【０１６６】
以下、部屋モデルの一例について説明する。
図５４は、部屋モデル１０００の一例を示す図である。部屋モデル１０００は、例えば面状光学部材１００１のオフィスでの使用を想定したモデルである。図５４には、面状光学部材１００１が設置された窓１００２、部屋１００３、天井１００３ａ、床１００３ｃ、椅子に座っている人１００４、床１００３ｃに立っている人１００５が図示されている。
面状光学部材１００１は、窓１００２の室内側の上部に設置されている。
【０１６７】
部屋モデル１０００において、人の眼の位置は、床１００３ｃから例えば０．８ｍ〜１．８ｍを想定している。床１００３ｃに立っている人１００５の眼の高さＨａは例えば１．８ｍである。椅子に座っている人１００４の眼の高さＨｂは例えば０．８ｍである。これらの眼の高さＨａ，Ｈｂに基づいて、人の眼の位置の範囲を想定している。
【０１６８】
面状光学部材１００１は、外光Ｌを天井１００３ａに向けて進行させる機能を有する。
天井１００３ａに向けて進行する光Ｌ’は、天井１００３ａで反射して室内を照射し、照明の代わりとなる。しかし実際には、面状光学部材１００１を通過した光Ｌ’は、天井１００３ａに向けて進行するだけではなく、床１００３ｃに向けて進行する。図５４中の破線で囲んだ領域は、面状光学部材１００１による室内の照射領域Ｋを示している。
【０１６９】
このように、面状光学部材１００１を通過した光Ｌ’には、天井１００３ａへ向かう光以外に、室内に居る人１００４，１００５の眼の位置に向かう光も存在する。このような光は、室内に居る人１００４，１００５に眩しさを感じさせるグレア光となる。部屋モデル１０００において、室内に居る人１００４，１００５に眩しさを感じさせる領域をグレア領域（図示略）とする。グレア領域の範囲は、人の動く領域及び人の眼の位置に基づいて規定されている。グレア領域は、例えば、床１００３ｃから０．８ｍ〜１．８ｍの領域である。
【０１７０】
特に、面状光学部材１００１から射出される光の散乱強度が強すぎる場合には、図５４に示すように天井１００３ａ以外の部分にも光が照射されることになり、室内に居る人１００４，１００５はかなり眩しさを感じることになる。また、省エネ効果も小さい。
【０１７１】
一方、面状光学部材１００１から射出される光の散乱強度が弱すぎる場合には、図５５Ａ，図５５Ｂに示す照射領域Ｋから分かるように、面状光学部材１００１から射出された光が天井１００３ａの一部（窓１００２の近くの天井１００３ａ）に集中してしまい、天井１００３ａ全体が照射されないことになる。つまり、面状光学部材１００１から射出される射出光の天井１００３ａへの照射エリアが狭く、室内の照明を消灯できるエリアが限られてしまう。また、その照射エリア付近では明るすぎてしまい、室内の奥の方との明暗の差が大きい。そのため、室内の奥の方では室内の照明を点灯させる必要があり、省エネ効果が小さい。
なお、面状光学部材１００１は、従来からある既存の面状光学部材とする。
【０１７２】
図５６Ａ，図５６Ｂは、面状光学部材１００１として、第１０実施形態の変形例である面状光学部材１３０’を備えた部屋モデル１０００である。図５６Ａ，図５６Ｂに示す照射領域Ｋのように、面状光学部材１３０’において散乱されて射出された射出光は、室内の天井１００３ａの全体を照射する。つまり、面状光学部材１３０’から射出される光が散乱光であるため、天井１００３ａへ向かう光の強度が緩和され、室内に居る人１００４，１００５が眩しさを感じない。また、窓付近の天井１００３ａに向かう光を、窓際に比べて光量の少ない室内の奥の方へ振り分けることができる。これにより、室内の明るさが略均一な環境となる。
【０１７３】
このように、窓１００２を通して部屋１００３に入射した光Ｌのうち、グレア光や、窓付近の天井１００３ａに向かう光の輝度を低減しながら、部屋１００３の奥の方の天井１００３ａに向かう光の輝度を相対的に高めることが可能である。また、部屋１００３に居る人１００４，１００５に眩しさを感じさせることなく、天井１００３ａに向かう光Ｌを部屋１００３の奥の方まで導くことができる。天井１００３ａで反射された光Ｌ’は、照明光の代わりとして、部屋１００３を広範囲に亘って明るく照らすことになる。そのため、室内の奥にある部屋１００３の照明設備を消灯することが可能となり、日中に部屋１００３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。
【０１７４】
［第１１実施形態］
以下、本発明の第１１実施形態について、図５７〜図６０Ｂを用いて説明する。
第１１実施形態の面状光学部材の基本構成は第１実施形態と同様であり、複数の線状体を結束する部材（結束部材）が第１実施形態と異なる。
図５７は、面状光学部材における結束部材の配置密度が低い様子を示す正面図である。
図５８Ａは、図５７におけるＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図５８Ｂは、図５７におけるＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【０１７５】
図５７に示す面状光学部材１３９では、複数の結束部材１３４が線状体３の延在方向に所定の間隔をおいて配置されている。つまり、平面視において結束部材１３４と線状体３とが重なり合う第１の領域Ｗ１では、入射光が結束部材１３４及び線状体３の両方を通過する（図５８Ａ）。しかしながら、線状体３のみで結束部材１３４と重なり合わない第２の領域Ｗ２では、入射光が線状体３のみを通過し、結束部材１３４を透過しない（図５８Ｂ）。そのため、太陽高度によっては、線状体３を透過した光の多くがグレア光となる場合がある。
【０１７６】
図５８Ａに示すように、面状光学部材１３９のうち第１の領域Ｗ１では入射光が結束部材１３４によって散乱される。このため、入射光は面状光学部材１３９において拡散されて室内へ射出される。
【０１７７】
一方、図５８Ｂに示すように、第２の領域Ｗ２では入射光は線状体３しか透過せず、光は散乱されない。そのため、線状体３から射出された光の殆どが同じ方向へ進むことになり、結束部材１３４を経て透過した光に比べて照度が高い。そのため、太陽高度によっては、面状光学部材１３９から射出された光が室内に居る人にとって眩しい光となってしまうことがある。
【０１７８】
これを防止するには、入射光の全てが結束部材１３４を透過するような構成とすればよい。つまり、複数の結束部材１３４のピッチを狭くして、複数の結束部材１３４の配置密度を高めた構成が望まれる。
【０１７９】
図５９は、第１１実施形態の面状光学部材１４０の概略構成を示す正面図である。図６０Ａは、図５９のＡ−Ａ’線に沿う断面図であり、図６０Ｂは、図５９のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【０１８０】
図５９に示すように、第１１実施形態の面状光学部材１４０は、複数の結束部材１３４が線状体３の延在方向に互いに近接した状態で配置されている。複数の結束部材１３４は互いに平行な状態で延びており、各々の延在方向の少なくとも一部、ここでは長さ方向の略全体が隣り合う結束部材１３４と接した状態にある。
【０１８１】
このように、複数の結束部材１３４のピッチを詰めて相互間距離をなくす構成とすることにより、面状光学部材１４０に入射した光の略全てが結束部材１３４において散乱されることになる。よって、面状光学部材１４０から射出される光は、線状体３のみを透過した光が混在する上記面状光学部材１３９（図５７）から射出される光よりも輝度が緩和された光となり、室内に居る人にとって眩しくない、室内全体が均一に明るい環境を得ることができる。
【０１８２】
［第１２実施形態］
以下、本発明の第１２実施形態について、図６１Ａ、図６１Ｂ及び図６２Ａ、図６２Ｂを用いて説明する。
第１２実施形態の面状光学部材の基本構成は第１実施形態と同様であり、複数の線状体を結束する部材（結束部材）が第１実施形態と異なる。
【０１８３】
図６１Ａは第１２実施形態の面状光学部材の正面図であり、図６１Ｂは図６１ＡのＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図６２Ａ、図６２Ｂは、それぞれ図６１ＡのＡ−Ａ’線に沿う断面図に対応する図であって、図６２Ａは結束部材が線状部材よりも太く（厚い）場合の形態を示す図、図６２Ｂは結束部材が線状部材よりも細い（薄い）場合の形態を示す図である。
【０１８４】
本実施形態の面状光学部材１５０は、図６１Ａ、図６１Ｂに示すように、上下方向（ｚ方向）に並ぶ線状体３どうしの間の隙間ｗは、結束部材１３４の太さ（厚み）に依存する。つまり、結束部材１３４が太（厚い）ければ線状体３間の隙間ｗは大きくなり、結束部材１３４が細い（薄い）ければ線状体３間の隙間ｗは小さくなる。
【０１８５】
ここで、上下方向で隣り合う線状体３どうしの間の隙間ｗは線状体３のような採光機能を果たさない。そのため、図６２Ａに示すように、太い（厚い）結束部材１３６を用いる場合には、線状体３間の隙間ｗが大きいため隙間ｗを通過する光が多くなり、採光効率が良くない。また、図６２Ｂに示すように、細い（薄い）結束部材１３７を用いる場合には、線状体３間の隙間ｗが小さいため線状体３を透過する光が多くなり、採光効率が高まる。
【０１８６】
本実施形態では、図６１Ｂ及び図６２Ｂに示したように、結束部材１３４の太さ（厚さ）が、線状体３の短手方向最大幅ｗ１と同等あるいはそれ以下であればよい。結束部材１３４の太さ（厚さ）と線状体３の短手方向最大幅ｗ１とが等しい場合において、線状体３の採光機能の凡そ５０％が効果を発揮する。
【０１８７】
［第１３実施形態］
以下、本発明の第１３実施形態について、図６３Ａ〜図６４、図６７を用いて説明する。
第１３実施形態の面状光学部材の基本構成は第１実施形態と同様であり、複数の線状体を結束する部材（結束部材）が第１実施形態と異なる。
図６３Ａは、第１３実施形態の面状光学部材１６０の概略構成を示す正面図であり、図６３Ｂは、図６３Ａ及び図６４のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図６３ＡのＢ−Ｂ’線に沿う断面図は図６７に示す。図６４は、第１３実施形態における結束部材を示す部分拡大図である。
【０１８８】
図６３Ａ及び図６４に示すように、本実施形態の面状光学部材１６０における結束部材１６１は、高分子物質からなる透光性を有した長尺部材である。結束部材１６１としては、撚っていない単繊維やテグス等が挙げられる。図６３Ｂに示すように、結束部材１６１の長さ方向に直交する断面形状は、張力が掛かっていない状態で略円形を呈する。
【０１８９】
ここで、本実施形態との比較例について述べる。
図６５Ａ，図６５Ｂは、多数の線状部材を撚り合せて１本（マルチフィラメント）とされた結束部材の構造を示す図であって、図６５Ａは外観を示し、図６５Ｂは図６５ＡのＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図６６は、撚り糸からなる結束部材を備えた面状光学部材の光学特性を示す図である。
【０１９０】
図６５Ａ，図６５Ｂに示す結束部材１６２は、多数の線状部材１６２ａを撚り合せて１本（マルチフィラメント）とされたものである。線状部材１６２ａとしては、単繊維が挙げられる。このような結束部材１６２を備えた面状光学部材１６３では、図６６に示すように、入射光が結束部材１６２における多数の線状部材１６２ａの界面ごとに屈折を繰り返して散乱光となって射出される。多数の線状部材１６２ａを透過した光は散乱が強すぎるため白っぽい光となり、室内に居る人にとっては眩しい光となってしまう。また、線状体３には結束部材１６２から射出された散乱光が入射するため、線状体３における採光効率が大きく低下してしまう。
【０１９１】
これに対して、本実施形態の面状光学部材１６０は、図６７に示すように、高分子物質からなる一本の線状部材からなる結束部材１６１を用いているため、空気との界面を最小限にすることができる。これにより、入射光が結束部材１６１において屈折する回数が大幅に減り、結束部材１６１から射出される光の散乱を抑えることができる。そのため、線状体３における採光効率が大きく低下することはなく、入射光を室内の天井へ向けて射出させることができる。このようにして、日中の省エネ効果の改善を図ることができる。
【０１９２】
［結束部材の第１変形例］
第１３実施形態における結束部材の第１変形例について、図６８Ａ〜図６８Ｃを用いて説明する。
上述した結束部材１６１は、長手方向における断面形状が円形を呈するものである。しかしながら、結束部材の断面形状としてはこれに限らない。例えば、以下に示すような形態であってもよい。
【０１９３】
図６８Ａ〜図６８Ｃは、第１変形例における結束部材の断面形状のバリエーションを示す図である。
図６８Ａに示すように、長手方向に交差する断面形状が半円状をなす結束部材１６４としてもよい。各結束部材１６４は、その平面１６４Ａを線状体３の表面３Ｂあるいは裏面３Ａに対向させた状態で各線状体３を結束している。平面１６４Ａの長さは直径（長軸）に相当し、結束部材１６４の厚み寸法は半径（短軸）に相当する。
【０１９４】
図６８Ｂに示すように、長手方向に交差する断面形状が楕円状をなす結束部材１６５としてもよい。各結束部材１６５は、その断面視における長軸方向が線状体３の長手方向に沿った状態で各線状体３を結束している。
【０１９５】
図６８Ｃに示すように、長手方向に交差する断面形状が矩形状をなす結束部材１６６としてもよい。各結束部材１６６は、その断面視における長手（長軸）方向が線状体３の長手方向に沿った状態、すなわち、長辺１６６Ａを線状体３の表面３Ｂあるいは裏面３Ａに対向させた状態で各線状体３を結束している。
【０１９６】
このように、断面形状のアスペクト比が１よりも大きい結束部材とすることにより、線状体３に対する接触面積が広がる。このような形状とすることで、線状体３を安定的に支持することが可能である。また、結束部材の断面形状によって光の散乱度合も変化するため、設置する窓から入射する光量等に応じて形状を選択してもよい。
【０１９７】
［結束部材の第２変形例］
第１３実施形態における結束部材の第２変形例について、図６９Ａ、図６９Ｂを用いて説明する。図６９Ａは、第２変形例の結束部材の外観を示す斜視図であり、図６９Ｂは、図６９ＡのＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【０１９８】
図６９Ａ、図６９Ｂに示す結束部材１６７は、断面形状が円形を呈する複数の領域１６７Ｒを有しており、全体的に帯状をなしている。ここでは、３つの領域１６７Ｒを備えた構成となっているが、２つの領域１６７Ｒを有したもの、あるいは４つ以上の領域１６７Ｒを有したものであってもよい。各領域１６７Ｒの面積及び形状は互いに等しいことが望ましい。
【０１９９】
結束部材１６７は、各領域１６７Ｒが一体とされた単一の高分子物質により構成されている。あるいは、一つの領域１６７Ｒを有する線状部材を一方向に複数並べて互いに接着させて一体に構成したものでもよい。この場合には、複数の線状体３の結束に伴う引張強度に耐えうる接着強度で構成する。
【０２００】
このように、結束部材１６７の断面形状におけるアスペクト比をさらに大きくすることによって、線状体３に対する接触面積が広がり、線状体３をより安定的に支持することが可能である。
【０２０１】
結束部材１６７の断面視における各領域１６７Ｒの形状は、上述した円形状に限られない。例えば、図７０Ａ〜図７０Ｃに示すように、半円形、楕円形、矩形のいずれかであってもよい。上述したように、結束部材１６７を構成する領域１６７Ｒの数は任意に設定できる。
【０２０２】
［第１４実施形態］
以下、本発明の第１４実施形態について、図７１Ａ及び図７１Ｂを用いて説明する。
第１４実施形態の面状光学部材の基本構成は、第１実施形態と同様であり、複数の線状体を結束する部材（結束部材）が第１実施形態と異なる。
図７１Ａは、第１４実施形態における結束部材の断面形状を示す図であり、図７１Ｂは、図７１Ａに示す結束部材を用いた面状光学部材の光学特性を示す図である。
【０２０３】
図７１Ａ，図７１Ｂに示すように、本実施形態の結束部材１７１は、透光性を有した複数の線状部材１７１ａからなり、全体的に扁平状を呈している。複数の線状部材１７１ａが線状体３の長さ方向へ拡がるように存在しており、中心に多くの線状部材１７１ａが集合しやすい撚糸のような構造とは異なる。結束部材１７１の長さ方向に交差する断面視において、短手方向（線状体３の長さ方向に交差する方向）へ積層される線状部材１７１ａの数は少ない方が望ましく、多くても３つ程度であることが好ましい。各線状部材１７１ａは互いに不図示の接着剤等によって固定されていることが望ましい。あるいは、アシスト部材としてフィルムを用いてその一面側あるいは両面に複数の線状部材１７１ａを扁平状に並べて固定してもよい。
【０２０４】
先の実施形態の説明で用いた図６５Ａ、図６５Ｂ及び図６６で示したように、複数の線状部材１６２ａからなる撚糸により構成された結束部材１６２の場合には、入射した光が多くの線状部材１６２ａを透過することになる。各線状部材１６２ａの界面において光が散乱されるため、散乱特性が強まることが懸念されている。
【０２０５】
これに対して本実施形態の結束部材１７１は、入射光の光路上（ｙ方向）に存在する線状部材１７１ａの数が線状体３の幅方向（ｘ方向）に並ぶ線状部材１７１ａの数よりも少ない構成とされている。結束部材１７１の厚さ方向（ｙ方向）に積層される線状部材１７１ａの数が少ない程、入射光が透過する線状部材１７１ａの数、すなわち光が屈折する界面の数を減らすことができる。これにより、面状光学部材１７０から射出される光の散乱強度を抑えることが可能である。
【０２０６】
また、結束部材１７１を構成している複数の線状部材１７１ａは、接着剤等によって互いに固定されているため、張力が掛かった場合にも結束部材１７１の形状が全体的に扁平状を維持できるようになっている。
また、結束部材１７１の扁平率（アスペクト比）によって全体の散乱度合いを制御することができる。
【０２０７】
［第１５実施形態］
以下、本発明の第１５実施形態について、図７２Ａ及び図７２Ｂを用いて説明する。
第１５実施形態の面状光学部材の基本構成は第１実施形態と同様であり、複数の線状体を結束する部材（結束部材）が第１実施形態と異なる。
図７２Ａは、第１５実施形態の結束部材の概略構成を示す断面図であり、図７２Ｂは、図７２Ａに示す結束部材を用いた面状光学部材の光学特性を示す図である。
【０２０８】
図７２Ａに示すように、本実施形態の結束部材１７３は、光散乱特性を有しており、透光性樹脂材料１７３ａ中に光を散乱させる光散乱粒子１７３ｂが混入されて構成されたものである。光散乱粒子１７３ｂは、透光性樹脂材料１７３ａの屈折率とは異なっている。
【０２０９】
図７２Ｂに示すように、面状光学部材１７４に入射した光は、光散乱特性を有する結束部材１７３によって等方的に散乱されて射出される。このため、面状光学部材１７４の全体から射出される射出光の方向が分散され、天井の広い範囲を照射することができる。その結果、天井における照度分布を均一化することができる。
【０２１０】
本実施形態によれば、結束部材１７３自体が光を散乱させる特性を有するため、別途、光散乱部材を追加することなく、安価に光散乱機能を付与することができる。また、面状光学部材１７４としての構成もシンプルである。
【０２１１】
［結束部材の第１変形例］
第１５実施形態における結束部材の第１変形例について、図７３Ａ及び図７３Ｂを用いて説明する。図７３Ａは、第１変形例の結束部材の要部を示す部分断面図であり、図７３Ｂは、図７３Ａに示す結束部材を用いた面状光学部材の光学特性を示す図である。
図７３Ａに示す結束部材１７５は、異方性散乱特性を有している。具体的に、透光性樹脂材料１７５ａ中に混在する複数の光散乱粒子１７５ｂが、長軸と短軸とを有する異方性形状をなしている。複数の光散乱粒子１７５ｂは同一方向に配向しており、各々の長軸方向が鉛直方向（ｚ方向）を向くように配向している。これら複数の光散乱粒子１７５ｂが光散乱因子となって、結束部材１７５に入射した光線を光散乱粒子１７５ｂの短軸方向（ｘ方向）に特異的に拡散させて射出させることができる。
【０２１２】
これにより、図７３Ｂに示すように、部屋の左右方向に特異的に光が拡散させることができ、特定方向（上下方向）の輝度が低減されてグレアを引き起こしにくくなっている。また、光が部屋（窓）の左右方向に拡がることによって、窓が小さくても部屋の（横方向に）端から端に渡る全体を明るくすることが出来る。また、太陽光が斜めから差し込んでも部屋の中央部を明るくすることが出来るなどの利点がある。
【０２１３】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。各実施形態の構成を適宜組み合わせてもよい。
【０２１４】
例えば、上述した第１０実施形態から第１５実施形態における各面状光学部材は、ロールスクリーンへの応用も可能である。例えば、線状体３として柔軟性を有した部材を用い、結束部材１３４と線状体３とによって編み込まれた生地とすることで、ロールスクリーンに適した構造とすることが可能である。
【０２１５】
［照明調光システム］
図７４は、採光装置及び照明調光システムを備えた部屋モデルを示す図であって、図７５のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図７５は、部屋モデル２０００の天井を示す平面図である。
【０２１６】
部屋モデル２０００において、外光が導入される部屋２００３の天井２００３ａを構成する天井材は、高い光反射性を有していてもよい。図７４及び図７５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に設置された採光装置２０１０からの外光を室内の奥の方に導入するためのもので、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。
【０２１７】
この光反射性天井材２００３Ａは、先に述べたように、採光装置２０１０（上述したいずれかの実施形態の採光装置）が設置された窓２００２を介して室内に導入された外光を室内の奥の方まで効率よく導く働きをする。採光装置２０１０から室内の天井２００３ａへ向けて導入された外光は、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を照らすことになる。これにより、当該机上面２００５ａを明るくする効果を発揮する。
【０２１８】
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。但し、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ミックスされたものが好ましい。
【０２１９】
このように、採光装置２０１０によって室内に導入された光の多くは、窓２００２の付近の天井に向かうが、窓２００２の近傍は光量が十分である場合が多い。そのため、上記のような光反射性天井材２００３Ａを併用することによって、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の方へ振り分けることができる。
【０２２０】
光反射性天井材２００３Ａは、例えば、アルミニウムのような金属板に数十ミクロン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のような金属薄膜を蒸着したりして作成することができる。あるいは、エンボス加工によって形成される凹凸がもっと大きな周期の曲面で形成されていてもよい。
【０２２１】
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って、光の配光特性や室内における光の分布を制御することができる。例えば、室内の奥の方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。部屋２００３の窓２００２の大きさや向きが限られているような場合は、このような性質を利用して、光反射性天井材２００３Ａによって光を水平方向へ拡散させるとともに、室内の奥の方向へ向けて反射させることができる。
【０２２２】
採光装置２０１０は、部屋２００３の照明調光システムの一部として用いられる。照明調光システムは、例えば、採光装置２０１０と、複数の室内照明装置２００７と、窓に設置された日射調整装置２００８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。
【０２２３】
部屋２００３の窓２００２には、上部側に採光装置２０１０が設置され、下部側に日射調整装置２００８が設置されている。ここでは、日射調整装置２００８として、ブラインドが設置されているが、これに限らない。
【０２２４】
部屋２００３には、複数の室内照明装置２００７が、窓２００２の左右方向（ｘ方向）および室内の奥行き方向（ｙ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、採光装置２０１０と併せて部屋２００３の全体の照明システムを構成している。
【０２２５】
図７４及び図７５に示すように、例えば、窓２００２の左右方向（ｘ方向）の長さＬ１が１８ｍ、部屋２００３の奥行方向（ｙ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（ｘ方向）及び奥行方向（ｙ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が１０行（ｘ方向）×５列（ｙ方向）に配列されている。
【０２２６】
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、室内照明器具２００７ａに明るさ検出部２００７ｂ及び制御部２００７ｃが一体化されて構成されたものである。
【０２２７】
室内照明装置２００７は、室内照明器具２００７ａ及び明るさ検出部２００７ｂをそれぞれ複数ずつ備えていてもよい。但し、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によって、室内に置かれた机２００５の机上面２００５ａの照度を検出する。
【０２２８】
各室内照明装置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。
【０２２９】
図７６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（照明調光システム）との関係を示すグラフである。図７６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）を示している。また、図中の破線は、室内の目標照度を示している。（●：採光装置による照度、△：室内照明装置による照度、◇：合計照度）
【０２３０】
図７６に示すように、採光装置２０１０により採光された光に起因する机上面照度は、窓近傍ほど明るく、窓から遠くなるに従ってその効果は小さくなる。採光装置２０１０を適用した部屋では、昼間において窓からの自然採光によりこのような部屋奥方向への照度分布が生じる。そこで、採光装置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。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の平均照度を明るさ検出部２００７ｂによって検出し、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。従って、窓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列と部屋奥方向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度と室内照明装置２００７による照明の合計で照らされ、部屋全体に亘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。
【０２３１】
以上述べたように、採光装置２０１０と照明調光システム（室内照明装置２００７）とを併用することにより、室内の奥の方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るとともに部屋全体に亘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ずにより一層安定した明るい光環境が得られる。
【産業上の利用可能性】
【０２３２】
本発明は、例えば外光を室内に採り入れるための採光器、および採光器に用いる面状光学部材に利用可能である。
【符号の説明】
【０２３３】
１，３３，３４，３５，３６，４１，６０，６４，６７，７０，７４，７９，８２，８９，９５，９６，１００，１０１，１０５，１２４，１３０，１４０，１５０，１６０…面状光学部材、３，８，９，１０，１１，１２，１５，１６，１７，１８，２１，２２，２５，２６，２９，３０，４２，４４，４５，４８，５０，５１，５２，６８…線状体、３Ｃ…反射面、３Ａ，３Ｂ…屈折面、４，７５，７６，８３，８４…面状構造体、５，５Ａ，５Ｂ…縦糸、４２Ｍ…第１の部分、４２Ｎ…第２の部分、５５，５７…連結線状体、６８Ｈ…孔、７１…スペーサー、８８，９４，９９，１０４，１１２，１１６，１２０…採光器、９０，１０６，１１３…支持部材、９１…巻き取り機構、１０７…収納機構、１１７…遮光ロールスクリーン（調光部材）、１２１…ブラインド（調光部材）、１２５…テープ（結束部材）、１３４，１６１，１６４，１６７，１７１，１７３，１７５…結束部材、１６７Ｒ…領域。
【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８Ａ】
2015046336.tif 000018
【図８Ｂ】
2015046336.tif 000019
【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
2015046336.tif 000022
【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
2015046336.tif 000024
【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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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２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
2015046336.tif 000047
【図２３Ｃ】
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【図２４】
2015046336.tif 000049
【図２５Ａ】
2015046336.tif 000050
【図２５Ｂ】
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【図２６】
2015046336.tif 000052
【図２７Ａ】
2015046336.tif 000053
【図２７Ｂ】
2015046336.tif 000054
【図２７Ｃ】
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【図２８】
2015046336.tif 000056
【図２９】
2015046336.tif 000057
【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５Ａ】
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【図３５Ｂ】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８Ａ】
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【図３８Ｂ】
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【図３９Ａ】
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【図３９Ｂ】
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【図４０Ａ】
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【図４０Ｂ】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３Ａ】
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【図４３Ｂ】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２Ａ】
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【図５２Ｂ】
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【図５３Ａ】
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【図５３Ｂ】
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【図５４】
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【図５５Ａ】
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【図５５Ｂ】
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【図５６Ａ】
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【図５６Ｂ】
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【図５７】
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【図５８Ａ】
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【図５８Ｂ】
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【図５９】
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【図６０Ａ】
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【図６０Ｂ】
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【図６１Ａ】
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【図６１Ｂ】
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【図６２Ａ】
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【図６２Ｂ】
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【図６３Ａ】
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【図６３Ｂ】
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【図６４】
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【図６５Ａ】
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【図６５Ｂ】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８Ａ】
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【図６８Ｂ】
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【図６８Ｃ】
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【図６９Ａ】
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【図６９Ｂ】
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【図７０Ａ】
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【図７０Ｂ】
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【図７０Ｃ】
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【図７１Ａ】
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【図７１Ｂ】
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【図７２Ａ】
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【図７２Ｂ】
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【図７３Ａ】
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【図７３Ｂ】
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【図７４】
2015046336.tif 000125
【図７５】
2015046336.tif 000126
【図７６】
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【国際調査報告】
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