CN105637390A - 采光部件、采光器和采光部件的设置方法 - Google Patents
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Abstract
采光膜(1)包括第1基材(2)、多个采光部(3)和空隙部(9)，并具有如下功能：设以通过入射到采光部(3)的光中的任意一条光束在反射面入射的点(C)且与第1基材(2)的第1面(2a)正交的假想的直线(F)为边界的2个空间中的、存在入射点(C)入射的光束的一侧的空间为第1空间(S1)，不存在入射点(C)入射的光束的一侧的空间为第2空间(S2)的情况下，使从第1基材(2)或采光部(3)射出的光中的、向第2空间(S2)一侧行进的光的强度衰减。
Description
技术领域
本发明涉及采光部件、采光器和采光部件的设置方法。
本申请基于2013年10月17日在日本申请的特愿2013-216496号主张优先权，在此援引其内容。
背景技术
在专利文献1中提出了用于通过建筑物的窗等将太阳光采入室内的采光膜。该采光膜中，多个单位棱镜和平坦面形成于透光性的支承体的一个面。太阳光通过单位棱镜被采入室内。
但是，上述的采光膜中，因太阳的周期运动等的影响，透过采光膜的光有时到达处于室内的人的眼睛的位置。这样的光引起眩光，有时使处于室内的人感到不适。专利文献2中公开了一种日射遮蔽控制装置，其基于由用于预测眩光的特定的数学式得到的指标，来调节百叶窗(blind)的开闭度，使得该指标成为对于眩光不感到不适的值。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-40021号公报
专利文献2：日本特开2007-120090号公报
发明内容
发明想要解决的技术问题
专利文献2的日射遮蔽控制装置包括百叶窗作为遮蔽机构，通过机械地调节百叶窗的开闭度来抑制眩光。因此，存在装置成本变高的问题。
本发明的一个方式是为了解决上述的技术问题而完成的，其目的之一在于提供能够不花费高成本就抑制眩光的采光部件、采光器和采光部件的设置方法。
解决技术问题的技术方案
为了达成上述目的，本发明的一个方式的采光部件包括：
具有光透过性的第1基材；
设置在上述第1基材的第1面的具有光透过性的多个采光部；和
设置在上述多个采光部之间的空隙，
与上述空隙部接触的上述采光部的侧面的一部分作为将入射到上述采光部的光反射的反射面起作用，
上述采光部件具有如下功能：设以通过入射到上述采光部的光中的任意一条光线在上述反射面入射的点C且与上述第1基材的第1面正交的假想的直线F为边界的2个空间中的、存在在上述点C入射的上述光线一侧的空间为第1空间、不存在在上述点C入射的上述光线一侧的空间为第2空间的情况下，使从上述第1基材或者上述采光部射出的光中的、向上述第2空间一侧行进的光的强度衰减。
在本发明的一个方式的采光部件中，可以为：上述功能为使向上述第2空间一侧行进的光散射的功能。
在本发明的一个方式的采光部件中，可以为：上述功能为沿着作为上述反射面起作用的上述采光部的侧面的主要延伸方向的面内的散射强于其它的面内的散射的各向异性散射功能。
在本发明的一个方式的采光部件中，可以为：上述功能为使向上述第2空间一侧行进的光有选择地散射的功能。
在本发明的一个方式的采光部件中，可以为：上述第1基材或者上述采光部具有光散射性。
本发明的一个方式的采光部件可以还包括：隔着上述采光部设置在与上述第1基材相反的一侧的第2基材；和将上述采光部与上述第2基材粘接的粘接层，上述第2基材或者上述粘接层具有光散射性。
本发明的一个方式的采光部件可以为：在上述第1基材或者上述采光部的光射出侧具有使向上述第2空间一侧行进的光的强度衰减的光衰减部件。
在本发明的一个方式的采光部件中，可以为：上述光衰减部件是使向上述第2空间一侧行进的光反射的光反射部件。
在本发明的一个方式的采光部件中，可以为：上述光衰减部件是将向上述第2空间一侧行进的光吸收的光吸收部件。
本发明的一个方式的采光器包括采光部件和光衰减部件，
上述采光部件包括：具有光透过性的第1基材；设置在上述第1基材的第1面的具有光透过性的多个采光部；和设置在上述多个采光部之间的空隙部，与上述空隙部接触的上述采光部的侧面的一部分作为将入射到上述采光部的光反射的反射面起作用，
上述采光器具有如下功能：设以通过入射到上述采光部的光中的任意一条光线在上述反射面入射的点C且与上述第1基材的第1面正交的假想的直线F为边界的2个空间中的、存在在上述点C入射的上述光线的一侧的空间为第1空间，不存在在上述点C入射的上述光线的一侧的空间为第2空间的情况下，
上述光衰减部件使从上述第1基材或者上述采光部射出的光中的、向上述第2空间一侧行进的光的强度衰减。
本发明的一个方式的采光部件的设置方法，该采光部件包括：
具有光透过性的第1基材；
设置在上述第1基材的第1面的具有光透过性的多个采光部；和
设置在上述多个采光部之间的空隙部；
与上述空隙部接触的上述采光部的侧面的一部分作为将入射到上述采光部的光反射的反射面起作用，
该采光部件具有如下功能：设以通过入射到上述采光部的光中的任意一条光线在上述反射面入射的点C且与上述第1基材的第1面正交的假想的直线F为边界的2个空间中的、存在在上述点C入射的上述光线的一侧的空间为第1空间，不存在在上述点C入射的上述光线的一侧的空间为第2空间的情况下，
使从上述第1基材或者上述采光部射出的光中的、向上述第2空间一侧行进的光的强度衰减，
所述采光部件的设置方法中，将上述采光部件配置成作为上述反射面起作用的上述采光部的侧面朝向铅垂方向下方，设置在窗的上部。
发明效果
根据本发明的一个方式，提供能够不花费高成本地抑制眩光的采光部件、采光器和采光部件的设置方法。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的采光膜的剖面图。
图2是表示本发明的第2实施方式的采光膜的立体图。
图3是表示第2实施方式的采光膜的第1变形例的俯视图。
图4是表示第2实施方式的采光膜的第2变形例的俯视图。
图5是表示本发明的第3实施方式的采光膜的剖面图。
图6是表示本发明的第4实施方式的采光膜的剖面图。
图7是表示本发明的第5实施方式的采光器的剖面图。
图8是表示本发明的第6实施方式的采光器的立体图。
图9是计算眩光的指标时的一例的室内的剖面图。
图10是表示计算所使用的采光膜的模型的图。
图11是表示不具有散射功能的模型的亮度分布的模拟结果的图。
图12是表示具有各向同性散射功能的模型的亮度分布的模拟结果的图。
图13是表示具有各向异性散射功能的模型的亮度分布的模拟结果的图。
图14是表示具有采光装置和照明调光系统的房间模型2000的图。
图15是表示房间模型2000的天棚的俯视图。
图16是表示由采光装置采入室内的光(自然光)的照度与室内照明装置的照度(照明调光系统)的关系的曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[第1实施方式]
以下，使用图1说明本发明的第1实施方式。第1实施方式的采光膜是例如以粘贴在窗户上的方式将太阳光采入室内的采光部件的一例。
图1是表示本实施方式的采光膜的剖面图。
此外，在以下的各附图中为了容易观看各构成要素，有时使尺寸的比例尺根据构成要素的不同而不同地表示。
如图1所示，本实施方式的采光膜1包括第1基材2、多个采光部3、第1粘接层4、第2基材5、第2粘接层6和光散射层7。多个采光部3设置在第1基材2的第1面2a。第2基材5配置成隔着多个采光部3与第1基材2的第1面2a相对。第2基材5的第1面5a和多个采光部3通过第1粘接层4粘接。光散射层7设置在第1基材2的第2面2b。第2粘接层6设置在第2基材5的第2面5b，起到将采光膜1的整体粘接于窗玻璃8的作用。多个采光部3之间形成空隙部9。
作为第1基材2例如能够使用由热塑性聚合物、热固化性树脂、光聚合性树脂等的树脂类等构成的光透过性的基材。能够使用由丙烯酸类聚合物、烯烃类聚合物、乙烯类聚合物、纤维素类聚合物、酰胺类聚合物、氟类聚合物、聚氨酯类聚合物、硅酮类聚合物、酰亚胺类聚合物等形成的光透过性的基材。具体来说，例如优选使用三乙酰纤维素(TAC)膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、环烯烃聚合物(COP)膜、聚碳酸酯(PC)膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜、聚醚砜(PES)膜、聚酰亚胺(PI)膜等的光透过性的基材。本实施方式中，作为一例使用厚度为100μm的PET膜。第1基材2的总光线透过率例如优选90％以上。由此，能够获得足够的透明性。
第2基材5也使用与第1基材2相同的光透过性的基材。第2基材5的材料与第1基材2的材料可以相同，也可以不同。
采光部3例如由丙烯酸树脂、环氧树脂、硅酮树脂等的具有光透过性和感光性的有机材料构成。能够使用在这些树脂中混合聚合引发剂、偶联剂、单体、有机溶剂等而得到的透明树脂制的混合物。并且，聚合引发剂可以包含稳定剂、抑制剂、增塑剂、荧光增白剂、脱模剂、链转移剂、其它光聚合性单量体等的各种追加成分。采光部3的总光线透过率优选90％以上。由此，能够获得足够的透明性。
采光部3是在一个方向(与图1的纸面垂直的方向)上呈直线状细长地延伸的、与长边方向正交的剖面形状为梯形的部件。采光部3的长边方向与矩形状的第1基材2的1个边平行。多个采光部3隔开间隔彼此平行地配置。与作为采光部3的剖面形状的梯形的彼此平行的2边中的短边对应的面为与第2基材5相对一侧的面，在以下的说明中称为第1端面3a。与长边对应的面为与第1基材2接触的一侧的面，在以下的说明中称为第2端面3b。
当设采光部3的第1端面3a的宽度为W1、采光部3的第2端面3b的宽度为W2、采光部3的第1基材2的法线方向的高度为H、采光部3的排列方向的节距为P时，采光部3的第1端面3a的宽度W1、第2端面3b的宽度W2、高度H和节距P在所有的采光部3相等。另外，第1端面3a的宽度W1与第2端面3b的宽度W2的关系为W1<W2。采光部3的第1端面3a的宽度W1和第2端面3b的宽度W2例如为10μm～50μm。采光部3的高度H例如为10μm～100μm。
此外，在此示出多个采光部3隔开间隔配置的例子，但相邻的采光部3的第2端面3b的端部彼此也可以接触。
在空隙部9中存在空气。因此，空隙部9的折射率大概为1.0。通过使空隙部9的折射率为1.0，空隙部9与采光部3的界面3c的临界角为最小。在本实施方式的情况下，空隙部9为由空气形成的空气层，但空隙部9也可以为由氮气等的不活泼气体形成的不活泼气体层，也可以为减压状态的减压层。
光散射层7具有在具有光透过性的树脂10中分散有光散射体11的结构。作为树脂10例如能够使用在丙烯酸类树脂、环氧类树脂、硅酮类树脂等的树脂中混合聚合引发剂、耦合剂、单体、有机溶剂等而得到的透明树脂制的混合物。聚合引发剂可以包含稳定剂、抑制剂、增塑剂、荧光增白剂、脱模剂、链转移剂、其它光聚合性单量体等的各种追加成分。
光散射体11具有使入射光散射层7的光散射的作用。光散射体11是具有与构成光散射层7的树脂10不同的折射率的颗粒(小片)。优选光散射体11混入光散射层7的内部，不凝集地分散。光散射体11例如使用由玻璃类或丙烯酸类聚合物、烯烃类聚合物、乙烯类聚合物、纤维素类聚合物、酰胺类聚合物、氟类聚合物、聚氨酯类聚合物、硅酮类聚合物、酰亚胺类聚合物树脂类等构成的光透过性材料。或者，光散射体11可以为分散在树脂10中的气泡。光散射体11的形状例如可以为球形、椭圆球形、平板形、多面体等。
光散射体11的尺寸例如可以为0.5～20μm左右，可以都相同，也可以不同。
光散射层7并不限于分散有光散射体11的结构，也可以由在表面形成有凹凸的层构成。在该情况下，凹凸可以直接形成于第1基材2的第2面2b。
第1粘接层4将第2基材5的第1面5a和多个采光部3的第1端面3a粘接。第1粘接层4使用一般的光学粘接剂。第1粘接层4的折射率优选与第2基材5的折射率或者采光部3的折射率相等。在第1粘接层4的折射率与第2基材5的折射率或者采光部3的折射率相等的情况下，在第1粘接层4与第2基材5的界面或者第1粘接层4与采光部3的界面不产生折射。
第2粘接层6将第2基材5的第2面5b与窗玻璃8粘接。第2粘接层6作为采光膜1的构成要素可以最初设置在第2基材5的第2面5b，也可以不设置。在不设置第2粘接层6的情况下，在进行将采光膜1粘贴在窗玻璃8的作业时对第2基材5的第2面5b供给第2粘接层6即可。第2粘接层6使用一般的光学粘接剂。第2粘接层6的折射率优选与第2基材5的折射率或者窗玻璃8的折射率相等。在第2粘接层6的折射率与第2基材5的折射率或者窗玻璃8的折射率相等的情况下，在第2粘接层6与第2基材5的界面或者第2粘接层6与窗玻璃8的界面不产生折射。
采光膜1以采光部3的长边方向沿着水平方向、多个采光部3的排列方向沿着铅垂方向的方式粘贴于窗玻璃8。从太阳直接到达的光从斜上方入射到设置在窗玻璃8的采光膜1。入射采光膜1的光透过窗玻璃8、第2粘接层6、第2基材5、第1粘接层4到达采光部3。
在此，为了说明的方便，设入射采光部3的光中的任意一条光束在采光部3的下侧侧面3c(反射面)入射的点为点C。设通过点C且与第1基材2的第1面2a正交的假想直线为直线F。以包含直线F的水平面为边界的2个空间中的、存在在点C入射的光的一侧的空间为第1空间S1，不存在在点C入射的光的一侧的空间为第2空间S2。
从采光部3的第1端面3a入射的光L1，例如在采光部3的下侧侧面3c全反射而向斜上方、即第1空间S1的一侧前进，从采光部3射出。
从采光部3射出的光L1透过第1基材2而被光散射层7的光散射体11散射，从采光膜1射出。另一方面，从第1粘接层4通过空隙部9从采光部3的上侧侧面3d入射的光L2，例如以不足临界角的角度在采光部3的下侧侧面3c入射时，在采光部3的下侧侧面3c不反射，而向斜下方、即第2空间S2的一侧前进，从采光部3射出。从采光部3射出的光L2被光散射层7的光散射体11散射，从采光膜1射出。
如图1所示的光L2那样，从采光膜1射出向斜下方行进的光到达处于室内的人的眼睛的位置、即所谓的眩光区域，有使处于室内的人感到晃眼的问题。眩光区域是基于人的移动的区域内的眼的位置规定的区域。具体来说，眩光区域为从窗户侧的墙壁起离开例如1m以上的区域，是距离地面例如0.8m～1.8m左右的空间区域。例如，即使由向天棚侧行进的光将室内照亮，如果到达眩光区域的光多，则处于室内的人也容易感觉不适。
对此，根据本实施方式的采光膜1，在第1基材2的光射出侧设置光散射层7，因此，从第1基材2射出的光在光散射层7散射，光的强度衰减。因此，与没有光散射层7的情况相比，从采光膜1向斜下方行进的光的强度降低，因此，处于室内的人不易感到晃眼。另一方面，虽然从采光膜1向斜上方行进的光的强度也稍微降低，但通过光在光散射层7散射而使得强度分布均匀化，室内的天棚和壁面被更加均匀地照明。
像这样，本实施方式的采光膜1仅通过包括光散射层7就能够抑制眩光，与机械地调节百叶窗的开闭度的现有技术相比，能够以较低的成本提高室内的舒适性。
另外，本实施方式中，作为第1基材2、第2基材5和采光部3，使用无色透明的部件，第1基材10、第2基材5和采光部3的颜色不限于此。例如，为了调整向屋内取入的光的色温，第1基材2、第2基材5、采光部3的颜色可以着色为淡黄色、橙色、蓝色等。考虑设计性等，第1基材2、第2基材5、采光部3的一部分或者全部可以着色为红色或蓝色等。由此，能够提供花窗玻璃风格的窗户。
在本实施方式中，采光部3作为一定宽度的条状的部件构成，但采光部3的形状不限于此。只要多个采光部3分别在大致一个方向上具有长边方向，该长边方向配置在与具有矩形形状的第1基材2的1个边平行的方向，就能够获得与本实施方式相同的作用效果。在此，“多个采光部分别在大致一个方向上具有长边方向”例如是如下情况。即，使荧光那样的各向同性地扩散的光从第1基材2的与形成有采光部3的一侧相反的一侧向第1基材2的内部入射，来测定向多个采光部3的外部射出的光的极角亮度分布。此时，存在从多个采光部3射出的光的亮度相对强的方向和相对弱的方向的情况称为“采光部在大致一个方向上具有长边方向”。将与亮度相对强的方向正交的方向规定为上述“一个方向”。
本实施方式中，采光部3的间隔固定，但采光部3的间隔不是必须固定。多个采光部3可以以不规则的间隔彼此相邻地配置。
由此，能够抑制在采光部3规则性地形成的情况下产生的干涉条纹的发生。另外，多个采光部3并不一定隔开间隔配置，采光部3彼此也可以接触。
[第2实施方式]
以下，使用图2说明本发明的第2实施方式。本实施方式的采光膜的基本结构与第1实施方式相同，仅第1基材的结构不同。
图2是表示本实施方式的采光膜的立体图。
在图2中，对与在第1实施方式中使用的附图相同的构成要素标注同一附图标记，省略说明。
第1实施方式的采光膜1是使从第1基材2向全方向射出的光各相同性地散射的部件。对此，第2实施方式的采光膜21是使从第1基材2射出的光各向异性地散射的部件。特别是，第2实施方式的采光膜21是使从第1基材22射出光在水平方向上较强地散射的部件。
如图2所示，在本实施方式的采光膜21中，在第1基材22的第2面设置各自在铅垂方向上延伸且彼此平行的多个凸透镜23。换言之，在第1基材22的第2面设置有柱状透镜。凸透镜23可以为第1基材22的第2面自身被加工而与第1基材22一体化的部件，也可以为与第1基材22分体的部件。本实施方式的采光膜21不具有第1实施方式的光散射层7。其它的构成要素与第1实施方式相同。
凸透镜23的透镜面在水平面内具有曲率，在铅垂方向上不具有曲率。所以，凸透镜23在水平方向上具有高光散射性，在铅垂方向上不具有光散射性。所以，从采光部3入射第1基材22的光L，在从凸透镜23射出时在水平方向上较大散射，在铅垂方向上不散射，维持从采光部3射出时的角度分布地射出。因此，根据本实施方式的采光膜21，能够不改变房间的进深方向的照射性能地，抑制眩光。
并且，根据本实施方式的采光膜21，从第1基材22射出的光L在水平方向上散射，例如能够缓和与由太阳的日周运动导致的方位变动相伴的照射性能的变化。由此，能够提高采光膜21的水平方向的匀称度。
此外，本实施方式中，在第1基材22的第2面设置有多个凸透镜23，替代该结构，可以在第1基材的第2面设置各向异性散射构造。作为各向异性散射构造，例如能够使用如Luminit公司制的光扩散控制膜(商品名：LSD)那样，利用表面凹凸全息图案(Surfacereliefhologrampattern)形成μm级别的凹凸构造的结构。或者，替代在第1基材的第2面具有凹凸形状，可以使用使纵横比为5～500左右的颗粒分散在连续层中而得到的光散射层。
[第2实施方式的第1变形例]
替代具有各自呈直线状延伸的多个采光部的采光膜，可以使用图3所示的采光膜25。
第1变形例的采光膜25中，如图3所示，在第1基材26的第2面设置有多个铺嵌(tiling)区域TA1、TA2。从第1基材26的法线方向观看，多个铺嵌区域TA1、TA2各自形成有呈同心圆状配置的多个圆弧状的采光部28。彼此相邻的2个铺嵌区域TA1、TA2中，铺嵌区域内的采光部28的形状相同，但圆弧的凸的方向彼此不同。
在本实施方式的情况下，多个铺嵌区域TA1、TA2包括两种铺嵌区域。第1铺嵌区域TA1和第2铺嵌区域TA2分别具有四边形的形状。更具体来说，四边形为相邻的2个边的长度相等的组存在两组的四边形。在本实施方式中，采用4个内角为120°、90°、60°、90°的四边形。
在第1铺嵌区域TA1和第2铺嵌区域TA2形成有以内角60°的顶点为中心的多个(本实施方式中为6个)同心圆状的采光部28。采光部28的剖面形状是光射出端面的面积大于光入射端面的面积的梯形形状。第1基材26以一定的间隔呈同心圆状地配置有彼此剖面形状相等的多个采光部28。
第1铺嵌区域TA1和第2铺嵌区域TA2的形状以成为圆弧的凸的方向彼此反向的方式上下反转的形状，除了这点之外相同。在第1基材26的一个面无间隙地排列有第1铺嵌区域TA1和第2铺嵌区域TA2。
在第1变形例的采光膜25中，采光部28弯曲，采光部28的延伸方向在1个铺嵌区域TA1、TA2内变化。由此，从采光部28射出的光在水平方向上散射，能够抑制眩光。另外，与上述实施方式同样，能够提高采光膜25的水平方向的匀称度。
[第2实施方式的第2变形例]
替代具有呈条状延伸的多个采光部的采光膜，可以使用图4所示的采光膜31。
第2变形例的采光膜31中，如图4所示，第1基材32具有椭圆锥梯形的多个采光部33。在图4的例中，多个采光部33的尺寸可以不同，也可以相同。多个采光部33随机配置，但也可以规则配置。在任一情况下，从第1基材32的法线方向观看多个采光部33时，多个采光部33配置成：作为各采光部33的轮廓的楕圆的长轴方向沿着水平方向，楕圆的短轴方向沿着铅垂方向。
第2变形例的采光膜31中，采光部33的俯视形状为楕圆形，因此，采光部33的反射面弯曲。由此，从采光部33射出的光在水平方向上散射，能够抑制眩光。另外，与上述实施方式同样，能够提高采光膜31的水平方向的匀称度。
[第3实施方式]
以下使用图5说明本发明的第3实施方式。
本实施方式的采光膜的基本结构与第1实施方式相同，仅第1基材的结构不同。
图5是表示本实施方式的采光膜的剖面图。
在图5中，与第1实施方式中使用的附图相同的构成要素标注同一附图标记，省略说明。
与第2实施方式同样，第3实施方式的采光膜35是使从第1基材36射出的光各向异性地散射的部件。其中，第2实施方式的采光膜21是使从第1基材22射出的光在水平方向上较强散射的部件，与此相对，第3实施方式的采光膜35是使从第1基材36射出的光中的、向斜下方去的光较强散射的部件。
如图5所示，在本实施方式的采光膜35中，在第1基材36的内部含有具有与第1基材36的折射率不同的折射率的多个微小片37。
微小片37是具有长边方向和短边方向的棒状或者板状的微颗粒。多个微小片37配置成长边方向朝向大致斜下方。在第1基材36的内部含有这种微小片37的情况下，沿着微小片37的长边方向行进的光L2因微小片37的作用而散射。
另一方面，沿着与微小片37的长边方向交叉的方向行进的光L1不受微小片37的影响地透过。即，第1基材36具有有选择地使向斜下方去的光较强地散射的各向异性散射功能。此外，替代在第1基材36的内部含有多个微小片37的结构，也可以在第1基材的第2面粘贴具有使向斜下方去的光散射的功能的膜，例如Lumisty(商品名：住友化学株式会社制)的各向异性散射膜。本实施方式的采光膜35不包括第1实施方式的光散射层7。其它的构成要素与第1实施方式相同。
本实施方式的采光膜35对向斜下方去的光具有较高的光散射性，对向上方去的光不具有光散射性。因此，通过使用本实施方式的采光膜35能够不改变房间的天棚方向的照射性能地抑制眩光。
[第4实施方式]
以下，使用图6说明本发明的第4实施方式。
第4实施方式的采光膜的基本结构与第1实施方式相同，在第1基材上添加百叶窗这点与第1实施方式不同。
图6是表示第4实施方式的采光膜的剖面图。
在图6中，对与第1实施方式中使用的附图相同的构成要素标注同一附图标记，省略说明。
如图6所示，本实施方式的采光膜41在第1基材2的第2面2b设置有百叶窗42。百叶窗42由细长的矩形状的多个板材43(光吸收部件)构成。多个板材43的延伸方向与采光部3的延伸方向(与图6的纸面垂直的方向)平行。板材43的下端固定于第1基材2的第2面2b，板材43的上端侧从下端向斜上方延伸。即，第1基材2的第2面2b与板材43的上面43a所成的角度α为不足90°的锐角。板材43的2个面中的至少上表面43a例如呈黑色，具有光吸收性。并且，板材43的下表面43b与可以具有光吸收性。
在采光部3的下侧侧面3c反射的光L1向斜上方前进，因此，难以到达倾斜配置的板材43。所以，光L1不大幅改变行进方向地向天棚方向前进。另一方面，从第1基材2向接近水平方向的方向或者斜下方射出的光L2到达板材43的上表面43a而被吸收。由此，向接近水平方向的方向或者斜下方前进行的光L2的强度衰减。如上所述，根据本实施方式的采光膜41，能够不大幅改变房间的天棚方向的照射性能地抑制眩光。通过改变第1基材2与板材43所成的角度α、板材43的尺寸，能够调节透过采光膜41的光L1的角度范围。
在本实施方式中，板材43的表面具有光吸收性，但是替代该结构，板材的表面可以具有光反射性。在使用具有光反射性的板材(光反射部件)的情况下，从第1基材向接近水平方向的方向或者斜下方射出的光在板材的上表面反射而向上方去。由此，根据该结构，能够在抑制眩光的同时进一步提高房间的亮度。其中，优选在板材的表面的反射为散射反射。这是因为当板材的表面的反射为镜面反射时，强反射光向下方前进，有产生眩光的问题。从这层意义上说，在板材具有光反射性的情况下，优选仅板材的上表面具有光反射性。或者，也可以为板材的上表面具有光反射性，板材的下表面具有光吸收性。
[第5实施方式]
以下，使用图7说明本发明的第5实施方式。
第5实施方式的采光器具有与第1实施方式相同的采光膜。
图7是表示第5实施方式的采光器的剖面图。
在图7中，对与在第1实施方式中使用的附图相同的构成要素标注同一附图标记，省略说明。
如图7所示，本实施方式的采光器45包括采光膜46和百叶窗47(光衰减部件)。采光膜46的结构与第1实施方式相同，但是本实施方式的采光膜46不包括光散射层7。在本实施方式中，百叶窗47起到抑制眩光的功能。百叶窗47包括多个板条(slat)48、梯形线(laddercord)49和支承部件50。板条48是具有光吸收性或光散射性的细长的板材，角度通过操作梯形线49来改变。多个板条48和梯形线49由支承部件50支承。
在本实施方式的采光器45中，也与第4实施方式相同，如果以多个板条48朝向斜方向的方式调节板条48的角度，则不对向斜上方去的光L1产生较大影响，能够使向接近水平方向的方向或者斜下方前进的光L2的强度衰减。因此，根据本实施方式的采光器45，能够不较大改变房间的天棚方向的照射性能地抑制眩光。另外，通过改变百叶窗47的板条48的角度，能够调节透过采光器45的光的角度范围。
[第6实施方式]
以下，使用图8说明本发明的第6实施方式。
第6实施方式的采光器具有与第1实施方式相同的采光膜。
图8是表示第6实施方式的采光器的剖面图。
在图8中，对与在第1实施方式中使用的附图相同的构成要素标注同一附图标记，省略说明。
如图8所示，本实施方式的采光器55包括卷帘(rollingscreen)56和采光膜57。在构成卷帘56的遮光布58的一部分设置开口部(图示省略)，在开口部的位置安装有与第1实施方式同样的采光膜57。例如高度2.7m的房间的一面为窗户，将卷帘56最大抽出的状态下的遮光布58的长度为大致2.7m时，在距离地面高于1.8m的位置配置有采光膜57。即，采光膜57配置在比处于室内的人的视线多半高的位置。
根据本实施方式的采光器55，将采光膜57配置在高的位置，能够更有效地抑制眩光。另一方，窗的下方被遮光布58覆盖，能够确保房间的私密性。
在此，示出了在卷帘56的一部分安装有采光膜57的采光器55的例子，但是即使在如第1实施方式那样将采光膜直接粘贴在窗户上的情况下，也可以采用将采光膜配置成采光部的下侧侧面朝向铅垂方向下方、仅粘贴在窗户的上部的设置方法。根据上述方式，能够一定程度确保房间的天棚的采光性能，并有效地抑制眩光。
此外，本发明的技术范围不限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。例如在上述的第1实施方式中，示出了在第1基材的第2面的外侧设置有光散射层的例子，但也可以例如使用混入折射率不同的微颗粒等的方法，使第1基材、采光部、第1粘接层、第2基材、第2粘接层中的任一部件具有光散射性。其中，从使对天棚的照射性能产生的影响为最小限度的观点来看，优选使靠光射出侧较近的位置的部件具有光散射性。
在上述实施方式中，示出了使光从采光部的第1端面、即面积小的一侧的端面入射的例子，但是与该例子相反，也可以使光从采光部的第2端面、即面积大的一侧的端面入射。另外，采光部的剖面形状不限于梯形，可以为梯形以外的四边形、三角形，能够采用其它的各种形状。并且，上述实施方式中例示的各构成要素的材料、形状、尺寸等的具体结构能够适当变更。
实施例
眩光被分类为因视线附近的高亮度光源而难以看见视觉对象物的失能眩光和产生心理上的不适感的不适眩光。在一般的办公室中，存在引起失能眩光的光源的情况较少，不适眩光的对策被重视。不适眩光能够由光源的亮度、光源的大小、光源的位置或者天棚面、壁面等背景的亮度定量地表示。不适眩光的指标之一有作为国际照明委员会(CIE)基准的UGR(UnifiedGlareRating：统一眩光值)。
当设背景亮度为Lb[cd/m2]、照明的发光部在观测者的眼睛方向上的亮度为L[cd/m2]、照明的发光部占观测者的视野的立体角为ω[sr]、照明的位置指数为P时，UGR由以下的(1)式表示。
UGR＝8×log{(0.25/Lb)×Σ(L2ω/P2)}……(1)
本发明的发明人们，使用上述的UGR，通过模拟实际验证本实施方式的采光膜的眩光降低效果。以下，说明其结果。
作为模拟条件，如图9所示，设定进深w为16m的朝南的房间14。在房间14的南侧配置有一定高度的窗户15，在窗户15的上侧的1/3设置有采光膜16。具体来说，从房间14的地面至天棚的高度为2.7m，从窗户15的下端至上端(天棚)的高度T1为1.8m，从地面至窗户15的下端的高度T2为0.9m。令采光膜16的高度方向的尺寸T3为0.6m，将采光膜16的上端与窗户15的上端一致地配置。太阳的中天高度为55°。
就太阳光的光量而言，水平面直达日射量为2.37MJ/m2/h，水平面散射日射量为0.62MJ/m2/h。这些日射量相当于平均年中的3月16日上述12点的东京的日射量。将水平面的日射量换算为窗面的日射量时，窗面直达日射量为50849lm/m2，窗面散射日射量为9499lm/m2。
就太阳光的亮度而言，设与直达日射的光的扩展相当的太阳光的视觉直径为0.52deg，作成具有将其再现的距离d＝1.5×108km、半径r＝7×105km的直达日射用光源。另外，还另行作成均匀亮度的散射日射用光源。
算出UGR的观测位置X1为从作为房间的中央的距离窗户8m的位置。在距离窗户8m的位置，在采光膜不具有光散射性的比较例的模型、采光膜具有各向同性散射的实施例1的模型、采光膜具有各向异性散射的实施例2的模型的3种类中计算出UGR。作为3种模型中共同的计算条件，设定图10所示的采光膜。采光部3A的第1端面的宽度W1为13.4μm，第2端面的宽度W2为30μm。采光部3A的高度H为45μm。
对实施例1的模型而言，设定对光射出面赋予使平行光散射时的亮度分布的标准偏差为15°的各向同性高斯散射。对实施例2的模型而言，设定对光射出面赋予使平行光散射时的亮度分布的标准偏差在铅垂方向为5°、在水平方向为60°的各向异性高斯散射。此外，在UGR的算出时，将窗户分割、看作小光源的集合体来算出UGR。
图11是表示比较例的模型的采光面的亮度分布的图。左上的亮度分布图中，横轴表示水平方向上的角度[°]，纵轴表示铅垂方向上的角度[°]。左下的曲线图是将水平方向上的亮度分布曲线化的曲线图，右上的曲线图是将铅垂方向上的亮度分布曲线化的曲线图。
比较例的模型的计算UGR的结果，从距离窗户8m的位置，UGR为40.1。对于观察者而言，UGR的值越大，对于眩光越感觉不适，UGR的值越小，对于眩光越不感觉不适。一般的办公室的基准中要求UGR为19以下。所以，距离窗户8m的位置的比较例的模型的UGR的值大大超过一般的办公室的基准。其原因被推定为图1所示的光L2那样的直达日射导致的不适眩光。
图12是表示实施例1的模型的采光面的亮度分布的图。左上的亮度分布图中，横轴表示水平方向上的角度[°]，纵轴表示铅垂方向上的角度[°]。左下的曲线图是将水平方向上的亮度分布曲线化得到的曲线图，右上的曲线图是将铅垂方向上的亮度分布曲线化得到的曲线图。通过对采光膜赋予各向同性散射，与比较例的模型相比最大亮度大幅降低。
对于实施例1的模型计算UGR的结果是，距离窗户8m的位置的UGR的值为18.5，从作为比较例的模型的UGR的值的40.1大幅改善。
由此，能够满足一般的办公室的基准。像这样，实际验证了对采光膜赋予各向同性散射能够抑制眩光。
图13是表示实施例2的模型的采光面的亮度分布的图。左上的亮度分布图中，横轴表示水平方向上的角度[°]，纵轴表示铅垂方向上的角度[°]。左下的曲线图是将水平方向上的亮度分布曲线化而得到的曲线图，右上的曲线图是将铅垂方向上的亮度分布曲线化的曲线图。通过对采光膜赋予各向异性散射，与比较例的模型相比最大亮度大幅降低。
对实施例2的模型计算UGR的结果，距离窗户8m的位置的UGR的值为18.3，从作为比较例的模型的UGR的值的40.1大幅改善。
由此，能够满足一般的办公室的基准。像这样，实际验证了对采光膜赋予各向异性散射能够抑制眩光。特别是，可知通过对采光膜赋予水平方向的散射性高的各向异性散射，能够对天棚照度分布不产生大影响地降低眩光。
此外，上述的UGR的计算值只不过是一个例子，例如通过适当变更采光部的形状、光散射性的程度，能够使实施例的模型的UGR值更加最优化。
[照明调光系统]
图14是表示具有采光装置和照明调光系统的房间模型2000的图。
图15是表示房间模型2000的天棚的俯视图。
本发明中，构成被导入外光的房间2003的天棚2003a的天棚部件可以不具有高光反射性。如图14和图15所示，在房间2003的天棚2003a设置有光反射性天棚部件2003A作为具有光反射性的天棚部件。光反射性天棚部件2003A设置在窗边的天棚2003a，其目的在于促进将来自设置在窗户2002的采光装置2010的外光导入室内的深处。具体来说，设置在天棚2003a的所定的区域E(从窗户2002起约3m的区域)。
该光反射性天棚部件2003A，如上所述，起到将通过设置有本发明的采光装置2010(上述任一实施方式的采光装置)的窗户2002被导入室内的外光有效地导入至室内的深处的作用。从采光装置2010向室内的天棚2003a导入的外光，在光反射性天棚部件2003A反射，改变朝向而照射设置在室内的深处的桌子2005的桌子上表面2005a，发挥使该桌子上表面2005a明亮的效果。
光反射性天棚部件2003A可以为扩散反射性，也可以为镜面反射性，但是为了兼顾使设置在室内的深处的桌子2005的桌子上表面2005a明亮的效果和抑制对处于室内的人来说不适的眩光的效果，优选将两者的特性适当混合。
由本发明的采光装置2010导入室内的光大部分向窗户2002的附近的天棚去，窗户2002的附近的光量充足的情况较多。因此，通过兼用上述的光反射性天棚部件2003A，能够将入射窗附近的天棚(区域E)的光分向与窗边相比光量少的室内的深处。
光反射性天棚部件2003A例如能够通过对铝那样的金属板实施基于几十微米程度的凹凸的压花加工，或在形成有同样的凹凸的树脂基板的表面蒸镀铝那样的金属膜而作成。或者，通过压花加工形成的凹凸可以以更大周期的曲面形成。
并且，通过适当改变形成在光反射性天棚部件2003A的压花形状，能够控制光的配光特性、室内的光的分布。例如，在施加压花加工形成向室内的深处延伸的条状的情况下，在光反射性天棚部件2003A反射的光向窗户2002的左右方向(与凹凸的长边方向交叉的方向)扩展。房间2003的窗户2002的大小和朝向被限制的情况下，利用这样的性质，能够通过光反射性天棚部件2003A使光向水平方向扩散，并且，能够使其向室内的进深方向反射。
本发明的采光装置2010被用作房间2003的照明调光系统的一部分。照明调光系统例如由房间整体的构成部件构成，房间整体的构成部件包括采光装置2010、多个室内照明装置2007、设置于窗户的日射调整装置2008、上述部件的控制系统2009、设置在天棚2003a的光反射性天棚部件2003A。
房间2003的窗户2002，在上部侧设置有采光装置2010，在下部侧设置有日射调整装置2008。在此，作为日射调整装置2008设置了百叶窗，但是不限于此。
房间2003中，多个室内照明装置2007在窗户2002的左右方向(Y方向)和室内的进深方向(X方向)上呈格子状配置。这些多个室内照明装置2007与采光装置2010一起构成房间2003整体的照明系统。
如图14和图15所示，例如示出窗户2002的左右方向(Y方向)的长度L1为18m、房间2003的进深方向(X方向)的长度L2为9m的办公室的天棚2003a。在此，室内照明装置2007在天棚2003a的横方向(Y方向)和进深方向(X方向)分别隔着1.8m的间隔P呈格子状配置。更具体来说，50个室内照明装置2007配置为10行(Y方向)×5列(X方向)。
室内照明装置2007包括室内照明器具2007a、亮度度检测部2007b和控制部2007c，亮度检测部2007b和控制部2007c与室内照明器具2007a一体化构成。
室内照明装置2007可以分别包括多个室内照明器具2007a和亮度检测部2007b。不过，亮度检测部2007b相对于各室内照明器具2007a各设置1个。亮度检测部2007b接受室内照明器具2007a照明的被照射面的反射光，检测被照射面的照度。在此，通过亮度检测部200b检测设置在室内的桌子2005的桌子上表面2005a的照度。
在各室内照明装置2007各设置有1个的控制部2007c彼此连接。各室内照明装置2007通过彼此连接的控制部2007c，进行调整各个室内照明器具2007a的LED灯的光输出的反馈控制，使得各个亮度检测部2007b检测的桌子上表面2005a的照度成为一定的目标照度L0(例如，平均照度：750lx)。
图16是表示由采光装置采到室内的光(自然光)的照度与室内照明装置的照度(照明调光系统)的关系的曲线图。
如图16所示，基于采光装置2010(自然光的采光)的桌面上表面的照度，离窗户越远越降低。另一方面，在不在窗户设置采光装置2010而在室内的天棚设置有室内照明装置2007(照明调光系统)的情况下，离窗户越远，桌子上表面的照度越上升。可知在并用这些采光装置2010和室内照明装置2007(照明调光系统)的情况下，与使用采光装置2010和室内照明装置2007(照明调光系统)中的任一者的情况相比，室内的桌子上表面的照度整体上升。由于采光装置2010的效果，窗边最明亮，随着离开窗户而稍微看到亮度的降低，但是能够获得大致一定的照度(平均照度：750lx)。
如以上所示，通过兼用采光装置2010和照明调光系统(室内照明装置2007)，能够使光到达室内的深处，能够进一步提高室内的亮度。因此，能够获得不受太阳高度的影响的更加稳定的明亮的光环境。
工业上的可利用能性
本发明可利用于能够将光有效地采入室内等空间的采光部件、采光器和采光部件的设置方法。
附图标记说明
1、16、21、25、31、35、41、46、57……采光膜；2、22、32、36……第1基材；3、28、33……采光部；4……第1粘接层；5……第2基材、7……光散射层、9……空隙部；23……凸透镜；43……板材(光吸收部件)；45、55……采光器；47……百叶窗(光衰减部件)。
Claims (11)
1.一种采光部件，其特征在于，包括：
具有光透过性的第1基材；
设置在所述第1基材的第1面的具有光透过性的多个采光部；和
设置在所述多个采光部之间的空隙部，
与所述空隙部接触的所述采光部的侧面的一部分作为将入射到所述采光部的光反射的反射面起作用，
所述采光部件具有如下功能：
设以通过入射到所述采光部的光中的任意一条光线在所述反射面入射的点C且与所述第1基材的第1面正交的假想的直线F为边界的2个空间中的、存在在所述点C入射的所述光线的一侧的空间为第1空间，不存在在所述点C入射的所述光线的一侧的空间为第2空间的情况下，
使从所述第1基材或者所述采光部射出的光中的、向所述第2空间一侧行进的光的强度衰减。
2.如权利要求1所述的采光部件，其特征在于：
所述功能为使向所述第2空间一侧行进的光散射的功能。
3.如权利要求2所述的采光部件，其特征在于：
所述功能为沿着作为所述反射面起作用的所述采光部的侧面的主要延伸方向的面内的散射强于其它面内的散射的各向异性散射功能。
4.如权利要求2所述的采光部件，其特征在于：
所述功能为使向所述第2空间一侧行进的光有选择地散射的功能。
5.如权利要求2至4中任一项所述的采光部件，其特征在于：
所述第1基材或者所述采光部具有光散射性。
6.如权利要求2至5中任一项所述的采光部件，其特征在于，还包括：
隔着所述采光部设置在与所述第1基材相反的一侧的第2基材；和
将所述采光部与所述第2基材粘接的粘接层，
所述第2基材或者所述粘接层具有光散射性。
7.如权利要求1所述的采光部件，其特征在于：
在所述第1基材或者所述采光部的光射出侧具有使向所述第2空间一侧行进的光的强度衰减的光衰减部件。
8.如权利要求7所述的采光部件，其特征在于：
所述光衰减部件是使向所述第2空间一侧行进的光反射的光反射部件。
9.如权利要求7所述的采光部件，其特征在于：
所述光衰减部件是将向所述第2空间一侧行进的光吸收的光吸收部件。
10.一种采光器，其特征在于：
包括采光部件和光衰减部件，
所述采光部件包括：具有光透过性的第1基材；设置在所述第1基材的第1面的具有光透过性的多个采光部；和设置在所述多个采光部之间的空隙部，与所述空隙部接触的所述采光部的侧面的一部分作为将入射到所述采光部的光反射的反射面起作用，
所述采光器具有如下功能：
设以通过入射到所述采光部的光中的任意一条光线在所述反射面入射的点C且与所述第1基材的第1面正交的假想的直线F为边界的2个空间中的、存在在所述点C入射的所述光线的一侧的空间为第1空间，不存在在所述点C入射的所述光线的一侧的空间为第2空间的情况下，
所述光衰减部件使从所述第1基材或者所述采光部射出的光中的、向所述第2空间一侧行进的光的强度衰减。
11.一种采光部件的设置方法，其特征在于：
该采光部件包括：
具有光透过性的第1基材；
设置在所述第1基材的第1面的具有光透过性的多个采光部；和
设置在所述多个采光部之间的空隙部，
与所述空隙部接触的所述采光部的侧面的一部分作为将入射到所述采光部的光反射的反射面起作用，
该采光部件具有如下功能：
设以通过入射到所述采光部的光中的任意一条光线在所述反射面入射的点C且与所述第1基材的第1面正交的假想的直线F为边界的2个空间中的、存在在所述点C入射的所述光线的一侧的空间为第1空间，不存在在所述点C入射的所述光线的一侧的空间为第2空间的情况下，
使从所述第1基材或者所述采光部射出的光中的、向所述第2空间一侧行进的光的强度衰减，
所述采光部件的设置方法中，将所述采光部件配置成作为所述反射面起作用的所述采光部的侧面朝向铅垂方向下方，且将所述采光部件设置在窗户的上部。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180518 |