(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明シート材の一方の面に、一方向に延在する凹状溝が、第１の平坦面を間に挟んで繰り返し作製され、
前記凹状溝には、前記凹状溝に係る部材に比して屈折率の小さな透明充填材が設けられ、前記透明シート材へ他方の面側を入射面側として入射する入射光を反射する該一方向に延長した反射面が前記凹状溝の少なくとも一方の斜面に形成され、
前記凹状溝は、対向する斜面を接続した先細り形状であって、頂点側に第２の平坦面が設けられ、前記第２の平坦面と対向する位置に前記透明充填材により形成された第３の平坦面を有する断面楔形形状であって、
前記第１の平坦面と前記第２の平坦面と前記第３の平坦面とは、いずれも平行に配置されており、
前記対向する斜面の、前記凹状溝の幅方向の断面形状が異なっており、
前記反射面の前記凹状溝の幅方向の断面形状が、直線を接続して形成される折れ線形状である
ことを特徴とする採光シート。
【請求項２】
前記凹状溝は、
厚み方向に対する前記反射面の傾きが、前記対向する斜面の一方の方が他方と比べて小さくなるように設定された
ことを特徴とする請求項１に記載の採光シート。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の採光シートを備えた窓。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の採光シートを備えたロールスクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窓に入射する太陽光（日光）を、直射太陽光が入射しない天井等に導くシート材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、窓に入射する太陽光を、直射太陽光が入射しない天井等に導くことにより、自然光を屋内の間接照明に有効に利用する方法が提案されている。具体的に、例えば特開２００２−１０６２７１号公報には、ブラインドの羽を反射材により作製し、窓に入射する太陽光をこの羽により反射して天井に導く構成が提案されている。
【０００３】
しかしながらこの特開２００２−１０６２７号公報の構成は、ブラインドの構成を利用しているものであることから、ブラインドに関する各種の問題を有する。具体的に、構成が複雑で可動部に故障を生じ易い等の問題がある。また清掃作業等のメンテナンスも煩雑な問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１０６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来に比して簡易な構成により、窓に入射する太陽光を、直射太陽光が入射しない天井等に導くことができる採光シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、全体をシート形状とし、透明シート材に作製した凹状溝に充填材を充填して反射面を作製し、この反射面による反射により太陽光の光路を折り曲げて屋内に導入する、との着想に至り、本発明を完成するに至った。
【０００７】
具体的には、本発明では、以下のようなものを提供する。
【０００８】
（１）  窓に沿って配置される採光シートであって、透明シート材の前記窓側とは逆側の面に、一方向に延在する凹状溝が繰り返し作製され、前記凹状溝への充填材の充填により、前記透明シート材への入射光を反射する該一方向に延長した反射面が前記凹状溝の少なくとも一方の斜面に形成され、前記反射面による反射により、前記窓を透過した直射太陽光を、屋内に導入することを特徴とする採光シート。
【０００９】
（２）  前記透明シート材の前記窓側には、粘着材を塗布した粘着層が設けられ、前記粘着層により、前記窓に貼り付けられることにより、前記窓に沿って配置されることを特徴とする（１）に記載の採光シート。
【００１０】
（３）  前記窓に配置されたロールスクリーンの生地に適用されて、前記窓に沿って配置されることを特徴とする（１）に記載の採光シート。
【００１１】
（４）  前記凹状溝は、厚み方向に対する前記反射面の傾きが、上部側程小さくなるように設定されたことを特徴とする（１）、（２）、又は（３）に記載の採光シート。
【発明の効果】
【００１２】
従来に比して簡易な構成により、窓に入射する太陽光を、直射太陽光が入射しない天井等に導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る採光シートの使用状態を示す断面図である。
【図２】図１の採光シートを詳細に示す断面図である。
【図３】図２の凹状溝の説明に供する断面図である。
【図４】図３の続きの説明に供する断面図である。
【図５】図２の凹状溝の詳細構成を示す図である。
【図６】凹状溝の他の例を示す図である。
【図７】図５、図６の例とは異なる凹状溝の他の例を示す図である。
【図８】図５〜図７の例とは異なる凹状溝の他の例を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る採光シートの使用状態を示す図である。
【図１０】図９の採光シートを詳細に示す断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る採光シートの説明に供する図である。
【図１２】図１１の採光シートの上部の凹状溝を示す断面図である。
【図１３】図１２の採光シートの下部の凹状溝を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳述する。
【００１５】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る採光シートの使用状態を示す断面図である。この実施形態の採光シート１は、窓ガラス２に沿って保持されて使用され、窓ガラス２に入射する太陽光の光路を折り曲げて直射太陽光が入射しない天井等に導く。より具体的に、採光シート１は、窓ガラス２の内側面に貼り付けて使用される。このため採光シート１は、太陽光の光路の折り曲げに供するレンズ層５が設けられる。またこのレンズ層５の内側に、レンズ層５を保持する基材層４が設けられ、この基材層４の内側に設けられた粘着層３により窓ガラス２に貼り付けて保持される。またこのレンズ層５の外側には、レンズ層５を保護する保護層６が設けられる。
【００１６】
図２は、採光シート１を詳細に示す断面図である。この実施形態において、基材層４は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂による透明シート材４Ａが適用される。採光シート１は、この透明シート材４Ａの表面に、凹状溝７が形成される。ここで凹状溝７は、上側（図２及び其の他の図に於ける上側と一致）を向く面と下側（図２及び其の他の図に於ける上側と一致）を向く面とによる１対の斜面を接続して形成され、この実施形態では断面楔形形状の溝により作製される。採光シート１は、この凹状溝７が直線状に延長するように作製され、その延長方向が水平方向となるように、窓ガラス２に貼り付けられて保持される。また凹状溝７は、延長方向と直交する方向（上下方向。各図に於ける上下方向と一致）に、所定ピッチで繰り返し作製される。
【００１７】
凹状溝７は、透明シート材４Ａの一方の面上に紫外線硬化性樹脂を塗布した後、転写用金型を押し付けて紫外線の照射により紫外線硬化性樹脂を硬化させることにより、転写用の金型に作製された凹凸形状を転写して作製される。なお凹状溝７の作製方法はこれに限らず、例えばポリ塩化ビニル等の透明シート材を加熱して軟化させた状態で、転写用金型を押し付けることにより、金型の凹凸形状を転写する場合等、種々の手法を広く適用することができる。
【００１８】
採光シート１は、この凹状溝７に、充填材が充填され、これにより凹状溝７の上側及び下側の面のうち、少なくとも上側の面に反射膜が作製され、この反射膜により太陽光を反射して太陽光の光路を折り曲げる。具体的に、この実施形態において、充填材は、透明樹脂材料によるバインダに、アルミ、銀等による高反射率のパウダーを分散させたいわゆるミラーインキが適用される。またこのバインダには、例えば紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等が適用される。従って採光シート１は、この充填材が凹状溝７に充填された後、硬化されてレンズ層５が作製される。
【００１９】
なお凹状溝７に充填する充填材は、白インキを適用しても良く、この場合、この採光シート１からの出射光を散乱光とすることができる。また無色透明インキを適用しても良く、この場合、凹状溝７の少なくとも上側の面に於いて全反射が生じる様に、凹状溝７を構成する透明材料の屈折率に対して、これより屈折率が小さな材料が選定される。また黒インキ、各種の着色インキを適用しても良く、この場合には、着色に係る顔料のバインダを透明樹脂材料とし、凹状溝７を構成する透明材料に対して、屈折率が小さな透明樹脂材料が選択される。このように黒インキ、着色インキを使用する場合には、採光シート１自体が所望の色彩を帯びるように設定することができ、採光シート１をデザイン的に優れたものとすることができる。
【００２０】
採光シート１は、続いて接着剤が塗布されて接着層８が設けられ、この接着層８により保護フィルム９が配置される。またこの保護フィルム９に、ハードコート膜１０が設けられる。なお保護フィルム９、ハードコート膜１０は、通常の窓ガラスに係る清掃作業等における採光シート１の傷つきを防止するために設けられる。ハードコート膜１０は、粗面により作製して透過光を散乱させる機能を担わせても良い。採光シート１は、裏面側に、粘着層３、セパレータＳが順次設けられ、セパレータＳを剥ぎ取って露出する粘着層３により窓ガラス２に貼り付けられる。
【００２１】
図３は、凹状溝７の説明に供する断面図である。なおこの図３においては、理解を容易にするために凹状溝７の形状を誇張して示す。ここでこの実施形態では、凹状溝７に充填する充填材がミラーインキであることにより、この凹状溝７の輪郭により反射面が形成されることになる。また凹状溝７が上側を向く面と下側を向く面とによる１対の斜面を接続して形成されていることにより、この場合、それぞれ上側を向く斜面による反射面と、下側を向く斜面による反射面とが作製されることになる。窓ガラス２を透過した太陽光は、これらの反射面のうちの、上方を向く反射面に入射して反射し、その結果、この太陽光は、光路を上方に折り曲げてレンズ層５を透過し、直射太陽光が入射しない屋内の天井に向けて出射されることになる。これにより採光シート１では、窓に入射する太陽光を、直射太陽光が入射しない天井等に導くことができる。なお凹状溝７に白色インキを充填する場合には、この反射面での反射光が散乱光となり、同様に、直射太陽光が入射しない天井等に入射光を散乱光により導くことができる。なおこれらの場合において、反射面に小さな入射角で入射される太陽光は、反射面で反射されてレンズ層５から出射する前に、上側に隣接する凹状溝７の下側を向く斜面による反射面に到達することになり、直接には天井に向けて出射されないことになる。しかしながらこのような成分は、この隣接する凹状溝７等との間で多重反射して出射されることになる。従ってこのように入射角の小さな成分にあっても、直射太陽光が入射しない屋内に振り分けられて出射することになる。また白色インキを適用した場合、反射面での乱反射により直接に天井に向かって出射されない成分が発生するものの、このような成分にあっても、同様に、多重反射により直射太陽光が入射しない屋内に振り分けられて出射することになる。
【００２２】
なお凹状溝７に充填する部材が透明部材である場合、又は黒インキ等の各種インキである場合には、同様に、凹状溝７の斜面に反射面が形成される。すなわちこの場合、この透明部材又はインキのバインダの屈折率が、凹状溝７を構成する部材の屈折率より小さいことにより、凹状溝７の上方を向く斜面に入射する外光のうち、臨界角θｃより大きな入射角で入射する外光Ｌ１は、この斜面で全反射する。その結果、当該外光Ｌ１は、その全ての入射光が光路を上方に折り曲げてレンズ層５を透過し、直射太陽光が入射しない屋内の天井に向けて出射されることになる。
【００２３】
これに対して図３との対比により図４に示すように、凹状溝７の上方を向く斜面に対して、臨界角θｃより小さな入射角で入射する外光Ｌ２は、その一部の成分がこの斜面で反射し、この反射光成分が光路を上方に折り曲げてレンズ層５を透過し、直射太陽光が入射しない屋内の天井に向けて出射されることになる。またこの外光Ｌ２は、残りの成分がこの斜面を透過し、隣接する下方の凹状溝７に向かって出射する。この残りの成分は、連続する凹状溝７の斜面で多重反射して各部に向かって出射され、その結果、上側を向く斜面からの反射光と同様に、直射太陽光が入射しない天井等の各部に向かって出射されることになる。これによりこの場合も、凹状溝７の斜面に反射面が形成され、この反射面による入射光の反射により直射太陽光が入射しない天井等に入射光を導くことができる。なおミラーインキ、白インキ等において、それぞれパウダー、顔料の含有率が少ない場合には、上述したミラーインキ、白インキを充填した場合の凹状溝７の機能に、透明部材を凹状溝７に充填する場合の機能が組み合わされることになることは言うまでもない。
【００２４】
図５は、この凹状溝７の詳細構成を示す図である。この実施形態において、凹状溝７は、頂点に平坦な面が割り当てられた断面楔形形状により作製される。この実施形態では、底面の幅が３０μｍにより６０μｍピッチで形成され、これにより採光シート１に対して垂直に入射する入射光を凹状溝７が遮る面積比（開口率）が５０％に設定されて、採光シート１を介して周囲の風景を充分に見て取ることができるように設定される。また凹状溝７は、この開口率を前提に、上下方向に対称形状に作製されて、上側を向く斜面と、下側を向く斜面とで、厚み方向に対する傾き（テーパー角）が、４．５度に設定され、さらに深さが１５０μｍに設定され、これらにより実用上充分に、四季を通じて、さらには日差しが強い昼間の間、窓に入射する太陽光を、屋内の天井等に導くように設定される。
【００２５】
なお採光シート１は、これらにより凹状溝７において反射面として機能する斜面の形状で、入射光の光路を折り曲げる性能が種々に変化することになる。従って、凹状溝７の断面形状にあっては、目的とする性能に応じて、種々の形状を適用することができる。具体的に、例えば図６に示すように、凹状溝７は、深さを浅くしても良く、また形状を小型化しても良い。また図７に示すように、斜面の形状を曲面形状としても良く、また図８に示すように、斜面の断面形状を折れ線形状としても良い。またさらに上側を向く斜面と下側を向く斜面とを曲面により接続するようにしても良く、直接接続しても良い。またさらに上側を向く斜面と下側を向く斜面との断面形状を異ならせるようにしても良く、この場合には、開口率等の各種設計目標を確保するための設計の自由度を増大させることができる。
【００２６】
この第１実施形態によれば、透明シート材に繰り返し作製した凹状溝に充填材を充填して反射面を形成し、この反射面による反射により窓を透過した太陽光の光路を折り曲げて屋内に導入することにより、ブラインドに係る各種の問題点を一挙に解決して、従来に比して簡易な構成により、窓に入射する太陽光を、直射太陽光が入射しない天井等に導くことができる。
【００２７】
また他方の面に粘着層が設けることにより、この粘着層により窓に貼り付けて保持することができ、簡易な作業により設置することができる。
【００２８】
〔第２実施形態〕
図９は、本発明の第２実施形態に係る採光シートの使用状態を示す断面図である。この実施形態では、窓に設けられたカーテンレール等によりロールスクリーン１２が配置される。この実施形態の採光シート１１は、このロールスクリーン１２の生地に適用される。これによりこの実施形態の採光シート１１は、ロール状に収納されている状態から引き出されて窓に沿って配置され、窓ガラス２に入射する太陽光の光路を折り曲げて直射太陽光が入射しない天井等に導く。このためこの実施形態の採光シート１１は、ロールスクリーン１２に適用して充分な可撓性、強度が確保される。
【００２９】
図１０は、図２との対比により採光シート１１を詳細に示す断面図である。この図１０において、第１実施形態の採光シート１と同一の構成は対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。この採光シート１１は、第１実施形態の採光シート１と同様に、基材層４、レンズ層５が作製される。採光シート１１は、このレンズ層５の表面にブロッキング防止用の帯電防止膜１３が設けられる。また基材層４に係る透明シート材４Ａには、同様にブロッキング防止用の帯電防止膜１４が設けられる。この採光シート１１は、この図１０に係る基材層４、レンズ層５の両側面の構成が異なる点を除いて、第１実施形態の採光シート１と同一に構成される。
【００３０】
この実施形態では、採光シートをロールスクリーンに適用する場合でも、透明シート材に繰り返し作製した凹状溝に充填材を充填して反射面を形成し、この反射面による反射により窓を透過した直射太陽光を屋内に導入することにより、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
またロールスクリーンに適用して太陽光を屋内に導くことにより、ロールスクリーンに係る種々の長所を有効に利用して使い勝手を向上することができる。すなわち未使用時には、ロール状に収納して直射太陽光の入射を損なわないようにすることができ、また必要に応じて太陽光を屋内に導くことができ、これらにより使い勝手を向上することができる。すなわち斯かる形態に於いて、採光シート１１は必要な時だけ窓に対面して設置することができ、曇天時、朝晩の薄暗い時、或いは外の景色を良く見たい時等で採光シート１１が不要な時には、ロールスクリーン１２内に採光シート１１を巻き上げて收納することができる。
【００３２】
〔第３実施形態〕
図１１は、本発明の第３実施形態に係る採光シート２１の説明に供する断面図である。上述の実施形態のように、窓に入射する太陽光Ｌの光路を折り曲げて天井等に導く場合、屋内の人物等により、採光シートからの出射光Ｌが遮られる場合も予測され、このような状況を低減することが望まれる。そこでこの実施形態において、採光シート２１は、窓ガラス２の下方に入射する太陽光については、大きく光路を折り曲げて近傍の天井に出射する。また太陽光の入射位置が遮蔽物の少ない上方になるに従って、光路の折り曲げ量を徐々に低減し、窓ガラス２の上部に入射した太陽光程、部屋の奥に導く。
【００３３】
このためこの図１１において符号Ａ及びＢにより示す上部及び下部の構成をそれぞれ図１２及び図１３により詳細に示すよう、この採光シート２１では、上部側程、凹状溝７の各斜面と採光シート表裏面の法線との成す角度が小さくなるように作製され、これにより厚み方向に対する反射面の傾きが上部側程小さくなるように作製される。この実施形態の採光シート２１は、この凹状溝の構成が異なる点を除いて、上述の第１実施形態又は第２実施形態の採光シートと同一に構成される。
【００３４】
この実施形態では、透明シート材に作製した凹状溝に充填材を充填して反射面を形成し、この反射面による反射により窓を透過した直射太陽光を屋内に導入するようにして、この凹溝の断面形状を徐々に異ならせて、上側に入射した太陽光程、遠方の天井に向かって反射することにより、人物等により遮られないようにして、太陽光を屋内に導くことができ、一段と使い勝手を向上することができる。
【００３５】
〔他の実施形態〕
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態の構成を種々に組み合わせることができ、さらに上述の実施形態の構成を種々に変更することができる。
【００３６】
すなわち上述の実施形態では、凹状溝の構成部材に対して、屈折率の小さな透明部材等を凹状溝に充填する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これとは逆に屈折率の大きな部材を凹状溝に充填するようにしても良い。但し、この場合、上述した凹状溝の反射面の機能は、凹状溝の下側を向く斜面が担うことになる。
【００３７】
また上述の実施形態では、単純に採光シートで太陽光の光路を折り曲げる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、さらに赤外線を遮光する機能、紫外線を遮光する機能等を設けるようにしても良い。すなわち例えば図２について上述した粘着層３に紫外線吸収材を添加する等により紫外線を遮光する機能を追加することができ、この場合、紫外線による構成部材の経年劣化を低減することができる。また透明シート材４Ａに赤外線カットフィルムを積層する等により、赤外線を遮光する機能を追加することができ、この場合、併せて室内温度の変化を低減して省エネルギーを図ることができる。但し、この場合は、当然ながら、可視光線は透過し、且つ赤外線のみ吸收する赤外線吸收剤（フタロシアニン系色素、セシウム含有酸化タングステン微粒子等）を使用する。
【００３８】
また上述の第１及び第２実施形態では、同一形状による凹状溝を一定のピッチで作製する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、断面形状の異なる複数種類の凹状溝を一定のピッチで配置しても良い。このようにすると、この複数種類の凹状溝の断面形状の選定により、さらにはこの複数種類の凹状溝の配置の割合等により、採光シート１において光路を折り曲げる機能を種々に変化させることができ、これにより簡易に所望の特性を確保することができる。またこの場合、これら複数種類の凹状溝の配置の割合を各部で変化させて、採光シートの特性を各部で異ならせることができる。具体的に、例えば第３実施形態において、符号Ａ及びＢで示した２種類の断面形状の凹状溝について、上部により下部に向かうに従って、符号Ｂで示した断面形状の凹状溝の割合が増大するように、これら２種類の凹状溝の配置の割合を変化させて、第３実施形態について上述した特性に類似する特性を簡易に確保することができる。
【００３９】
また上述の実施形態では、凹状溝が水平に延長するように採光シートを配置する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、水平方向から斜めに傾けて配置する場合、垂直方向に延長するように配置する場合にも広く適用することができる。なおこのように配置する場合は、例えば午前中のみ、午後のみに限って、太陽光を屋内に導入する場合、部屋の特定方向に太陽光を導く場合等である。
【００４０】
また上述の実施形態では、直線状に延長する凹状溝を、延長方向と直交する方向に所定ピッチで配置する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば正弦波状に蛇行させて凹状溝を作製しても良い。この場合、この正弦波状に蛇行する凹状溝の各部で、それぞれ午前、昼間、午後の入射光に対応するように設定することができる。これにより一日を通じて、さらには一年を通じて、太陽光を屋内に導入することができる。またこの場合に、採光シートの上下方向で、この蛇行の大きさ（振幅）を変化させることにより、第３の実施形態について上述したと同様に、採光シートの上下方向での特性の変化を与えることもできる。
【符号の説明】
【００４１】
１、１１、２１  採光シート
２  窓ガラス
３  粘着層
４  基材層
４Ａ  透明シート材
５  レンズ層
６  保護層
７  凹状溝
８  接着層
９  保護フィルム
１０  ハードコート膜
１２  ロールスクリーン
１３、１４  帯電防止膜
【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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