JP2013235860A - 窓システム及びその中の導光フィルム - Google Patents

窓システム及びその中の導光フィルム Download PDF

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Abstract

【課題】 従来型の太陽光誘導装置の照明効果は理想的ではない。
【解決手段】
本発明は、フィルム基部と、少なくとも１つの微細構造と、を含む導光フィルムに関する。微細構造は、フィルム基部のある側面上に配置され、第１の表面、及び第２の表面を備える。第１の傾斜角は第１の表面と、基準面と、の間であり、基準面はフィルム基部に垂直であり、第２の傾斜角は第２の表面と、基準面と、の間である。８５〜１２０度の出射角を有する出射光線の総エネルギーが、０〜１８０度の出射角を有する出射光線の総エネルギーの４０％を上回る。したがって、この導光フィルムは、入射光線を室内にほぼ水平に誘導し、かつ眩しさを回避することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、窓システム及びその中の導光フィルムに関し、より詳細には、窓システム及び入射光の方向を変更することのできる導光フィルムに関する。
従来型の太陽光誘導装置は、プレート、シャッタ、又はフィルムなどのさまざまなタイプのものであり、部屋の窓上又は窓の付近に配置され、部屋の外側の太陽光線を室内に誘導するために使用される。太陽光線は、室内の天井にある反射器を照射するように向けられる。次いで、太陽光線は、反射器によって反射され、室内照明又は補助照明として使用される。さらに、一部の従来型の太陽光誘導装置では、太陽光線が、天井の反射器によって反射されることなく室内に直接誘導される。
従来型の太陽光誘導装置は、太陽光の直接光線及び拡散光線を天井の反射器に引き込み及び／又は反射によって誘導し、それにより、部屋の内部を均一に照明し、不快な眩しさを低減させることができる。さらに、従来型の太陽光誘導装置を使用すると、日中に照明装置が使用するエネルギーを節減することができる。
従来型の太陽光誘導装置の欠点を、次のように説明する。天井に反射器がない場合、太陽光線を窓から遠く離れた空間に向けることができない。すなわち、室内に誘導された太陽光線は、窓付近で床又は天井に当たる。したがって、照明効果が理想的ではなくなる。
したがって、上記の問題を解決するための、窓システム及びその中の導光フィルムを提供する必要がある。
本発明は、フィルム基部（film base）と、少なくとも１つの微細構造と、を備える導光フィルムを対象とする。フィルム基部は、第１の側面、及び第１の側面の反対側にある第２の側面を有する。微細構造は、フィルム基部の第１の側面又は第２の側面上に配置され、第１の表面、及び第１の表面の上方に第２の表面を備える。第１の傾斜角が、第１の表面と、基準面と、の間にあり、基準面はフィルム基部に垂直であり、第２の傾斜角が、第２の表面と基準面と、の間にある。
それにより、複数の入射光線が、導光フィルムを通過した後に複数の出射光線になる。出射角は、出射光線と、導光フィルムと、の間の角度と定義される。出射光線が下向きかつ導光フィルムと平行であるときに、出射角は０度と定義され、出射光線が上向きかつ導光フィルムと平行であるときに、出射角は１８０度と定義される。８５〜１２０度の出射角を有する出射光線の総エネルギーは、０〜１８０度の出射角を有する出射光線の総エネルギーの４０％を上回る。
本発明において、導光フィルムが、入射光線を室内にほぼ水平に誘導し、かつ眩しさを回避することができる。
本発明はさらに、第１の保護プレートと、第２の保護プレートと、導光フィルムと、を備える窓システムを対象とする。第２の保護プレートは、第１の保護プレートに固定される。導光フィルムは、上述の導光フィルムと同じものであり、第１の保護プレートと、第２の保護プレートと、の間の収容空間内に配置される。導光フィルムは、第１の保護プレート又は第２の保護プレートに取り付けられ、フィルム基部、及び少なくとも１つの微細構造を備える。
本発明の第１の実施形態に係る導光フィルムの斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る導光フィルムの側面図である。 図２の部分拡大図である。 本発明の第１の実施形態の別のタイプの導光フィルムの図である。 本発明に係る導光フィルムの実際の利用をシミュレーションするための試験装置の概略図である。 本発明の第２の実施形態に係る導光フィルムの部分拡大側面図である。 本発明の第３の実施形態に係る導光フィルムの部分拡大側面図である。 本発明の第４の実施形態に係る窓システムの側面図である。 本発明の第５の実施形態に係る窓システムの側面図である。 本発明の第６の実施形態に係る導光フィルムの部分拡大側面図である。 本発明の第７の実施形態に係る窓システムの側面図である。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る導光フィルムの斜視図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る導光フィルムの側面図である。図３は、図２の部分拡大図である。導光フィルム１は、フィルム基部１１、及び少なくとも１つの微細構造１２を備える。この実施形態では、導光フィルム１は、複数の微細構造１２を備える。フィルム基部１１は、第１の側面１１１及び第２の側面１１２を有し、第２の側面１１２は第１の側面１１１の反対側にある。
微細構造１２は、フィルム基部１１の第２の側面上１１２に配置され、第１の表面１２１及び第２の表面１２２を備える。第２の表面１２２は、第１の表面１２１の上方にある。基準面２０が、フィルム基部１１の第１の側面１１１又は第２の側面１１２に垂直な想像面（phantom plane）として定義される。すなわち、導光フィルム１が直立するとき、基準面２０は水平な想像面である。第１の傾斜角θ１は、、第１の表面１２１と、基準面２０と、の間である。第２の傾斜角θ２は、第２の表面１２２と、基準面２０と、の間である。
図３及び図４に示すように、この実施形態では、第１の傾斜角θ１の値が２１〜２５度であり、第２の傾斜角θ２の値が２０〜２８度である。好ましくは、第１の傾斜角θ１の値は第２の傾斜角θ２の値とは異なり、その場合、第１の傾斜角θ１は２３度であり、第２の傾斜角θ２は２４度である。
この実施形態では、微細構造１２の断面がほぼ三角形であり、第１の表面１２１が第２の表面１２２と交差する。しかし、微細構造１２はさらに、図４に示すように湾曲角取り部（curved chamfer）１２３を備えることができる。湾曲角取り部１２３は、第１の表面１２１と、第２の表面１２２との間に配置され、第１の表面１２１及び第２の表面１２２に隣接する。
フィルム基部１１の材料は、微細構造１２の材料と同じものである。それらは、１．３５〜１．６５の屈折率を有する、ポリメチルメタクリレート（PMMA）、アクリルベースポリマー、ポリカーボネート（PC）、ポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリスチレン（PS）、又はそれらのコポリマーなどの光透過性材料から形成される。フィルム基部１１の材料は、微細構造１２の材料とは異なってもよいことを理解されたい。
実際の利用中、複数の入射光線３０が、導光フィルム１を通過した後に複数の出射光線３１になる。この実施形態では、導光フィルム１が部屋の窓のガラス（図示せず）に取り付けられ、入射光線３０が部屋の外側の太陽光線であり、出射光線が部屋の内側の太陽光線である。微細構造１２は入射光線３０に面する。
図２に示すように、出射角θ３は、出射光線３１と、導光フィルム１と、の間の角度と定義される。出射光線（すなわち出射光線３２）が下向きかつ導光フィルム１と平行であるときに、出射角θ３は０度と定義される。出射光線（すなわち出射光線３３）が水平かつ基準面２０と平行であるときに、出射角θ３は９０度と定義される。出射光線（すなわち出射光線３４）が上向きかつ導光フィルム１と平行であるときに、出射角θ３は１８０度と定義される。
入射角θ４は、入射光線３０と、基準面２０と、の間の角度と定義される。入射光線３０が下向きのときに、入射角θ４は正と定義され、入射光線（図示せず）が水平かつ基準面２０と平行であるときに、入射角θ４は０度と定義され、入射光線（図示せず）が上向きのときに、入射角θ４は負と定義される。
図２に示すように、入射光線３０は、微細構造１２の第２の表面１２２を通じて屈折により微細構造１２に入り、微細構造１２の第１の表面１２１によって反射される。次いで、反射された入射光線３０は、フィルム基部１１を通過して、出射光線３１になる。入射光線３０は、第１の傾斜角θ１及び第２の傾斜角θ２の特定の設計により、第１の表面１２１によって反射されることに留意されたい。出射光線３１は、特定の範囲の出射角θ３内に集中し、すなわち、特定の範囲の出射角を有する出射光線３１の総エネルギーは、他の範囲の出射角を有する他の出射光線３１と比較したとき、ピークとなる。
この実施形態では、入射光線３０の入射角θ４が３０〜６０度であり、８５〜１２０度の出射角を有する出射光線３１の総エネルギーが、０〜１８０度の出射角を有する出射光線３１の総エネルギーの４０％を上回る。
他の実施形態では、入射光線３０の入射角θ４が３０〜６０度であり、８５〜１２０度の出射角を有する出射光線３１の総エネルギーが、０〜１８０度の出射角を有する出射光線３１の総エネルギーの５０％、６０％、又は７０％を上回る。
図５は、本発明に係る導光フィルムの実際の利用をシミュレーションするための試験装置の概略図である。試験装置６は、４つの光源６１、６２、６３、６４、及び３７個の受光器６５を含む。導光フィルム１が、試験装置６の中心に配置され、光源６１、６２、６３、６４が、導光フィルム１の左側に配置され、受光器６５が、導光フィルム１の右側に配置される。受光器６５は、半円形の外観を形成するように導光フィルム１を取り囲み、それらの間の間隔は等しく、したがって受光器６５は、出射光線３１のエネルギー（例えばルーメン）を０から１８０度まで５度ごとに測定することができる。
光源６１は、入射光線を３０度の角度で発生させるために使用され、光源６２は、入射光線を４０度の角度で発生させるために使用され、光源６３は、入射光線を５０度の角度で発生させるために使用され、光源６４は、入射光線を６０度の角度で発生させるために使用される。光源６１、６２、６３、６４は、同時にオンにされる。
シミュレーションパラメータは、次のとおりである。導光フィルム１のフィルム基部１１の屈折率は１．５９である。導光フィルム１のサイズは、１０×１０ｍｍ２である。光源６１、６２、６３、６４それぞれの直径は４ｍｍである。受光器６５それぞれの直径は１３ｍｍである。光源６１、６２、６３、６４と、導光フィルム１と、の間の距離は１００ｍｍである。受光器６５と、導光フィルム１と、の間の距離は１５７ｍｍである。
以下の表１は、導光フィルム１のシミュレーション結果を示す。表１では、θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（７３．８６％）は、０から１８０度までの受光器６５によって測定された出射光線３１の総エネルギーと、光源６１、６２、６３、６４によってもたらされた総エネルギーとの比を表す。θｔ ９０°〜１８０°のエネルギー比（６５．９０％）は、９０から１８０度までの受光器６５によって測定された出射光線３１の総エネルギーと、光源６１、６２、６３、６４によってもたらされた総エネルギーとの比を表す。θｔ ９０°〜１０５°のエネルギー比（４４．９７％）は、９０から１０５度までの受光器６５によって測定された出射光線３１の総エネルギーと、光源６１、６２、６３、６４によってもたらされた総エネルギーとの比を表す。θｔ ９０°〜１２０°のエネルギー比（６５．７４％）は、９０から１２０度までの受光器６５によって測定された出射光線３１の総エネルギーと、光源６１、６２、６３、６４によってもたらされた総エネルギーとの比を表す。θｔ ８５°〜１２０°のエネルギー比（７０．３２％）は、８５から１２０度までの受光器６５によって測定された出射光線３１の総エネルギーと、光源６１、６２、６３、６４によってもたらされた総エネルギーとの比を表す。
θｔ ９０°〜１８０°／θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（８９．２３％）は、θｔ ９０°〜１８０°のエネルギー比（６５．９０％）と、θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（７３．８６％）との比を表す。θｔ ９０°〜１０５°／θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（６０．８９％）は、θｔ ９０°〜１０５°のエネルギー比（４４．９７％）と、θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（７３．８６％）との比を表す。θｔ ９０°〜１２０°／θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（８９．００％）は、θｔ ９０°〜１２０°のエネルギー比（６５．７４％）と、θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（７３．８６％）との比を表す。θｔ ８５°〜１２０°／θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（９５．２１％）は、θｔ ８５°〜１２０°のエネルギー比（７０．３２％）と、θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（７３．８６％）との比を表す。
Figure 2013235860
表１に示すように、この実施形態の第１の傾斜角θ１（２３度）及び第２の傾斜角θ２（２４度）の特定の設計のため、θｔ ８５°〜１２０°／θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比は９５．２１％であり、これは、出射光線３１の９５．２１％が、８５〜１２０度の出射角内に向けられることを意味する。そのような範囲の８５〜１２０度の出射角が望ましいのは、１２０度よりも大きな角度を有する出射光線３１は、窓の付近で天井に当たり、８５度未満の角度を有する出射光線３１は、人間の目を直接照射して、眩しさを生じさせるためである。したがって、導光フィルム１は、入射光線３０を室内にほぼ水平に誘導し、かつ眩しさを回避することができる。
図６は、本発明の第２の実施形態に係る導光フィルムの部分拡大側面図である。この実施形態の導光フィルム２は、第１の実施形態の導光フィルム１（図３）とほぼ同じものであり、同じ数字が同じ要素に割り当てられている。この実施形態の導光フィルム２と、第１の実施形態の導光フィルム１と、の違いは、この実施形態では、第１の傾斜角θ１の値が１７〜２３度であり、第２の傾斜角θ２の値が３５〜４５度であるところにある。好ましくは、第１の傾斜角θ１の値は２０度であり、第２の傾斜角θ２の値は４０度である。
以下の表２は、導光フィルム２のシミュレーション結果を示す。表２では、θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（７２．１１％）は、０から１８０度までの受光器６５によって測定された出射光線３１の総エネルギーと、光源６１、６２、６３、６４によってもたらされた総エネルギーとの比を表す。θｔ ９０°〜１８０°のエネルギー比（５２．７４％）は、９０から１８０度までの受光器６５によって測定された出射光線３１の総エネルギーと、光源６１、６２、６３、６４によってもたらされた総エネルギーとの比を表す。θｔ ９０°〜１０５°のエネルギー比（３１．８１％）は、９０から１０５度までの受光器６５によって測定された出射光線３１の総エネルギーと、光源６１、６２、６３、６４によってもたらされた総エネルギーとの比を表す。θｔ ９０°〜１２０°のエネルギー比（５２．０８％）は、９０から１２０度までの受光器６５によって測定された出射光線３１の総エネルギーと、光源６１、６２、６３、６４によってもたらされた総エネルギーとの比を表す。θｔ ８５°〜１２０°のエネルギー比（５６．８０％）は、８５から１２０度までの受光器６５によって測定された出射光線３１の総エネルギーと、光源６１、６２、６３、６４によってもたらされた総エネルギーとの比を表す。
θｔ ９０°〜１８０°／θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（７３．１４％）は、θｔ ９０°〜１８０°のエネルギー比（５２．７４％）と、θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（７２．１１％）との比を表す。θｔ ９０°〜１０５°／θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（４４．１１％）は、θｔ ９０°〜１０５°のエネルギー比（３１．８１％）と、θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（７２．１１％）との比を表す。θｔ ９０°〜１２０°／θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（７２．２２％）は、θｔ ９０°〜１２０°のエネルギー比（５２．０８％）と、θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（７２．１１％）との比を表す。θｔ ８５°〜１２０°／θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（７８．７６％）は、θｔ ８５°〜１２０°のエネルギー比（５６．８０％）と、θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（７２．１１％）との比を表す。
Figure 2013235860
表１と比較すると、第２の実施形態のθｔ ８５°〜１２０°／θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（７８．７６％）は、第１の実施形態のθｔ ８５°〜１２０°／θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（９５．２１％）未満である。しかし、第２の実施形態の第１の傾斜角θ１と、第２の傾斜角θ２と、の和は、第１の実施形態の第１の傾斜角θ１と、第２の傾斜角θ２と、の和よりも大きく、そのことが導光フィルム２の加工をより容易にしている。
図７は、本発明の第３の実施形態に係る導光フィルムの部分拡大側面図である。この実施形態の導光フィルム３は、第１の実施形態の導光フィルム１（図３）とほぼ同じものであり、同じ数字が同じ要素に割り当てられている。この実施形態の導光フィルム３と、第１の実施形態の導光フィルム１と、の違いは、この実施形態では、微細構造１２がフィルム基部１１の第１の側面上１１１に配置されており、フィルム基部１１の第２の側面１１２が入射光線３０に面するところにある。さらに、第１の傾斜角θ１の値が３〜５度であり、第２の傾斜角θ２の値が２７〜３３度である。好ましくは、第１の傾斜角θ１の値は４度であり、第２の傾斜角θ２の値は３０度である。
以下の表３は、導光フィルム３のシミュレーション結果を示す。表３では、θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（８６．９２％）は、０から１８０度までの受光器６５によって測定された出射光線３１の総エネルギーと、光源６１、６２、６３、６４によってもたらされた総エネルギーとの比を表す。θｔ ９０°〜１８０°のエネルギー比（８４．９６％）は、９０から１８０度までの受光器６５によって測定された出射光線３１の総エネルギーと、光源６１、６２、６３、６４によってもたらされた総エネルギーとの比を表す。θｔ ９０°〜１０５°のエネルギー比（２３．５２％）は、９０から１０５度までの受光器６５によって測定された出射光線３１の総エネルギーと、光源６１、６２、６３、６４によってもたらされた総エネルギーとの比を表す。θｔ ９０°〜１２０°のエネルギー比（６５．９１％）は、９０から１２０度までの受光器６５によって測定された出射光線３１の総エネルギーと、光源６１、６２、６３、６４によってもたらされた総エネルギーとの比を表す。θｔ ８５°〜１２０°のエネルギー比（６５．９８％）は、８５から１２０度までの受光器６５によって測定された出射光線３１の総エネルギーと、光源６１、６２、６３、６４によってもたらされた総エネルギーとの比を表す。
θｔ ９０°〜１８０°／θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（９７．７４％）は、θｔ ９０°〜１８０°のエネルギー比（８４．９６％）と、θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（８６．９２％）との比を表す。θｔ ９０°〜１０５°／θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（２７．０６％）は、θｔ ９０°〜１０５°のエネルギー比（２３．５２％）と、θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（８６．９２％）との比を表す。θｔ ９０°〜１２０°／θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（７５．８３％）は、θｔ ９０°〜１２０°のエネルギー比（６５．９１％）と、θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（８６．９２％）との比を表す。θｔ ８５°〜１２０°／θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（７５．９１％）は、θｔ ８５°〜１２０°のエネルギー比（６５．９８％）と、θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（８６．９２％）との比を表す。
Figure 2013235860
図８は、本発明の第４の実施形態に係る窓システムの側面図である。窓システム４は、第１の保護プレート４１、第１の保護プレート４２、及び導光フィルム１を備える。第２の保護プレート４２は、第１の保護プレート４１に固定されて、閉空間を形成する。導光フィルム１は、第１の実施形態の導光フィルム１（図１〜４）と同じものであり、第１の保護プレート４１と、第２の保護プレート４２と、の間の収容空間内に配置される。導光フィルム１は、フィルム基部１１、及び少なくとも１つの微細構造１２を備える。第１の保護プレート４１、第２の保護プレート４２、フィルム基部１１、及び微細構造１２は光透過性であり、第２の保護プレート４２は入射光線３０に面する。好ましくは、第１の保護プレート４１及び第２の保護プレート４２の材料はガラスである。
導光フィルム１は、第１の保護プレート４１又は第２の保護プレート４２に取り付けられる。この実施形態では、フィルム基部１１の第１の側面１１１が、第１の保護プレート４１に取り付けられ、微細構造１２が、フィルム基部１１の第２の側面上１１２に配置され、第１の傾斜角θ１の値が２１〜２５度であり、第２の傾斜角θ２の値が２０〜２８度である。好ましくは、第１の傾斜角θ１の値は２３度であり、第２の傾斜角θ２の値は２４度である。
導光フィルム１は、第２の実施形態の導光フィルム２で置き換えてもよいことを理解されたい。導光フィルム２のフィルム基部１１の第１の側面１１１が、第１の保護プレート４１に取り付けられ、微細構造１２が、フィルム基部１１の第２の側面上１１２に配置され、第１の傾斜角θ１の値が１７〜２３度であり、第２の傾斜角θ２の値が３５〜４５度である。好ましくは、第１の傾斜角θ１の値は２０度であり、第２の傾斜角θ２の値は４０度である。
図９は、本発明の第５の実施形態に係る窓システムの側面図である。窓システム５は、第１の保護プレート４１、第１の保護プレート４２、及び導光フィルム３を備える。第２の保護プレート４２は、第１の保護プレート４１に固定されて、閉空間を形成する。導光フィルム３は、第３の実施形態の導光フィルム３（図７）と同じものであり、第１の保護プレート４１と、第２の保護プレート４２と、の間の収容空間内に配置される。導光フィルム３は、フィルム基部１１、及び少なくとも１つの微細構造１２を備える。第１の保護プレート４１、第２の保護プレート４２、フィルム基部１１、及び微細構造１２は光透過性であり、第２の保護プレート４２は入射光線３０に面する。好ましくは、第１の保護プレート４１及び第２の保護プレート４２の材料はガラスである。
導光フィルム３は、第２の保護プレート４２に取り付けられる。この実施形態では、フィルム基部１１の第２の側面１１２が、第２の保護プレート４２に取り付けられ、微細構造１２が、フィルム基部１１の第１の側面上１１１に配置され、第１の傾斜角θ１の値が３〜５度であり、第２の傾斜角θ２の値が２７〜３３度である。好ましくは、第１の傾斜角θ１の値は４度であり、第２の傾斜角θ２の値は３０度である。
図１０は、本発明の第６の実施形態に係る導光フィルムの部分拡大側面図である。この実施形態の導光フィルム６は、第１の実施形態の導光フィルム１（図３）とほぼ同じものであり、同じ数字が同じ要素に割り当てられている。この実施形態の導光フィルム６と第１の実施形態の導光フィルム１の違いを、次のように説明する。
この実施形態では、フィルム基部１１の材料が、微細構造１２の材料とは異なってよい。フィルム基部１１は、１．３５〜１．６５の屈折率を有する、ポリメチルメタクリレート（PMMA）、アクリルベースポリマー、ポリカーボネート（PC）、ポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリスチレン（PS）、又はそれらのコポリマーなどの光透過性プラスチック材料から形成される。微細構造１２は、１．９〜２．６の屈折率を有する、酸化チタン（ＴｉＯ２）又は五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ３）などの光透過性金属酸化物から形成される。フィルム基部１１上に金属酸化物の層が形成され、次いで、微細構造１２を形成するようにエッチングされる。フィルム基部１１の材料は、微細構造１２の材料と同じものでもよく、それらはいずれも金属酸化物であることを理解されたい。
第１の傾斜角θ１の値は、第２の傾斜角θ２の値以下である。第１の傾斜角θ１の値と第２の傾斜角θ２の値の和は、６３〜８７度である。第１の傾斜角θ１の値は１１〜１９度であり、第２の傾斜角θ２の値は５２〜６８度である。好ましくは、第１の傾斜角θ１の値は１５度であり、第２の傾斜角θ２の値は６０度である。
以下の表４は、さまざまなタイプの導光フィルム６のシミュレーション結果を示し、表中、ｎは微細構造１２の屈折率であり、シミュレーション結果はエネルギー比である。表４では、これらのタイプは、左から右に順に、第１のタイプ（第１の傾斜角θ1の値が１５度であり、第２の傾斜角θ2の値が６０度であり、微細構造１２の屈折率が２．３である）、第２のタイプ（第１の傾斜角θ1の値が１５度であり、第２の傾斜角θ2の値が５２度であり、微細構造１２の屈折率が２．３である）、第３のタイプ（第１の傾斜角θ1の値が１５度であり、第２の傾斜角θ2の値が６６度であり、微細構造１２の屈折率が２．３である）、第４のタイプ（第１の傾斜角θ1の値が１１度であり、第２の傾斜角θ2の値が６０度であり、微細構造１２の屈折率が２．３である）、第５のタイプ（第１の傾斜角θ1の値が１５度であり、第２の傾斜角θ2の値が６０度であり、微細構造１２の屈折率が２．１である）、及び第６のタイプ（第１の傾斜角θ1の値が１５度であり、第２の傾斜角θ2の値が６０度であり、微細構造１２の屈折率が２．６である）である。
表４では、最も左の第１のタイプを例にとると、θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（６４．９％）は、０から１８０度までの受光器６５によって測定された出射光線３１の総エネルギーと、光源６１、６２、６３、６４によってもたらされた総エネルギーとの比を表す。θｔ ９０°〜１８０°のエネルギー比（６４．８％）は、９０から１８０度までの受光器６５によって測定された出射光線３１の総エネルギーと、光源６１、６２、６３、６４によってもたらされた総エネルギーとの比を表す。θｔ ９０°〜１０５°のエネルギー比（２０．６％）は、９０から１０５度までの受光器６５によって測定された出射光線３１の総エネルギーと、光源６１、６２、６３、６４によってもたらされた総エネルギーとの比を表す。θｔ ９０°〜１２０°のエネルギー比（５５．２％）は、９０から１２０度までの受光器６５によって測定された出射光線３１の総エネルギーと、光源６１、６２、６３、６４によってもたらされた総エネルギーとの比を表す。θｔ ８５°〜１２０°のエネルギー比（５５．２％）は、８５から１２０度までの受光器６５によって測定された出射光線３１の総エネルギーと、光源６１、６２、６３、６４によってもたらされた総エネルギーとの比を表す。
θｔ ９０°〜１８０°／θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（９９．８％）は、θｔ ９０°〜１８０°のエネルギー比（６４．８％）と、θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（６４．９％）との比を表す。θｔ ９０°〜１０５°／θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（３１．８％）は、θｔ ９０°〜１０５°のエネルギー比（２０．６％）と、θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（６４．９％）との比を表す。θｔ ９０°〜１２０°／θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（８５．０％）は、θｔ ９０°〜１２０°のエネルギー比（５５．２％）と、θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（６４．９％）との比を表す。θｔ ８５°〜１２０°／θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（８５．０％）は、θｔ ８５°〜１２０°のエネルギー比（５５．２％）と、θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比（６４．９％）との比を表す。
Figure 2013235860
表４に示すように、最も左の第１のタイプを例にとると、第１の傾斜角θ１（１５度）、第２の傾斜角θ２（６０度）、及び屈折率の特定の設計のため、θｔ ８５°〜１２０°／θｔ ０°〜１８０°のエネルギー比は８５％であり、これは、出射光線３１の８５％が、８５〜１２０度の出射角内に向けられることを意味する。好ましい一実施形態では、導光フィルム６が、部屋のより高い窓、例えば採光窓のところにあってよい。したがって、導光フィルム６は、入射光線３０を室内にほぼ水平に誘導し、かつ眩しさを回避することができる。さらに、この実施形態の第１の傾斜角θ１と第２の傾斜角θ２の和（６３°〜８７°）は、第１の実施形態の第１の傾斜角θ１と第２の傾斜角θ２の和（４７°）よりも大きく、そのことが導光フィルム６の加工をより容易にしている。
図１１は、本発明の第７の実施形態に係る窓システムの側面図である。窓システム７は、第１の保護プレート４１、第１の保護プレート４２、及び導光フィルム６を備える。第２の保護プレート４２は、第１の保護プレート４１に固定されて、閉空間を形成する。導光フィルム６は、第６の実施形態の導光フィルム６（図１０）と同じものであり、第１の保護プレート４１と、第２の保護プレート４２と、の間の収容空間内に配置される。導光フィルム６は、フィルム基部１１、及び少なくとも１つの微細構造１２を備える。第１の保護プレート４１、第２の保護プレート４２、フィルム基部１１、及び微細構造１２は光透過性であり、第２の保護プレート４２は入射光線３０に面する。好ましくは、第１の保護プレート４１及び第２の保護プレート４２の材料はガラスである。
導光フィルム６は、第１の保護プレート４１に取り付けられる。この実施形態では、フィルム基部１１の第１の側面１１１が、第１の保護プレート４１に取り付けられ、微細構造１２が、フィルム基部１１の第２の側面上１１２に配置される。微細構造１２は、１．９〜２．６の屈折率を有する、酸化チタン（ＴｉＯ２）又は五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ３）などの光透過性金属酸化物から形成される。第１の傾斜角θ１の値は、第２の傾斜角θ２の値以下である。第１の傾斜角θ１の値と第２の傾斜角θ２の値の和は、６３〜８７度である。第１の傾斜角θ１の値は１１〜１９度であり、第２の傾斜角θ２の値は５２〜６８度である。好ましくは、第１の傾斜角θ１の値は１５度であり、第２の傾斜角θ２の値は６０度である。
以上、本発明のいくつかの実施形態を、図示し説明してきたが、当業者の手でさまざまな修正及び改善を行うことができる。したがって、本発明の実施形態は、限定的な意味で説明されているのではなく、例示として説明されている。本発明は、図示の特定の形態に限定すべきではないこと、また本発明の趣旨及び範囲を維持するあらゆる修正が、添付の特許請求の範囲において規定される範囲内に含まれることが意図される。

Claims (34)

  1. 導光フィルムであって、
    第１の側面、及び前記第１の側面の反対側にある第２の側面を有するフィルム基部と、
    前記フィルム基部の前記第１の側面又は前記第２の側面上に配置され、第１の表面、及び前記第１の表面の上方の第２の表面を備える、少なくとも１つの微細構造であって、第１の傾斜角は前記第１の表面と、基準面と、の間であり、前記基準面が前記フィルム基部に垂直であり、第２の傾斜角は前記第２の表面と、前記基準面と、の間である、少なくとも１つの微細構造と、
    を備え、
    それにより、複数の入射光線が、前記導光フィルムを通過した後に複数の出射光線になり、出射角が、前記出射光線と、当該導光フィルムと、の間の角度と定義され、前記出射光線が下向きかつ前記導光フィルムと平行であるときに、前記出射角が０度と定義され、前記出射光線が上向きかつ前記導光フィルムと平行であるときに、前記出射角が１８０度と定義され、８５〜１２０度の前記出射角を有する前記出射光線の総エネルギーが、０〜１８０度の前記出射角を有する前記出射光線の総エネルギーの４０％を上回る、
    導光フィルム。
  2. 前記導光フィルムが部屋の窓のガラスに取り付けられ、前記入射光線が前記部屋の外側の太陽光線であり、前記出射光線が前記部屋の内側の太陽光線である、請求項１に記載の導光フィルム。
  3. 前記微細構造の断面がほぼ三角形である、請求項１に記載の導光フィルム。
  4. 前記微細構造がさらに湾曲角取り部を備え、前記湾曲角取り部が、前記第１の表面と、前記第２の表面と、の間に配置され、前記第１の表面及び前記第２の表面に隣接する、請求項３に記載の導光フィルム。
  5. 前記入射光線が下向きであり、前記出射光線の５０％超が上向きである、請求項１に記載の導光フィルム。
  6. 入射角が、前記入射光線と、前記基準面と、の間の角度と定義され、前記入射光線が下向きのときに、前記入射角が正と定義され、前記入射光線の前記入射角が３０〜６０度である、請求項１に記載の導光フィルム。
  7. 前記第１の傾斜角の値が、前記第２の傾斜角の値とは異なる、請求項１に記載の導光フィルム。
  8. 前記少なくとも１つの微細構造が、前記フィルム基部の前記第２の側面上に配置され、前記第１の傾斜角の値が２１〜２５度であり、前記第２の傾斜角の値が２０〜２８度である、請求項１に記載の導光フィルム。
  9. 前記微細構造が前記入射光線に面する、請求項８に記載の導光フィルム。
  10. 前記第１の傾斜角の値が２３度であり、前記第２の傾斜角の値が２４度である、請求項８に記載の導光フィルム。
  11. 前記少なくとも１つの微細構造が、前記フィルム基部の前記第２の側面上に配置され、前記第１の傾斜角の値が１７〜２３度であり、前記第２の傾斜角の値が３５〜４５度である、請求項１に記載の導光フィルム。
  12. 前記微細構造が前記入射光線に面する、請求項１１に記載の導光フィルム。
  13. 前記第１の傾斜角の値が２０度であり、前記第２の傾斜角の値が４０度である、請求項１１に記載の導光フィルム。
  14. 前記少なくとも１つの微細構造が、前記フィルム基部の前記第２の側面上に配置され、前記少なくとも１つの微細構造の屈折率が１．９〜２．６であり、前記第１の傾斜角の値が、前記第２の傾斜角の値以下である、請求項１に記載の導光フィルム。
  15. 前記第１の傾斜角の値と、前記第２の傾斜角の値と、の和が６３〜８７度である、請求項１４に記載の導光フィルム。
  16. 前記第１の傾斜角の値が１１〜１９度であり、前記第２の傾斜角の値が５２〜６８度である、請求項１４に記載の導光フィルム。
  17. 前記微細構造が前記入射光線に面する、請求項１４に記載の導光フィルム。
  18. 前記微細構造が光透過性金属酸化物から形成される、請求項１４に記載の導光フィルム。
  19. 前記光透過性金属酸化物が、酸化チタン（ＴｉＯ２）又は五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ３）である、請求項１８に記載の導光フィルム。
  20. 前記少なくとも１つの微細構造が、前記フィルム基部の前記第１の側面上に配置され、前記第１の傾斜角の値が３〜５度であり、前記第２の傾斜角の値が２７〜３３度である、請求項１に記載の導光フィルム。
  21. 前記フィルム基部の前記第２の側面が前記入射光線に面する、請求項２０に記載の導光フィルム。
  22. 前記第１の傾斜角の値が４度であり、前記第２の傾斜角の値が３０度である、請求項２０に記載の導光フィルム。
  23. ８５〜１２０度の前記出射角を有する前記出射光線の総エネルギーが、０〜１８０度の前記出射角を有する前記出射光線の総エネルギーの５０％を上回る、請求項１に記載の導光フィルム。
  24. ８５〜１２０度の前記出射角を有する前記出射光線の総エネルギーが、０〜１８０度の前記出射角を有する前記出射光線の総エネルギーの６０％を上回る、請求項１に記載の導光フィルム。
  25. ８５〜１２０度の前記出射角を有する前記出射光線の総エネルギーが、０〜１８０度の前記出射角を有する前記出射光線の総エネルギーの７０％を上回る、請求項１に記載の導光フィルム。
  26. 第１の保護プレートと、
    前記第１の保護プレートに固定された第２の保護プレートと、
    前記第１の保護プレートと、前記第２の保護プレートと、の間の収容空間内に配置された導光フィルムであって、前記第１の保護プレート又は前記第２の保護プレートに取り付けられた導光フィルムとを備え、
    前記導光フィルムが、第１の側面、及び前記第１の側面の反対側にある第２の側面を有するフィルム基部、並びに
    前記フィルム基部の前記第１の側面又は前記第２の側面上に配置され、第１の表面、及び前記第１の表面の上方の第２の表面を備える、少なくとも１つの微細構造であって、第１の傾斜角は前記第１の表面と基準面の間であり、前記基準面が前記フィルム基部に垂直であり、第２の傾斜角は前記第２の表面と前記基準面の間である、少なくとも１つの微細構造
    を備え、
    それにより、複数の入射光線が、前記導光フィルムを通過した後に複数の出射光線になり、出射角が、前記出射光線と、前記導光フィルムと、の間の角度と定義され、前記出射光線が下向きかつ前記導光フィルムと平行であるときに、前記出射角が０度と定義され、前記出射光線が上向きかつ前記導光フィルムと平行であるときに、前記出射角が１８０度と定義され、８５〜１２０度の前記出射角を有する前記出射光線の総エネルギーが、０〜１８０度の前記出射角を有する前記出射光線の総エネルギーの４０％を上回る、
    窓システム。
  27. 前記入射光線が部屋の外側の太陽光線であり、前記出射光線が前記部屋の内側の太陽光線である、請求項２６に記載の窓システム。
  28. 前記第１の保護プレート、前記第２の保護プレート、前記フィルム基部、及び前記微細構造が光透過性であり、前記第２の保護プレートが前記入射光線に面する、請求項２６に記載の窓システム。
  29. 前記フィルム基部の前記第１の側面が、前記第１の保護プレートに取り付けられ、前記少なくとも１つの微細構造が、前記フィルム基部の前記第２の側面上に配置され、前記第１の傾斜角の値が２１〜２５度であり、前記第２の傾斜角の値が２０〜２８度である、請求項２６に記載の窓システム。
  30. 前記フィルム基部の前記第１の側面が、前記第１の保護プレートに取り付けられ、前記少なくとも１つの微細構造が、前記フィルム基部の前記第２の側面上に配置され、前記第１の傾斜角の値が１７〜２３度であり、前記第２の傾斜角の値が３５〜４５度である、請求項２６に記載の窓システム。
  31. 前記フィルム基部の前記第１の側面が、前記第１の保護プレートに取り付けられ、前記少なくとも１つの微細構造が、前記フィルム基部の前記第２の側面上に配置され、前記第１の傾斜角の値が１１〜１９度であり、前記第２の傾斜角の値が５２〜６８度である、請求項２６に記載の窓システム。
  32. 前記フィルム基部の前記第２の側面が、前記第２の保護プレートに取り付けられ、前記少なくとも１つの微細構造が、前記フィルム基部の前記第１の側面上に配置され、前記第１の傾斜角の値が３〜５度であり、前記第２の傾斜角の値が２７〜３３度である、請求項２６に記載の窓システム。
  33. 前記少なくとも１つの微細構造の屈折率が１．９〜２．６である、請求項２６に記載の窓システム。
  34. 前記微細構造が光透過性金属酸化物から形成され、前記光透過性金属酸化物が、酸化チタン（ＴｉＯ２）又は五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ３）である、請求項２６に記載の窓システム。
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