(57)【要約】【課題】採光部が眩しく観察されることを効果的に防止することができる採光システムを提供する。【解決手段】採光システム１０は、採光パネル２１を有する採光部を有する。採光パネルは、互いに対向する入光側面２２及び出光側面２３を有する。採光パネルの入光側面は、一軸方向ｄ１に交互に配列された複数の第１面２２ａ及び複数の第２面２２ｂを含む。第１面は、当該採光パネルの出光側面に対して傾斜し、第２面は、当該採光パネルの出光側面に対して第１面とは逆側に傾斜し又は当該採光パネルの出光側面と直交している。第１面及び第２面の少なくとも一方は、光拡散機能または遮光機能を有している。【選択図】図１
2016046073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する光を所定の空間に導く採光システムであって、
採光パネルを有する採光部を備え、
前記採光パネルは、互いに対向する入光側面及び出光側面を有し、
前記採光パネルの前記入光側面は、一軸方向に交互に配列された複数の第１面及び複数の第２面を含み、
前記第１面は、当該採光パネルの前記出光側面に対して傾斜し、
前記第２面は、当該採光パネルの前記出光側面に対して前記第１面とは逆側に傾斜し又は当該採光パネルの前記出光側面と直交しており、
前記第１面及び前記第２面の少なくとも一方は、光拡散機能または遮光機能を有している、採光システム。
【請求項２】
前記第１面及び前記第２面の少なくとも一方が、少なくとも部分的に曲面となっており、この曲面となっている部分において拡散機能を発揮する、請求項１に記載の採光システム。
【請求項３】
前記一軸方向における一方の側から前記採光部に接続した導光部を、さらに備え、
一つの第１面と、当該一つの第１面に前記一軸方向における前記一方の側から隣り合う一つの第２面と、を含む凸部が形成され、
前記一つの第２面が、光拡散機能または遮光機能を有している、請求項１に記載の採光システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を取り込んで所定の空間に導く採光システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示されているように、光を採光して当該光を室内に導光する採光システムの開発が進められている。採光システムは、ＣＯ２の削減に寄与し、また直接的に省エネルギーを実現することができるシステムとして、注目を浴びている。
【０００３】
採光システムは、例えば、屋根や壁に設置された採光部と、採光部で採光された太陽光を室内に導光する導光部と、を有したシステムとして、室内の照明に用いられる。このような採光システムでは、太陽光を高効率にて採光する観点から、入射光の光路を変更して当該入射光を取り込むための採光パネルが設けられていることが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１８９２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、太陽の位置は、時間帯および季節に応じて変化する。その一方で、反射または屈折を利用して入射光の光路を調整する採光パネルは、種々の入射方向のすべてから入射する光を、所望の方向へ向けることは困難である。そして、採光パネルは、特定の時期や特定の時間帯に、特定の方向へ太陽光を反射するようになることもある。このような光は、有効に採光され得ないだけでなく、当該特定の方向から眩しく観察されることになる。
【０００６】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、採光部が眩しく観察されることを効果的に防止することができる採光システム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】
【０００７】
本発明による採光システムは、
入射する光を所定の空間に導く採光システムであって、
採光パネルを有する採光部を備え、
前記採光パネルは、互いに対向する入光側面及び出光側面を有し、
前記採光パネルの前記入光側面は、一軸方向に交互に配列された複数の第１面及び複数の第２面を含み、
前記第１面は、当該採光パネルの前記出光側面に対して傾斜し、
前記第２面は、当該採光パネルの前記出光側面に対して前記第１面とは逆側に傾斜し又は当該採光パネルの前記出光側面と直交しており、
前記第１面及び前記第２面の少なくとも一方は、光拡散機能または遮光機能を有している。
【０００８】
本発明による採光システムにおいて、前記第１面及び前記第２面の少なくとも一方が、少なくとも部分的に曲面となっており、この曲面となっている部分において拡散機能を発揮するようにしてもよい。
【０００９】
本発明による採光システムが、前記一軸方向における一方の側から前記採光部に接続した導光部を、さらに備え、
一つの第１面と、当該一つの第１面に前記一軸方向における前記一方の側から隣り合う一つの第２面と、を含む凸部が形成され、
前記一つの第２面が、光拡散機能もしくは遮光機能を有していてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、採光部が眩しく観察されることを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、採光システムが取り付けられた建物を模式的に示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１に示された採光システムの採光部及び導光部を示す縦断面図である。
【図３】図３は、図２に示された採光部に用いられ得る採光パネルの一例を示す拡大縦断面図である。
【図４】図４は、図３に対応する図であって、採光パネルの他の例を示す拡大縦断面図である。
【図５】図５は、図３に対応する図であって、採光パネルの更に他の例を示す拡大縦断面図である。
【図６】図６は、実施例１に係る採光システムでの反射光強度の角度分布を示すグラフである。
【図７】図７は、実施例２に係る採光システムでの反射光強度の角度分布を示すグラフである。
【図８】図８は、実施例３に係る採光システムでの反射光強度の角度分布を示すグラフである。
【図９】図９は、比較例に係る採光システムでの反射光強度の角度分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。図１〜図８は、本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち、図１は、採光システム１０が取り付けられた建物１を模式的に示す縦断面図である。
【００１３】
なお、本明細書において、「パネル」、「板」、「シート」、「フィルム」等の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「パネル」は板、シート、フィルムとも呼ばれ得るような部材も含む概念である。一具体例として、「採光パネル」には、「採光板」、「採光シート」、「採光フィルム」等と呼ばれる部材も含まれる。
【００１４】
採光システム１０は、建物１に取り付けられ、光を取り込んで所定の空間、例えば部屋２に導くためのものである。採光システム１０は、光を取り込む採光部２０と、採光部２０に接続されて採光部２０からの光を部屋２に導く導光部４０と、を備えている。以下に説明する例では、図１に示すように、建物１の壁３から導光部４０が延び出して、当該延び出した先端に採光部２０が取り付けられている。そして、採光部２０で採光された光は、導光部４０を介して部屋２に導かれるようになっている。
【００１５】
このような採光システム１０によれば、採光部２０で採光した光を例えば室内照明光として用いることができる。すなわち、この採光システム１０を用いることにより、省エネルギーを直接的に実現することができ、また、ＣＯ２の削減にも貢献し得る。
【００１６】
図２は、採光システム１０の要部を示す断面図である。図２に示す採光システム１０を構成する採光部２０は、季節や時間帯に応じて入射方向が変動する光を安定して取り込むために設けられている。採光部２０に取り込まれる光としては、典型的には太陽光に代表される自然光が挙げられる。図２に示す採光部２０は、光が入射する採光パネル２１と、採光パネル２１に対向して配置された対向パネル３１と、を有している。
【００１７】
図３に、採光パネル２１の断面を拡大して示す。図３に示す採光パネル２１は、互いに対向する入光側面２２及び出光側面２３を有している。入光側面２２は、外方に面し、採光システム１０の入光面として機能する。一方、出光側面２３は、対向パネル３１側を向き、出光側面２３を透過した光が導光部４０に向かう。出光側面２３は、平坦面として形成されている。
【００１８】
図３に示すように、入光側面２２は、複数の第１面２２ａと、隣り合う２つの第１面２２ａを接続する第２面２２ｂと、を含んでいる。複数の第１面２２ａと複数の第２面２２ｂとは、採光パネル２１の出光側面２３に平行な面内を延びる一軸方向ｄ１に交互に並べられている。本実施の形態において、採光パネル２１は、その出光側面２３が鉛直方向と平行になるように配置されている。そして、一軸方向ｄ１は、鉛直方向に一致している。
【００１９】
各第１面２２ａは、出光側面２３に対して傾斜し、且つ、出光側面２３への法線方向ｎｄに対しても傾斜している。すなわち、各第１面２２ａは、出光側面２３及び法線方向ｎｄのいずれとも非平行になっている。図３に示すように、複数の第１面２２ａは、出光側面２３の法線方向ｎｄに対して一定の側に傾斜している。図３に示された例では、第１面２２ａは、一軸方向ｄ１における一方の側に位置する一端部Ｅ１が、一軸方向ｄ１において他方の側に位置する他端部Ｅ２よりも出光側面２３から離間している。ここで、一軸方向ｄ１における一側とは、採光部２０の導光部４０に接続している側である。図示された例において、鉛直方向における下側が、一方の側となっており、鉛直方向における上側が、他方の側となっている。したがって、第１面２２ａは、一軸方向ｄ１における他方の側から一方の側へ向けて、出光側面２３への法線方向に沿って出光側面２３から離間していく。
【００２０】
複数の第２面２２ｂは、出光側面２３の法線方向ｎｄに対して第１面２２ａとは逆側に傾斜している、或いは、出光側面２３の法線方向ｎｄと平行となっている。図示された例において、複数の第２面２２ｂは、すべて、出光側面２３の法線方向ｎｄに対して複数の第１面２２ａとは異なる一定の側に傾斜している。図３に示された例では、第２面２２ｂは、一軸方向ｄ１における一方の側に位置する一端部Ｅ３が、一軸方向ｄ１において他方の側に位置する他端部Ｅ４よりも出光側面２３に接近している。すなわち、第２面２２ｂは、一軸方向ｄ１における他方の側から一方の側へ向けて、出光側面２３への法線方向に沿って出光側面２３に接近していく。
【００２１】
各第１面２２ａ及び各第２面２２ｂは、出光側面２３に平行な面内において、一軸方向ｄ１と交差する方向、より厳密には、一軸方向ｄ１と直交する他軸方向（図３において紙面の表裏方向）に直線状に延びている。とりわけ本実施の形態において、他軸方向は、水平方向に一致する。なお、本実施の形態において、複数の第１面２２ａは、互いに同一に構成され、複数の第２面２２ｂも、互いに同一に構成されている。
【００２２】
なお、入光側面２２と共に採光部２０の表面を構成する出光側面２３は、平滑面として形成されている。なお、本明細書でいう「平滑」とは、光学的な意味合いでの平滑を意味するものである。すなわち、ここでは、或る程度の割合の可視光帯域の透過光が、スネルの法則を満たしながら屈折するようになる程度を意味している。したがって、例えば、出光側面２３の十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳＢ０６０１）が最短の可視光波長（０．３８μｍ）以下となっていれば、十分、平滑に該当する。
【００２３】
ところで、ここで説明する採光パネル２１は、屋外に設置された際に眩しく視認されることを効果的に防止するための工夫がなされている。具体的には、採光パネル２１の第１面２２ａ及び第２面２２ｂの少なくとも一方が、光拡散機能または遮光機能を有している。図３に示された採光システム１０では、第２面２２ｂが遮光機能を発揮することができるように構成されている。
【００２４】
ここで遮光機能とは、透過光を吸収する等して、第２面２２ｂの透光を妨げる機能である。遮光機能は、厳密には、ＪＩＳ  Ｋ０１１５に準拠した可視光透過率によって評価することができる。後述した眩しさを効果的に低減するといった作用効果を奏する観点から、分光光度計（（株）島津製作所製「ＵＶ−３１００ＰＣ」）を用いてＪＩＳ  Ｋ０１１５に準拠して測定された可視光透過率が、５０％以下となっていることが好ましく、１０％以下となっていることがより好ましく、１％以下となっていることが更に好ましい。
【００２５】
具体的な構成として、図３に示すように、採光パネル２１は、光学シート２４と、光学シート２４上に設けられた遮光層２８ａと、を有している。光学シート２４は、シート状の本体部２５と、本体部２５上に設けられた複数の単位要素２６と、を有している。本体部２５は、一対の主面を有したシート状の部材として形成されている。本体部２５の一方の主面が、採光パネル２１の出光側面２３を形成している。そして、図示された例において、光学シート２４のシート面、本体部２５のシート面、採光パネル２１のパネル面、及び、採光パネル２１の出光側面２３は、互いに平行になっている。ここで、「パネル面（板面、シート面、フィルム面）」とは、対象となるパネル状（板状、シート状、フィルム状）の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるパネル状部材（板状部材、シート状部材、フィルム状部材）の平面方向と一致する面のことを指す。
【００２６】
各単位要素２６は、互いに対して傾斜した第１要素面２６ａ及び第２要素面２６ｂを有している。単位要素２６の第１要素面２６ａが、採光パネル２１の第１面２２ａを形成している。一方、遮光層２８ａは、単位要素２６の第２要素面２６ｂ上に設けられている。遮光層２８ａは、可視光吸収性、もしくは可視光反射性、もしくはその両方を有する、例えば膜厚０．０１μｍ以上１００μｍ以下の、薄膜として形成されている。そして、遮光層２８ａが、採光パネル２１の第２面２２ｂを形成し、遮光機能を発揮するようになっている。すなわち、一つの第１面２２ａと、当該一つの第１面２２ａに一軸方向ｄ１における一方の側から隣り合う一つの第２面２２ｂとによって、一つの単位要素２６に対応した凸部が形成されている。
【００２７】
したがって、採光システム１０に組み込まれた状態の光学シート２４において、単位要素２６は、一軸方向ｄ１に配列され、且つ、一軸方向ｄ１と交差する方向に線状に延びる。単位要素２６の第１要素面２６ａは、本体部２５の主面に対して一定の側に傾斜する。単位要素２６の第２要素面２６ｂ及び第２要素面２６ｂ上の遮光層２８ａは、本体部２５の主面に対して第１要素面２６ａとは逆側に傾斜する、或いは、本体部２５の主面に対して直交する。
【００２８】
一例として、光学シート２４は、透明樹脂材料からなる基材上に透明樹脂材料を賦型することにより、或いは、溶融押出成形法、あるいは射出成型法によって透明樹脂材料から作製され得る。また、遮光層２８ａは、例えばカーボンブラックやチタンブラック等の黒色色材と、黒色色材を保持するバインダー材と、を含む層とすることができる。このような遮光層２８ａは、当該遮光層２８ａをなす組成物をスプレーコートやインクジェット印刷により光学シート２４の第２要素面２６ｂ上に塗布し、次に、当該組成物を第２要素面２６ｂ上で硬化させることによって、作製され得る。別の方法として、金属材料を、斜め真空蒸着法により、光学シート２４の第２要素面２６ｂ上に成膜することにより、遮光層２８ａを作製することができる。
【００２９】
なお、採光パネル２１において、第１面２２ａは、出光側面２３との組み合わせにより、入射光の進行方向を変化させる機能を期待されている。図示された例では、鉛直方向における上側から入射する太陽光が、採光パネル２１の法線方向に対してより大きく傾斜して、鉛直方向における下側に当該採光パネル２１を透過するよう、第１面２２ａは、出光側面２３との組み合わせにより、光路偏向機能を発揮するようになっている。すなわち、第１面２２ａ及び出光側面２３での屈折によって、採光パネル２１からの出射光の光路が採光パネル２１への法線方向に対してなす出射角度αｏが、採光パネル２１への入射光の光路が採光パネル２１への法線方向に対してなす入射角度αｉよりも大きくなるよう、第１面２２ａは、出光側面２３との組み合わせにより、光路偏向機能を発揮するようになっている。このような機能によれば、導光部４０が延長方向における下側から採光部２０に接続している採光システム１０において、採光部２０が取り込んだ太陽光を、効率的に導光部へ導き、当該太陽光を高効率で利用することが可能となる。このような観点から、第１面２２ａが出光側面２３に対してなす角度α１は、１０°以上６０°以下とすることができる。
【００３０】
一方、第２面２２ｂは、太陽光の取り込みに関する機能を積極的に期待されていない。ただし、第２面２２ｂが、一軸方向ｄ１に隣り合う二つの第１面２２ａの間に設けられ、この第２面２２ｂが、採光パネル２１の出光側面２３に対して第１面２２ａとは逆側に傾斜し又は当該採光パネルの出光側面２３と直交している。したがって、第２面２２ｂを設けることによって、第１面２２ａによる採光機能を確保しながら、採光パネル２１を薄型化することが可能となる。このような観点から、第２面２２ｂが出光側面２３に対してなす角度α２は、４５°以上９０°以下とすることができる。
【００３１】
図２に戻って、採光部２０は、採光パネル２１の出光側面２３に対向して配置された対向パネル３１を有している。対向パネル３１は、採光パネル２１と建物１の壁３との間に配置されている。図２に示す例では、対向パネル３１は、その上端が下端よりも採光パネル２１に接近するように傾斜している。そして、対向パネル３１の上端は、採光パネル２１の上端に接続され、対向パネル３１の下端は、導光部４０の上端に接続されている。
【００３２】
対向パネル３１の採光パネル２１側を向く面には、反射面３２が形成されている。反射面３２は、光を反射する機能、好ましくは、光を正反射、すなわち鏡面反射する機能を有し、これにより、採光パネル２１を透過した光の一部が反射面３２で反射して、導光部４０に向けて案内される。このような反射面３２は、一例として、銀やアルミや誘電体多層膜等の高反射率材料を対向パネル３１にコーティングすることにより得られる。なお、図示する例では、反射面３２は、単一の層として形成され、対向パネル３１の採光パネル２１側を向く面の全面を覆っている。
【００３３】
ここで、図２に示す断面は、採光パネル２１の出光側面２３に直交し且つ一軸方向ｄ１に平行な断面である。図２に示す断面において、対向パネル３１の反射面３２と採光パネル２１の出光側面２３との間の間隔Ｓは、一軸方向ｄ１に沿った位置に応じて変化していく。本実施の形態では、図２に示す断面において、出光側面２３への法線方向ｎｄに沿った採光パネル２１の出光側面２３と対向パネル３１の反射面３２との間の間隔Ｓが、一軸方向ｄ１に沿って導光部４０に近づくにつれて広がっていく。
【００３４】
採光パネル２１及び対向パネル３１の両側方に、側方パネル３４がそれぞれ設けられている。各側方パネル３４は、一軸方向ｄ１及び採光パネル２１の法線方向ｎｄの両方に直交する方向、すなわち図２における紙面の奥行方向に沿った採光パネル２１及び対向パネル３１の縁部に接続している。側方パネル３４の内面は、対向パネル３１と同様に、反射面３５が形成されている。
【００３５】
採光パネル２１、対向パネル３１及び両側方パネル３４は、一軸方向ｄ１における一側に開口を形成しており、この開口に導光部４０が接続している。採光部２０によって取り込まれた光は、採光パネル２１に下方から接続された導光部４０を通って部屋２に案内される。図２に示すように、導光部４０は、軸状に延びる中空のダクト４１を含んでいる。ダクト４１は、採光部２０から建物１の壁３まで、部分的に曲がった経路に沿って軸状に延びている。ダクト４１の一端は、採光部２０の採光パネル２１の下端及び対向パネル３１の下端に隙間なく接続され、ダクト４１の他端は、建物１の壁３に隙間なく接続されている。
【００３６】
本実施の形態では、ダクト４１の延びる方向に直交する断面において、ダクト４１は、多角形の輪郭形状、より詳細には矩形の輪郭形状を有している。ただし、このような例に限定されず、ダクト４１は、円形の輪郭形状乃至楕円形の輪郭形状を有していてもよい。
【００３７】
ダクト４１の内面には、反射面４２が形成されている。反射面４２に囲まれる空間内に、採光部２０にて取り込まれた光を部屋２に案内する導光路４３が規定される。反射面４２は、光を反射する機能、好ましくは、光を正反射、すなわち鏡面反射する機能を有し、これにより、ダクト４１の内部を通る光が反射面４２で反射して案内される。このような反射面４２は、一例として、銀やアルミや誘電体多層膜等の高反射率材料をダクト４１にコーティングすることにより得られる。
【００３８】
部屋２に接続されたダクト４１の端部に、拡散板４４が設置されている。拡散板４４によれば、導光部４０から導かれる光で部屋２内をむらなく照明することが可能となる。もっとも、ダクト４１の端部以外の位置に拡散板４４が設置されていなくてもよく、ダクト４１内を導光された光がダクト４１の端部から直接的に射出してもよい。
【００３９】
次に、以上のような構成からなる採光システム１０が、一軸方向ｄ１における他方の側からの光を取り込む際の作用について説明する。
【００４０】
まず、採光パネル２１の入光側面２２が、採光システム１０の採光部２０における光の取り込む口として機能する。上述したように、入光側面２２は、互いに非平行な第１面２２ａ及び第２面２２ｂを含んでいる。図示された採光システム１０の設置状態において、第１面２２ａは、採光パネル２１の出光側面２３に一致する鉛直方向に対して傾斜している。そして、各第１面２２ａにおいて、鉛直方向における下側端となる一端部Ｅ１が、鉛直方向における上側端となる他端部Ｅ２よりも、採光パネル２１の出光側面２３から水平方向に離間している。すなわち、第１面２２ａは、上方を向くように鉛直方向に対して傾斜している。一方、各第２面２２ｂは、出光側面２３に対して第１面２２ａとは逆側に傾斜し又は出光側面２３と直交している。図示された例において、第２面２２ｂは、下方を向くように鉛直方向に対して傾斜している。
【００４１】
したがって、図３に示すように、鉛直方向における上方からの光Ｌ３１，Ｌ３２の多くは、典型的には太陽光の多くは、入光側面２２のうちの第１面２２ａへ入射する。この光Ｌ３１，Ｌ３２の光路が第１面２２ａの法線方向に対してなす角度、すなわち、第１面２２ａへの入射角度は、比較的に小さくなる。この結果、光Ｌ３１，Ｌ３２は、第１面２２ａでの屈折によって、比較的に小さな角度だけ光路を曲げる。次に、当該光Ｌ３１，Ｌ３２は、鉛直方向と平行に延びる出光側面２３で屈折して、採光部２０の内部に入る。この光Ｌ３１，Ｌ３２の光路が出光側面２３の法線方向に対してなす角度、すなわち、出光側面２３への入射角度は、比較的に大きくなる。この結果、光Ｌ３１，Ｌ３２は、出光側面２３での屈折によって、第１面２２ａでの屈折よりも大きく光路を曲げることになる。
【００４２】
以上のようにして、鉛直方向における上側から入射する光が、採光パネル２１の法線方向に対してより大きく傾斜して、鉛直方向における下側に当該採光パネル２１を透過することが可能となる。すなわち、鉛直方向において上方から下方に採光パネル２１を透過する光は、鉛直方向に対する傾斜角度が小さくなるよう、進行方向を偏向されるようになる。
【００４３】
採光部２０には、鉛直方向における下方から導光部４０が接続している。したがって、鉛直方向に対してなす角度が小さくなるように光路を偏向された光Ｌ３１，Ｌ３２は、そのまま、或いは、対向パネル３１及び側方パネル３４で反射した後、導光部４０の内部へ進むようになる。なお、図２に示すように、対向パネル３１は、鉛直方向における上端よりも下端において、水平方向に沿った採光パネル２１との離間間隔Ｓが広がっている。したがって、採光パネル２１を透過した光は、対向パネル３１での反射により、導光部４０へ向けて効率的に誘導されるようになる。
【００４４】
以上のようにして、採光パネル２１での光路偏向機能により、採光部２０が導光部４０へ向けて高効率で光を取り込むことができ、この光を有効に利用することが可能となる。
【００４５】
ところで、採光パネル２１へ入射する光Ｌ３１，Ｌ３２の一部Ｌ３１ａ，Ｌ３２ａは、入光側面２２の第１面２２ａで反射する。また、採光パネル２１へ入射する光Ｌ３１，Ｌ３２の一部Ｌ３１ｂ，Ｌ３２ｂは、出光側面２３でも反射する。採光システム１０は、気温が低下する冬場を基準として、設計される。東京では、冬至の南中時における太陽高度が３１°となり、２月末の南中時における太陽高度が４４°となる。そして、本件発明者らは、第１面２２ａ及び出光側面２３での反射光の強度〔Ｗ／（ｍ２×Ｓｒ）〕をシミュレーションしたところ、図３に示すように、採光パネルへの入射角度αｉを３１°とする光Ｌ３１のうちの５％が、第１面での反射光Ｌ３１ａとして、水平方向よりも上側に２１°傾斜した方向へ進み、採光パネルへの入射角度αｉを３１°とする光Ｌ３１のうちの１２％が、出光側面での反射光Ｌ３１ｂとして、水平方向よりも下側に９°傾斜した方向へ進み出た。また、本件発明者らのシミュレーションによれば、採光パネルへの入射角度αｉを４４°とする光Ｌ３２のうちの５％が、第１面での反射光Ｌ３２ａとして、水平方向よりも上側に８°傾斜した方向へ進み、採光パネルへの入射角度αｉを４４°とする光Ｌ３２のうちの９％が、出光側面での反射光Ｌ３２ｂとして、水平方向よりも下側に１４°傾斜した方向へ進み出た。
【００４６】
なお、本件発明者らのシミュレーションにおいて、採光パネルは、上述した光学シート２４とし、遮光層２８ａは省略した。このシミュレーション対象となった採光パネルの第１面の出光側面に対する傾斜角度α１を２６°とし、第２面の出光側面に対する傾斜角度α２を６０°とした。単位要素の屈折率を１．５５とした。シミュレーション対象となった採光パネルにおいて、第１面、第２面及び出光側面は平滑面とした。そして、第１面及び第２面の配列方向である一軸方向ｄ１並びに出光側面が鉛直方向と平行となるようにして、採光パネルを配置した。
【００４７】
採光システム１０の実際の使用においては、通常、太陽光を効率的に取り込むことができるよう、採光部２０は人間の目線よりも高い位置に配置される。したがって、鉛直下方に出射される出光側面での反射光Ｌ３１ｂ，Ｌ３２ｂは、人間の目に入り、眩しく感じ取られるようになる。しかも、その出射方向は太陽高度に関連する時間帯や時期に応じて、変化する。したがって、広い面積範囲において、この反射光Ｌ３１ｂ，Ｌ３２ｂの眩しさが問題となる。
【００４８】
一方、図３によく示されているように、本実施の形態によれば、光学シート２４の第２要素面２６ｂ上に遮光層２８ａが設けられている。この遮光層２８ａは、採光パネル２１の第２面２２ｂをなしている。したがって、第２面２２ｂは、遮光機能を有している。図３に示すように、眩しさの原因となり得る下側反射光Ｌ３１ｂ，Ｌ３２ｂの多くは、光の取り込み用の入射面として機能しない第１面２２ａを透過する光である。したがって、遮光層２８ａによって、眩しさの原因となり得る下側反射光Ｌ３１ｂ，Ｌ３２ｂを効果的に遮光することができる。このため、本実施の形態によれば、採光システム１０の採光効率を害することなく、採光部２０の採光パネル２１が所定の方向から眩しく観察されることを効果的に防止することができる。
【００４９】
なお、図３に示すように、出光側面２３で反射した光の一部Ｌ３２ｂ１は、入光側面２２のうちの第１面２２ａに進む可能性もある。しかしながら、このような光Ｌ３２ｂ１は、高割合にて、第１面２２ａで反射、とりわけ全反射する。つまり、この光Ｌ３２ｂ１は、特定の方向に集中的に出射する可能性は低く、したがって、特定の方向から観察した場合における眩しさの原因とはなりにくい。
【００５０】
以上のような本実施の形態によれば、採光パネル２１の入光側面２２は、一軸方向ｄ１に交互に配列された複数の第１面２２ａ及び複数の第２面２２ｂを含む。第１面２２ａは、当該採光パネル２１の出光側面２３に対して傾斜している。第２面２２ｂは、当該採光パネル２１の出光側面２３に対して第１面２２ａとは逆側に傾斜し又は当該採光パネル２１の出光側面２３と直交している。そして、第２面２２ｂは、遮光機能を有している。したがって、特定の方向から採光パネル２１の第２面２２ｂが輝点として眩しく感知されることを効果的に防止することができる。
【００５１】
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。
【００５２】
まず、上述した実施の形態において、光学シート２４の第２要素面２６ｂ上に光吸収性を有した遮光層２８ａが設けられ、この遮光層２８ａが、遮光機能を有する採光パネル２１の第２面２２ｂを形成する例を示した。しかしながら、この例に限られず、光学シート２４の第２要素面２６ｂ上に太陽電池パネルが設けられ、この太陽電池パネルが、遮光機能を有する採光パネル２１の第２面２２ｂを形成するようにしてもよい。この例によれば、眩しさの原因となっていた光が太陽電池パネルでの発電に利用されることになる。なお、太陽電池パネル５０は、太陽電池素子を含んでおり、取り込んだ光によって電流を生じさせる。太陽電池パネル５０は、種々の既知な部材を用いることができ、特に限定されない。
【００５３】
また、上述した実施の形態では、採光パネル２１の入光側面２２の一部をなす第２面２２ｂが、遮光機能を有する例を示したがこれに限られない。第２面２２ｂが遮光機能を有することに代えて或いは第２面２２ｂが遮光機能を有することに加えて、図４や図５に示す例のように、第１面２２ａ及び第２面２２ｂの少なくとも一方が、拡散機能を有するようにしてもよい。
【００５４】
ここで拡散機能とは、透過光を屈折や反射や散乱等によって、進行方向の角度範囲を広げることである。拡散機能は、厳密には、変角光度計（ゴニオフォトメータ）により測定できる。平行光束を入射した場合に測定された透過光の角度分布を半値全幅で表したとき、半値全幅が１°以上となっていることが好ましく、半値全幅が５°以上となっていることがより好ましく、半値全幅が１０°以上となっていることが更に好ましい。
【００５５】
図４及び図５に示された例において、採光パネル２１の入光側面２２の一部をなす第２面２２ｂは、拡散機能を有する面として形成されている。その一方で、図４及び図５に示された採光システム１０は、第２面２２ｂの構成以外において、上述の実施の形態で説明した採光システムと同一に構成され得る。
【００５６】
図４に示された例において、採光システム１０の採光パネル２１は、光学シート２４からなっている。光学シート２４の第２要素面２６ｂが、採光パネル２１の第２面２２ｂを形成している。第２面２２ｂは、凹凸面２８ｂとして形成されている。このような凹凸面２８ｂとしての第２面２２ｂは、平滑面として形成された光学シート２４の第２要素面２６ｂを粗面化することにより、或いは、光学シート２４の賦型に用いられる成形型のうちの第２要素面２６ｂを形成する表面を粗面化しておくことにより、作製することができる。
【００５７】
図５に示された例においても、採光システム１０の採光パネル２１は、光学シート２４からなっている。光学シート２４の第２要素面２６ｂが、採光パネル２１の第２面２２ｂを形成している。第２面２２ｂは、凹面または凸面をなす曲面２８ｃとして形成されている。このような曲面２８ｃとしての第２面２２ｂによれば、平行光束をなす入射光を発散させること、すなわち、輝度角度分布が０°より大きい角度幅を有するプロファイルを持つように連続的に平行光束を拡散させることができる。とりわけ図５に示された例では、採光パネル２１の第２面２２ｂが、凸レンズとして機能する曲面２８ｃとして形成されている。
【００５８】
図４及び図５に示された採光パネル２１を用いた場合にも、採光パネル２１へ入射する光Ｌ３１，Ｌ３２の一部Ｌ３１ａ，Ｌ３２ａは、入光側面２２の第１面２２ａで反射する。この反射光Ｌ３１ａ，Ｌ３２ａは、採光パネル２１の法線方向よりも上方へ進むため、人間に感知されにくい。なお、図４及び図５に示された例における光、Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３１ａ，Ｌ３２ａは、それぞれ、図３に示された光Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３１ａ，Ｌ３２ａと同一の光路を辿っている。一方、採光パネル２１へ入射する光Ｌ３１，Ｌ３２の一部Ｌ４１ｂ，Ｌ４２ｂ，Ｌ５２ｂは、出光側面２３でも反射する。この反射光Ｌ４１ｂ，Ｌ４２ｂ，Ｌ５２ｂは、採光パネル２１の第２面２２ｂで拡散されて、採光パネル２１から進み出る。すなわち、採光パネル２１の第２面２２ｂから出射する光が、特定の方向のみに進むことはない。したがって、採光パネル２１の拡散機能を有した第２面２２ｂが輝点として、眩しく感知されることを効果的に防止することができる。
【００５９】
なお、図４及び図５に示された具体例に限れられず、第１面２２ａ及び第２面の少なくとも一方が拡散機能を有する採光パネル２１を用いることによって、採光パネル２１の拡散機能を有した第２面２２ｂが輝点として、眩しく感知されることを効果的に防止することができる。例えば、図５に二点鎖線で示すように、第２面２２ｂを凹面として形成してもよい。凹面として形成された入光側面２２は、焦点を結ぶことなく、出光側面２３での反射された光束Ｌ５２ｃを発散させることができる点において好ましい。
【００６０】
また、第２面２２ｂの一部分だけが、拡散機能を有するようにしてもよい。また、拡散機能を発現するための構成として、第２面２２ｂを粗面化や曲面化するだけでなく、例えば凹凸表面を有した或いは拡散材を内包した拡散層を、光学シート２４の第２要素面２６ｂ上に形成するようにしてもよい。この例においては、第２要素面２６ｂ上に形成された拡散層が、拡散機能を有した第２面２２ｂをなすようになる。
【００６１】
さらに、第２面２２ｂに代えて或いは第２面２２ｂに加えて、第１面２２ａが拡散機能を有するようにしてもよい。このような例によれば、出光側面２３で反射して入光側面２２から出射する光が、種々の方向に進むようになるため、特定の方向から採光パネル２１が眩しく観察されるといった現象が生じ得なくなる。すなわち、このような例においても、特定の方向から採光パネル２１の第２面２２ｂが輝点として眩しく感知されることを効果的に防止することができる。
【００６２】
また、上述した実施の形態において、第１面２２ａが平坦面として形成されていた例を示したが、これに限られない。第１面２２ａが拡散機能を有するか否かによらず、第１面２２ａが曲面として形成されていてもよい。
【００６３】
さらに、採光システム１０における採光パネル２１以外の構成についても、種々の変更が可能である。
【００６４】
なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
【実施例】
【００６５】
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。以下に説明するようにして、実施例１〜３及び比較例に係る採光システムを設計し、反射光強度の分布をシミュレーションによって確認した。実施例１〜３及び比較例は、すべて、図２に示す採光システムに対応している。実施例１〜３及び比較例は、採光パネルの第２面の構成において異なり、その他の構成において互いに同一とした。
【００６６】
実施例１に係る採光システムは、図３に示された採光パネル２１を有するようにした。採光パネル２１における第１面２２ａが出光側面２３に対してなす角度α１を２６°とし、第２面２２ｂが出光側面２３に対してなす角度α２を６０°とした。第１面２２ａ及び第２面２２ｂの一軸方向ｄ１に沿った配列ピッチを２００μｍとした。光学シート２４の屈折率を１．５５とした。遮光層２８ａの可視光透過率は、１％と設定した。
【００６７】
実施例２に係る採光システムは、図４に示された採光パネル２１を有するようにした。採光パネル２１における第１面２２ａが出光側面２３に対してなす角度α１を２６°とし、第２面２２ｂが出光側面２３に対してなす角度α２を６０°とした。第１面２２ａ及び第２面２２ｂの一軸方向ｄ１に沿った配列ピッチを２００μｍとした。採光パネル２１は、光学シート２４のみからなるようにした。この光学シート２４の屈折率を１．５５とした。また、光学シート２４の第２要素面２６ｂからなる第２面２２ｂを凹凸面２８ｂとした。第２面２２ｂの拡散能は、変角光度計（ゴニオフォトメータ）を用いて測定された、平行光束を入射させた場合の透過光の角度分布での半値全幅が１０°となるものとした。
【００６８】
実施例３に係る採光システムは、図５に示された採光パネル２１を有するようにした。採光パネル２１における第１面２２ａが出光側面２３に対してなす角度α１を２６°とし、第２面２２ｂが出光側面２３に対してなす角度α２を６０°とした。第１面２２ａ及び第２面２２ｂの一軸方向ｄ１に沿った配列ピッチを２００μｍとした。採光パネル２１は、光学シート２４のみからなるようにした。この光学シート２４の屈折率を１．５５とした。また、光学シート２４の第２要素面２６ｂからなる第２面２２ｂは、図５の断面において、８μｍの突出長さｐｌを有した円弧状の輪郭をなすようにした。
【００６９】
比較例に係る採光システムの採光パネルは、第２面を平滑面とした点において実施例２及び３の採光パネルと異なり、その他において実施例２及び３の採光パネルと同一とした。
【００７０】
各採光システムを、採光パネルの出光側面が鉛直方向と平行になり且つ第１面及び第２面の配列方向である一軸方向が鉛直方向と平行になるように、設置した。この採光システムの採光パネルに太陽光を照射した際に、採光パネルから各方向に進み出る反射光の強度分布をシミュレーションした。反射光が進み出る方向の角度座標は、図２に示すように、鉛直方向における下向きの方向を０°とし、この鉛直方向下向きの方向から時計回り方向に角度座標を設定した。したがって、水平方向を９０度とし、鉛直方向における上向きの方向を１８０°した。
【００７１】
実施例１〜３に係る採光システムについての反射光強度の角度分布を、それぞれ、図６〜図８に示す。比較例１に係る採光システムについての反射光強度の角度分布を、図９に示す。図６〜図９に示された反射光強度の角度分布は、水平方向に対して３１°鉛直方向上方に傾斜した方向から平行光束が入射するとの条件で得られた分布である。図９に示された比較例の反射光強度の角度分布では、８１°となる方向に、出光側面２３で反射した後に平滑な第２面から出射した下側反射光に起因するピークが現れた。また、図９に示された比較例の反射光強度の角度分布では、１１１°となる方向に、第１面で反射した上側反射光に起因するピークが現れた。一方、図６〜図８に示された実施例１〜３の反射光強度の角度分布では、１１１°となる方向に上側反射光に起因したピークが存在するが、下側反射光に起因するピークは８１°近辺から消失した。すなわち、実施例１〜３に係る採光システムによって、特定の方向から採光パネル２１の第２面２２ｂが輝点として眩しく感知されることを効果的に防止し得ることが、シミュレーションにより確認された。
【符号の説明】
【００７２】
１     建物
２     部屋
３     壁
１０   採光システム
２０   採光部
２１   採光パネル
２２   入光側面
２２ａ 第１面
２２ｂ 第２面
２３   出光側面
２４   光学シート
２５   本体部
２６   単位要素
２６ａ 第１要素面
２６ｂ 第２要素面
２８ａ 遮光層
２８ｂ 凹凸面
２８ｃ 曲面
３１   対向パネル
３２   反射面
３４   側方パネル
３５   反射面
４０   導光部
４１   ダクト
４２   反射面
４３   導光路
４４   拡散板
ｄ１   一軸方向
Ｅ１   一端部
Ｅ２   他端部
Ｅ３   一端部
Ｅ４   他端部
【図１】
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【図２】
2016046073.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2016046073.tif 000008
【図７】
2016046073.tif 000009
【図８】
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【図９】
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