(57)【要約】      （修正有）【課題】入射自然光が鏡面反射を繰り返した後で出力される出射光の色温度や色相などを調整できるようにした光ダクトに関し、カラーフィルタの少量化・劣化阻止化および色温度調整作用の確実化を図る。【解決手段】鏡面光ダクト１の、自然光入射側の採光部１ａと光出射側の放光部１ｂとの間の内周面部分に設定された鏡面３の一部分に、周方向全体域に渡る連続カラーフィルタ５を設けた。カラーフィルタは不連続の断続パターン態様で設けてもよい。また、放光部が光伝播方向に沿って複数設けられている場合には、隣同士の放光部間にもカラーフィルタを設けて各出射光の色温度差の軽減化を図ることもできる。【選択図】図２
2012094394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然光入射側の採光部と、
光出射側の放光部と、
前記採光部から前記放光部までの導光用の筒状本体部の内周面部分に設定された反射鏡面と、
前記反射鏡面の一部分に設けられたカラーフィルタと、を備えている、
ことを特徴とする鏡面光ダクト。
【請求項２】
前記放光部は、
光伝播方向に沿って複数設けられており、
前記カラーフィルタは、
複数放光部それぞれからの出射光に対する色温度補正用の形で複数設けられている。
ことを特徴とする請求項１記載の鏡面光ダクト。
【請求項３】
前記反射鏡面は、
銀仕様の反射鏡面であり、
前記カラーフィルタは、
合成樹脂製のものであって前記採光部から離間した部分に設けられている、
ことを特徴とする請求項１または２記載の鏡面光ダクト。
【請求項４】
前記カラーフィルタは、
前記筒状本体部の内周面部分の周方向全体域に連続カラーフィルタの態様で設けられている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の鏡面光ダクト。
【請求項５】
前記カラーフィルタは、
前記筒状本体部の内周面部分の周方向全体域に断続パターンカラーフィルタの態様で設けられている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の鏡面光ダクト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、採光部から放光部までの筒状本体部の内面部分に反射用の鏡面を設定した光ダクトに関する。
【０００２】
特に、所定のカラーフィルタを光ダクト鏡面の一部に設けることにより、入射自然光が鏡面反射を繰り返した後で出力される出射光の色温度や色相などを調整できるようにした光ダクトに関する。
【０００３】
例えば光ダクトへの入射光中の青色成分（短波長成分）に対する反射率が低い銀鏡面やアルミニウム鏡面の一部分に、青色カラーフィルタを設けて、当該入射光の一部が当該青色カラーフィルタの通過後に鏡面で反射されるようにする。
【０００４】
すなわち、青色カラーフィルタの部分に入射する自然光（光ダクト入射光の一部）については、青色以外の色成分が光ダクトの鏡面側へ通過していくのを阻止する。
【０００５】
このように一部入射光の青色以外の色成分を青色カラーフィルタで阻止することにより、青色カラーフィルタを通らない残部入射光の鏡面での繰り返し反射にともなって生じる色温度低下（青色成分の強さの低下）や、黄色味系への色相変化をいわば相殺する形で、光ダクト入射光全体の色温度低下および色相変化の程度を小さくしている。
【０００６】
また、光ダクトの内部鏡面の一部に赤またはオレンジのカラーフィルタを設けて入射自然光の色温度を積極的に下げることにより、光ダクトから電球色光が出射されるようにしている。
【０００７】
なお、「色温度」とは例えば、その光と同じ色の光を完全黒体が放射するときの黒体の温度と定義される。色温度が高いほど青っぽい光となり、色温度が低いほど赤っぽい光となる。
【０００８】
本明細書では「カラーフィルタ」の語を、可視光のうち特定の波長域を通過させて特定の波長域を阻止する特性のフィルタを示す意で用いる。
【背景技術】
【０００９】
本件出願人は、自然光を屋内空間域へ取り込むための光ダクトの入口部分に色温度調節機構を備えた採光装置を提案済みである（下記特許文献１参照）。
【００１０】
この採光装置は、太陽光の色温度調整用の色温度変換フィルタを導光部への入射側の調光部に配設したものである。導光部として、内面が反射面で構成された光ダクトを用いることも示されている（〔００２２〕参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−１８８８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
この提案済みの採光装置の場合、太陽光の色温度調整用のカラーフィルタを導光部入射側に設けることにより、所望の色温度の出射光が導光部を経て照射対象部分に出力されるといった利便性を担保している。
【００１３】
本発明は、カラーフィルタを光ダクト入射部ではなく光反射用の光ダクト鏡面に設けると、自然光が、当該鏡面への往方向と当該鏡面からの復方向との二回にわたりカラーフィルタを通過することに着目したものである。
【００１４】
この自然光往復時それぞれのカラーフィルタ通過により、所定の色温度調整に必要なカラーフィルタの少量化を図ることを目的とする。
【００１５】
また、光ダクト鏡面の特性による色温度変化をカラーフィルタで補正したとき、当該カラーフィルタから光ダクトの奥にいくほどその補正効果が小さくなりやすいことに着目したものである。
【００１６】
すなわち、光伝播方向に沿って複数の放光部が設けられた光ダクトの場合に当該放光部のそれぞれに対応した色温度補正用の形のカラーフィルタを取り付けて（図６参照）、各放光部からの出射光における色温度差の軽減化を図ることを目的とする。
【００１７】
また、光ダクト鏡面の汎用素材の一つである銀の紫外線吸収率が高い（紫外線反射率が低い）ことに着目したものである。
【００１８】
すなわち、合成樹脂製カラーフィルタを、光ダクトの採光部（自然光入射部）から離間した紫外線の影響が小さい銀仕様鏡面部分に設けて、紫外線による当該合成樹脂製カラーフィルタの劣化阻止化を図ることを目的とする。
【００１９】
また、光ダクト鏡面部分（筒状本体部の内周面部分）の周方向の一部のみにカラーフィルタを設けた場合、光ダクトへの入射自然光の全体または一部が必ずしも当該カラーフィルタに入っていかないことに着目したものである〔図２(b)参照〕。
【００２０】
すなわち、光ダクトへの入射自然光に対するカラーフィルタを、筒状本体部内周面の光ダクト鏡面部分の周方向全体域に連続態様で設けて（図２参照）、当該カラーフィルタの色温度調整作用の確実化を図ることを目的とする。
【００２１】
また、カラーフィルタをこの周方向全体域に断続パターン態様で設けて（図３，図４参照）、当該カラーフィルタの設定面積に対するフィルタ作用エリアの上下方向長さの拡大化を図ることを目的とする。例えば、図２の連続カラーフィルタと同じ全体面積を持つ断続パターンカラーフィルタの作用エリアが図２のそれよりも上下方向に長くなる。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、以上の課題を次のようにして解決する。
（１）自然光入射側の採光部（例えば後述の採光部１ａ，２１ａ）と、
光出射側の放光部（例えば後述の放光部１ｂ，２１ｂ）と、
前記採光部から前記放光部までの導光用の筒状本体部の内周面部分に設定された反射鏡面（例えば後述の鏡面３，２３）と、
前記反射鏡面の一部分に設けられたカラーフィルタ（例えば後述のカラーフィルタ４，連続カラーフィルタ５，２４，２７，２８，断続パターンカラーフィルタ６〜９）と、
を備えた鏡面光ダクト（例えば後述の縦型光ダクト１，横型光ダクト２１）とする。
（２）上記（１）において、
前記放光部は、
光伝播方向に沿って複数設けられており、
前記カラーフィルタは、
複数放光部それぞれからの出射光（例えば後述の出射光２６）に対する色温度補正用の形で複数設けられている。
（３）上記（１），（２）において、
前記反射鏡面は、
銀仕様の反射鏡面であり、
前記カラーフィルタは、
合成樹脂製のものであって前記採光部から離間した部分に設けられている。
（４）上記（１），（２）において、
前記カラーフィルタは、
前記筒状本体部の内周面部分の周方向全体域に連続カラーフィルタ（例えば後述の連続カラーフィルタ５，２４，２７，２８）の態様で設けられている。
（５）上記（１），（２），（３）において、
前記カラーフィルタは、
前記筒状本体部の内周面部分の周方向全体域に断続パターンカラーフィルタ（例えば後述の断続パターンカラーフィルタ６〜９）の態様で設けられている。
【００２３】
本発明は、以上の構成からなる鏡面光ダクトを対象としている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は以上の課題解決手段により、
(11)鏡面に対する自然光往復時それぞれのカラーフィルタ通過により、所定の色温度調整に必要なカラーフィルタの少量化を図り、
(12)光伝播方向に沿って複数設けられた各放光部からの出射光における色温度差の軽減化を図る、
(13)紫外線による合成樹脂製カラーフィルタの劣化阻止化を図り、
(14)カラーフィルタの色温度調整作用の確実化を図り、
(15)カラーフィルタの設定面積に対するフィルタ作用エリアの上下方向長さの拡大化を図る、
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】内部鏡面の一部分にシート状カラーフィルタを取り付けた状態の縦型光ダクトを示す説明図であり、(a)は縦型光ダクト（一部破断）およびカラーフィルタの斜視状態を示し、(b)はカラーフィルタへの入射光およびその反射光を示している。
【図２】内部鏡面の一部分である周方向全体域に連続カラーフィルタを取り付けた状態の縦型光ダクトを示す説明図であり、(a)は縦型光ダクト（一部破断）およびカラーフィルタの斜視状態を示し、(b)は光ダクト入射光の出射側への伝播状態を示している。
【図３】内部鏡面の一部分である周方向全体域に断続パターンカラーフィルタを取り付けた状態の縦型光ダクトを示す説明図であり、(a)はモザイクパターンを示し、(b)は縦ストライプパターンを示している。
【図４】内部鏡面の一部分である周方向全体域に断続パターンカラーフィルタを取り付けた状態の縦型光ダクトを示す説明図であり、(a)は横ストライプパターンを示し、(b)は大小スポットパターンを示している。
【図５】内部鏡面の一部分である、採光部と最初の放光部との間の周方向全体域に、連続カラーフィルタを取り付けた状態の横型光ダクトを示す説明図である。
【図６】内部鏡面の一部分である、採光部と最初の放光部との間の周方向全体域および隣同士の各放光部の略中間部分の周方向全体域に、連続カラーフィルタを取り付けた状態の横型光ダクトを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１〜図６を用いて本発明を実施するための形態を説明する。
【００２７】
図１〜図４において、
１は角筒状の縦型光ダクト，
１ａは当該縦型光ダクトの横方向面（後述の放光部１ｂ）に対して４５度傾斜からなる自然光入射側の採光部，
１ｂは自然光出射側の放光部，
２は採光部１ａへの入射自然光（入射角度：６５度），
３は縦型光ダクト１の内面全体に取り付けられた銀系またはアルミニウム系からなる周知の鏡面，
３ａは当該鏡面の一部であって縦型光ダクト１への入射自然光２があたっていない非照射部分，
４は鏡面３の一つの内側面に取り付けられたシート形状のカラーフィルタ（図１参照），
５は鏡面３の周方向全体域に取り付けられた連続カラーフィルタ（図２参照），
６は鏡面３の周方向全体域に取り付けられてモザイクパターンからなる断続パターンカラーフィルタ〔図３(a)参照）〕，
７は鏡面３の周方向全体域に取り付けられて縦ストライプパターンからなる断続パターンカラーフィルタ〔図３(b)参照〕，
８は鏡面３の周方向全体域に取り付けられて横ストライプパターンからなる断続パターンカラーフィルタ〔図４(a)参照〕，
９は鏡面３の周方向全体域に取り付けられて大小スポットパターンからなる断続パターンカラーフィルタ〔図４(b)参照〕，
１０は入射自然光２の縦型光ダクト内部における反射光，
１１は放光部１ｂから出力される出射光，
をそれぞれ示している。
【００２８】
また、図５および図６において、
２１は角筒状の横型光ダクト（図５，図６参照），
２１ａは当該横型光ダクトの横方向面（後述の放光部２１ｂ）に対して４５度傾斜からなる自然光入射側の採光部，
２１ｂは自然光出射側の計三個の放光部，
２２は採光部２１ａへの入射自然光（入射角度：６５度），
２３は横型光ダクト２１の内面全体に取り付けられた銀系またはアルミニウム系からなる周知の鏡面，
２４は鏡面２３の、採光部２１ａに最も近い側の周方向全体域に取り付けられた連続カラーフィルタ，
２５は入射自然光２２の横型光ダクト内部における反射光，
２６は放光部２１ｂから出力される出射光，
２７，２８は鏡面２３の、連続カラーフィルタ２４の奥側の周方向全体域に順次取り付けられた連続カラーフィルタ（図６参照），
をそれぞれ示している。
【００２９】
ここで、縦型光ダクト１は例えば、採光部１ａの下端部分から放光部１ｂまでの長さが１０ｍで、横断面（放光部１ｂ）が一辺１ｍの正方形状からなる光ダクトである。
【００３０】
横型光ダクト２１は例えば、全長が１０〜２０ｍ、放光部間隔が３２０ｃｍで、縦断面が高さ４０ｃｍ×幅１２０ｃｍの長方形状からなる光ダクトである。
【００３１】
また、図１，図２および図５，図６の各カラーフィルタ（カラーフィルタ４，連続カラーフィルタ５，２４，２７，２８）の光ダクト長手方向の幅は例えば１０ｃｍである。
【００３２】
図３および図４の断続パターンカラーフィルタ６〜９の光ダクト長手方向の幅、すなわち当該断続パターン自体の上端部分から下端部分までの長さは例えば２０ｃｍである。
【００３３】
そして、図示の鏡面光ダクト（縦型光ダクト１，横型光ダクト２１）の基本的特徴は、鏡面３，２３の一部分に各種形状のカラーフィルタ（カラーフィルタ４，連続カラーフィルタ５，２４，２７，２８，断続パターンカラーフィルタ６〜９）を取り付けて、これにより入射自然光２，２２の色温度調整を行なうことである。
【００３４】
これらのカラーフィルタ自体は周知の合成樹脂製のものである。
また、断続パターンカラーフィルタ６〜９の各フィルタ構成要素、例えば断続パターンカラーフィルタ６の場合の個々のモザイク要素は、周知の合成樹脂製のシート状カラーフィルタから切り取ったものである。
【００３５】
このように鏡面３，２３の一部分に当該カラーフィルタを取り付けることにより、入射自然光２，２２の一部は、当該鏡面に入っていくときと当該鏡面で反射して出てくるときとの往復方向で個々に光フィルタ作用を受けることができる。
【００３６】
すなわち入射自然光２，２２の一部は、上記カラーフィルタの両側の合計表面部分に対応した光フィルタ作用を受けることができる。
【００３７】
そのため、入射自然光２，２２に対するカラーフィルタを、単一方向のみでの光フィルタ作用の場合よりも小さなシートサイズに設定できる。この小型化によりカラーフィルタ通過による入射自然光２，２２の減衰量も抑えられる。
【００３８】
また、図示の鏡面光ダクト（縦型光ダクト１，横型光ダクト２１）の他の基本的特徴は、合成樹脂製の上記各カラーフィルタを採光部１ａ，２１ａから離間した鏡面部分に取付けたことである。
【００３９】
図１〜図４の縦型ダクト１および図５，図６の横型光ダクト２１の場合、採光部１ａから放光部１ｂまでの略中間部分、また採光部２１ａから最初の放光部２１ｂまでの略中間部分に、すなわち採光部１ａ，２１ａから５ｍほど奥に入った鏡面部分に、上述の各カラーフィルタが取り付けられている。
【００４０】
この離間鏡面部分へのカラーフィルタ取付けはアルミニウム系の鏡面３，２３を用いる場合に有効となる。それはアルミニウム系鏡面が略８０％以上の高い紫外線吸収率を示すからである。
【００４１】
すなわち、入射自然光２，２２の紫外線がアルミニウム系鏡面に吸収されていわば紫外線レスの離間環境下に、合成樹脂製の上記各カラーフィルタを配設することにより、紫外線照射に基づく当該合成樹脂製カラーフィルタの劣化を極力防止できる。
【００４２】
また、図示の鏡面光ダクト（縦型光ダクト１，横型光ダクト２１）の他の基本的特徴は、図２〜図６で示すように、連続カラーフィルタ５，２４および断続パターンカラーフィルタ６〜９が、鏡面３，２３の一部分であってその周方向全体域にわたる範囲に取り付けられていることである。
【００４３】
これにより、縦型光ダクト１および横型光ダクト２１の内部鏡面で反射しながら伝播する入射自然光２，２２の一部が高い確率で、周方向全体域にわたる連続カラーフィルタ５，２４や断続パターンカラーフィルタ６〜９の一部分を通過するようにしている。
【００４４】
すなわち鏡面３の一部で、入射自然光２，２２があたっていない非照射部分３ａ（図２参照）にシート状のカラーフィルタ４（図１参照）を取り付けた場合のように、当該入射自然光が鏡面上のカラーフィルタを避ける形で進んでいくことを防止している。
【００４５】
図６の横型光ダクトでは、図５と異なり、放光部２１ｂ同士の略中間部分にも連続カラーフィルタ２７，２８が取り付けられており、放光部２１ｂ間の内部鏡面を反射しながら伝播する入射自然光２２に対しても色温度調整が行なわれる。
【００４６】
これにより、採光部２１ａから各放光部２１ｂまでの距離に応じて内部鏡面での反射回数が多くなって放光部２１ｂから出力される各出射光２６に生じる色温度の差を軽減している。
【００４７】
以上の各基本的特徴を備えた縦型光ダクト１および横型光ダクト２１における上記各カラーフィルタの用途としては、
(21)鏡面３，２３での多くの反射を繰り返すことにより生じる色温度低下や、黄色味系への色相変化を、青色カラーフィルタで補償して目立たないようにする、
(22)赤色カラーフィルタまたはオレンジ色カラーフィルタを使用して入射自然光の色温度が下がった状態の電球色光を出射する、
ことなどがある。
【００４８】
なお、上記(21)の色温度低下などの現象が生じるのは、銀系やアルミニウム系からなる鏡面３，２３の青色系成分（短波長成分）の反射率が赤色・黄色系成分（長波長成分）よりもわずかに小さく、可視光反射率の波長特性がフラットではないからである。
【００４９】
また、上記(21)の黄色味系への部分的な色相変化は、青色カラーフィルタを通過した一部分入射自然光とこれを通過しない残部入射自然光とが縦型光ダクト１，横型光ダクト２１を進む間に反射，混合されて均質な出射光１１，２６の形で、放光部１ｂ，２１ｂから出力される。
【００５０】
上記(22)の赤色，オレンジ色以外の色のカラーフィルタを用いて、当該色を強調するようにしてもよい。
【００５１】
鏡面３，２３には例えば、
・ドイツAlanod社（アラノッド）製の鏡面仕様銀シート「Miro Silver」
・ドイツAlanod社（アラノッド）製の鏡面仕様アルミシート「Miro２」
・米国3M Company社（スリーエムカンパニー）製の樹脂多層膜（マルチレイヤーフィルム）ミラーシート「Daylighting Film DF2000MA」
を用いる。
【００５２】
なお、鏡面仕様のステンレス製シートや、銀，アルミニウムの真空金属蒸着フィルム処理を施した樹脂シートなどを用いてもよい。
【００５３】
カラーフィルタ４，連続カラーフィルタ５，２４，２７，２８，断続パターンカラーフィルタ６〜９を鏡面３，２３に取り付ける際には、リベット止め，ビス止め，接着などの各種固定手段を用いる。
【００５４】
なお、断続パターンカラーフィルタ６〜９に関しては、それぞれのフィルタ構成要素、例えば断続パターンカラーフィルタ６の場合の個々のモザイク要素部を透明のアクリルシートなどにあらかじめ貼ってから、このアクリルシートなどの単位で鏡面３，２３に取り付けてもよい。
【００５５】
縦型光ダクト１および横型光ダクト２１のサイズや各種カラーフィルタの設定箇所などについての上記数値はその一例にすぎず、光ダクトの仕様や設置環境などに応じて適宜変更されるべきことは勿論である。
【００５６】
隣同士の放光部２１ｂの単位区間にカラーフィルタを設けるかどうか、また当該単位区間に何個のカラーフィルタを設けるかについても、光ダクトの仕様や設置環境などに応じて適宜決められることである。
【符号の説明】
【００５７】
〔図１〜図４〕
１：角筒状の縦型光ダクト
１ａ：自然光入射側の採光部
１ｂ：自然光出射側の放光部
２：入射自然光（入射角度：６５度）
３：銀系またはアルミニウム系からなる周知の鏡面
３ａ：非照射部分
４：シート形状のカラーフィルタ（図１）
５：連続カラーフィルタ（図２）
６：モザイクパターンからなる断続パターンカラーフィルタ〔図３(a)〕
７：縦ストライプパターンからなる断続パターンカラーフィルタ〔図３(b)〕
８：横ストライプパターンからなる断続パターンカラーフィルタ〔図４(a)〕
９：大小スポットパターンからなる断続パターンカラーフィルタ〔図４(b)〕
１０：反射光
１１：出射光
【００５８】
〔図５，図６〕
２１：角筒状の横型光ダクト
２１ａ：自然光入射側の採光部
２１ｂ：自然光出射側の計三個の放光部
２２：入射自然光（入射角度：６５度）
２３：銀系またはアルミニウム系からなる周知の鏡面
２４：連続カラーフィルタ
２５：反射光
２６：出射光
２７，２８：連続カラーフィルタ（図６）
【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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