JP2014038307A - 光偏向フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】窓に用いた場合、日光の一部を誘導して、周囲の輝度を高め、照明機器の使用量を低減し、グレア（眩輝）を回避することができる光偏向フィルムを提供すること。
【解決手段】複数の第１のプリズム構造を含む入射面と、複数の第２のプリズム構造を含む出射面とを備える光偏向フィルムを提供する。第１のプリズム構造は、第１の面と第２の面とを備え、第１の面とＸ軸とのなす第１の角度が０〜２０°であり、第２の面とＹ軸とのなす第２の角度が５〜６０°である。第２のプリズム構造は、第３の面と第４の面とを備え、第３の面とＸ軸とのなす第３の角度が０〜２０°であり、第４の面とＹ軸とのなす第４の角度が５〜６０°である。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学フィルム、より具体的には、光を偏向するための光学フィルムに関する。

技術および経済の発展にともなって、人々の生活の質に対する要求が高まり、これにより原油が入手し難くなってきている。この数年の間に、より高い環境保全の観点から、様々なグリーンエネルギー技術が開発され、照明の技術分野における省エネルギー化は、重要な対象の１つとなっている。夜間、照明装置により光を提供することは必要なので、昼間における省エネルギー化が重要となる。したがって、省エネルギー化への要求に対応すべく、間接照明光として屋外の日光を誘導する間接照明の技術が開発されている。

かかる技術分野において、例えば、反射フィルム、プリズム構造素子のような、いくつかの技術が、上記の間接照明の目的を達成するために開発されている。具体的には、反射フィルムが、屋内の空間に対して間接照明を供給するように、屋外の日光を屋内の天井に反射するために使用される。しかしながら、かかる反射フィルムは、屋外の風景を遮断するおそれがある。プリズム構造素子は、屋外の日光を屋内の天井に誘導するために使用され、屋外の風景を遮断しない平坦な領域を有する。しかしながら、プリズム構造素子によって誘導された一部の日光は、グレア（眩暈）を引き起こす。

したがって、屋外の空間から日光を屋内の空間に誘導し、グレアを引き起こさない光学フィルムが開発される。

本発明は、受光するようになっており、入射面と出射面とを有する光偏向フィルムに関する１つの実施形態を提供する。入射面は、複数の第１のプリズム構造を含み、第１のプリズム構造は、第１の面と第２の面とを備え、第１の面とＸ軸とのなす第１の角度が０〜２０°であり、第２の面とＹ軸とのなす第２の角度が５〜６０°である。出射面は、複数の第２のプリズム構造を含み、第２のプリズム構造は、第３の面と第４の面とを備え、第３の面とＸ軸とのなす第３の角度が０〜２０°であり、第４の面とＹ軸とのなす第４の角度が５〜６０°である。光は、入射面から光偏向フィルムに入射した後、出射面から出射される。

本発明は、受光するようになっており、第１の導光板と、第２の導光板と、空気層とを有する光偏向フィルムに関する１つの実施形態を提供する。第１の導光板は、入射面と、複数の第１のプリズム構造を含む第１の構造面とを備える。第１のプリズム構造は、第１の面と第２の面とを備え、第１の面とＸ軸とのなす第１の角度が０〜１５°であり、第２の面とＹ軸とのなす第２の角度が５〜４５°である。第２の導光板は、出射面と、複数の第２のプリズム構造を含む第２の構造面とを備える。第２のプリズム構造は、第３の面と第４の面とを備え、第３の面とＸ軸とのなす第３の角度が０〜１５°であり、第４の面とＹ軸とのなす第４の角度が５〜４５°である。空気層は、第１の構造面と第２の構造面との間に設けられている。光は、入射面から光偏向フィルムに入射し、出射面から出射する。

したがって、入射面および出射面を設計することにより、光偏向フィルムは、光または偏向光を選択的に上方に向かって反射することができる。また、屋内の空間に誘導された日光は間接照明になるが、人の目にとってグレアとならず、光偏向フィルムは、照明の省エネルギー化の目的を達成することができる。

要約のために、本発明のいくつかの実施形態の側面、利点および特徴を、この課題を解決するための手段において記載する。これらの要約された側面、利点または特徴の全て（あるいは、いずれか）は、必ずしも本発明の特定の実施形態において具体化されない。これらの要約された側面、利点および特徴、および他の側面、利点および特徴のいくつかは、以下の詳細な説明および添付された特許請求の範囲からより完全に明らかとなる。
本発明は、例示のためだけに、本明細書中に記載された詳細な説明から十分に理解されるが、詳細な説明の記載に制限されるものではない。

本発明の第１実施形態に係る光偏向フィルムの外形構造の断面概略図である。 光が５°の仰角で入射した図１に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が１５°の仰角で入射した図１に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が２５°の仰角で入射した図１に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が３５°の仰角で入射した図１に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が４５°の仰角で入射した図１に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が５５°の仰角で入射した図１に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が６５°の仰角で入射した図１に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が７５°の仰角で入射した図１に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が８０°の仰角で入射した図１に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が８５°の仰角で入射した図１に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が５〜８５°の仰角でそれぞれ図１に示す光偏向フィルムに入射する際の、全出射光、天井方向における偏向光および床方向における偏向光の出力比率（ｐｏｗｅｒ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ）曲線の概略図である。 本発明の第２実施形態に係る光偏向フィルムの外形構造の断面概略図である。 光が５〜８５°の仰角でそれぞれ図４Ａに示す光偏向フィルムに入射する際の、全出射光、天井方向における偏向光および床方向における偏向光の出力比率曲線の概略図である。 光が５〜８５°の仰角でそれぞれ図４Ａに示す光偏向フィルムに入射する際の、全出射光、天井方向における偏向光および床方向における偏向光の出力比率曲線の概略図である。 本発明の第３実施形態に係る光偏向フィルムの外形構造の断面概略図である。 光が１０°の仰角で入射した図５に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が２０°の仰角で入射した図５に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が３０°の仰角で入射した図５に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が４０°の仰角で入射した図５に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が５０°の仰角で入射した図５に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が６０°の仰角で入射した図５に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が７０°の仰角で入射した図５に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が８０°の仰角で入射した図５に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が５〜８５°の仰角でそれぞれ図５に示す光偏向フィルムに入射する際の、全出射光、天井方向における偏向光および床方向における偏向光の出力比率曲線の概略図である。 天井方向における偏向光のシミュレーション出力比率曲線および実測出力比率曲線の概略図である。 本発明の第４実施形態に係る光偏向フィルムの外形構造の断面概略図である。 光が５〜８５°の仰角でそれぞれ図７Ａに示す光偏向フィルムに入射する際の、全出射光、天井方向における偏向光および床方向における偏向光の出力比率曲線の概略図である。 光が５〜８５°の仰角でそれぞれ図７Ａに示す光偏向フィルムに入射する際の、全出射光、天井方向における偏向光および床方向における偏向光の出力比率曲線の概略図である。 本発明の第５実施形態に係る光偏向フィルムの外形構造の断面概略図である。 本発明の第６実施形態に係る光偏向フィルムの外形構造の断面概略図である。 光が１０°の仰角で入射した図９に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が２０°の仰角で入射した図９に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が３０°の仰角で入射した図９に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が４０°の仰角で入射した図９に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が５０°の仰角で入射した図９に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が６０°の仰角で入射した図９に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が７０°の仰角で入射した図９に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が８０°の仰角で入射した図９に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が異なる仰角でそれぞれ図９に示す光偏向フィルムに入射する際の、全出射光、天井方向における偏向光および床方向における偏向光の出力比率曲線の概略図である。 本発明の第７実施形態に係る光偏向フィルムの外形構造の断面概略図である。 光が１０°の仰角で入射した図１１に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が２０°の仰角で入射した図１１に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が３０°の仰角で入射した図１１に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が４０°の仰角で入射した図１１に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が５０°の仰角で入射した図１１に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が６０°の仰角で入射した図１１に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が７０°の仰角で入射した図１１に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が８０°の仰角で入射した図１１に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が異なる仰角でそれぞれ図１１に示す光偏向フィルムに入射する際の、全出射光、天井方向における偏向光および床方向における偏向光の出力比率曲線の概略図である。 本発明の第８実施形態に係る光偏向フィルムの外形構造の断面概略図である。 光が１０°の仰角で入射した図１３に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が２０°の仰角で入射した図１３に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が３０°の仰角で入射した図１３に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が４０°の仰角で入射した図１３に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が５０°の仰角で入射した図１３に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が６０°の仰角で入射した図１３に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が７０°の仰角で入射した図１３に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が８０°の仰角で入射した図１３に示す光偏向フィルムの光分布曲線の概略図である。 光が異なる仰角でそれぞれ図１３に示す光偏向フィルムに入射する際の、全出射光、天井方向における偏向光および床方向における偏向光の出力比率曲線の概略図である。 本発明の第９実施形態に係る光偏向フィルムの外形構造の断面概略図である。

以下、本発明の詳細な特徴および利点を、以下の実施形態に基づいて極めて詳細に説明する。その内容は、当業者が本発明の技術的な内容を理解し、それに応じて本発明を実施するのに十分である。明細書、特許請求の範囲および図面の内容に基づいて、当業者であれば、本発明に関連のある目的および利点を理解することができる。

本発明の説明のために、窓に用いた光偏向フィルムの１つの実施形態について、以下に例示する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る光偏向フィルムの外形構造の断面概略図を示す。光偏向フィルム１０は、入射面１１と出射面１２とを備える。光１は、仰角αで入射面１１から光偏向フィルム１０に入射する。

入射面１１は、Ｙ軸に沿って入射面１１に配置された複数の第１のプリズム構造１３を含む。出射面１２は、Ｙ軸に沿って出射面１２に配置された複数の第２のプリズム構造１４を含む。本実施形態では、３つの第１のプリズム構造１３および３つの第２のプリズム構造１４のみが、図１に例示されている。

各第１のプリズム構造１３は、第１の面１３１と第２の面１３５とを備える。第１の面１３１と第２の面１３５とが交わって、第１の交点１３３が形成されている。２つの隣接する第１の交点１３３同士の間の距離Ｄ_１は１μｍ〜２０ｍｍである。第１の面１３１とＸ軸とが交わって、第１の角度θ１が形成されている。第２の面１３５とＹ軸とが交わって、第２の角度θ２が形成されている。第１の角度θ１は、特に限定されないが、０〜２０°とすることができる。１つの実施形態では、第１の角度θ１は０〜１５°である。他の実施形態では、第１の角度θ１は０〜１０°である。第２の角度θ２は、特に限定されないが、５〜３５°とすることができる。１つの実施形態では、第２の角度θ２は１５〜３０°である。

各第２のプリズム構造１４は、第３の面１４１と第４の面１４５とを備える。第３の面１４１と第４の面１４５とが交わって、第２の交点１４３が形成されている。２つの隣接する第２の交点１４３同士の間の距離Ｄ_２は１μｍ〜２０ｍｍである。第３の面１４１とＸ軸とが交わって、第３の角度θ３が形成されている。第４の面１４５とＹ軸とが交わって、第４の角度θ４が形成されている。第３の角度θ３は、特に限定されないが、０〜２０°とすることができる。１つの実施形態では、第３の角度θ３は０〜１５°である。他の実施形態では、第３の角度θ３は０〜１０°である。第４の角度θ４は、特に限定されないが、２０〜６０°とすることができる。１つの実施形態では、第４の角度θ４は２５〜４５°である。

さらに、第２の角度θ２の範囲と第４の角度θ４の範囲とを組み合わせてもよい。すなわち、第２の角度θ２と第４の角度θ４との双方を、用途の求めに応じて５〜６０°としてもよい。

光偏向フィルム１０の１つの実施形態を、図２Ａ〜図２Ｊおよび図３に示す。図２Ａ〜図２Ｊは、光が５°、１５°、２５°、３５°、４５°、５５°、６５°、７５°、８０°および８５°の仰角でそれぞれ図１に示す光偏向フィルムに入射する際の光分布曲線の概略図である。図３は、光が５〜８５°の仰角でそれぞれ図１に示す光偏向フィルムに入射する際の、全出射光、天井方向における偏向光および床方向における偏向光の出力比率（ｐｏｗｅｒ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ）曲線を示す概略図である。

本実施形態では、距離Ｄ_１およびＤ_２は５０μｍである。第１の角度θ１は３°である。第２の角度θ２は２７°である。第３の角度θ３は３°である。第４の角度θ４は２８°である。

中心Ｐは、光１が光偏向フィルム１０に入射する位置を示す。各同心円状の円弧は、光１が屋外の空間ＷＯから屋内の空間ＷＩに、光偏向フィルム１０を透過する光度を示す。各放射状の線は、光１が光偏向フィルム１０を透過する際の光と法線（０°の線）とのなす角を示し、２つの隣接する放射状の線同士の一定の間隔は１０°である。＋９０°から０°を通って−９０°の範囲は、屋内の空間ＷＩを示す。＋９０°から±１８０°を通って−９０°の範囲は、屋外の空間ＷＯを示す。０°から＋９０°の範囲は、光１が光偏向フィルム１０を透過した後、天井方向Ｈに向かって偏向（上方偏向）されたことを示す。−９０°から０°の範囲は、光１が光偏向フィルム１０を透過した後、床方向Ｇに向かって偏向（下方偏向）されたことを示す。

図３において、四角形を伴う実線曲線は、光偏向フィルム１０を透過する光１のうち天井方向Ｈにおける光の出力比率を示し、三角形を伴う実線曲線は、光偏向フィルム１０を透過する光１のうち床方向Ｇにおける光の出力比率を示し、菱形を伴う点線曲線は、光偏向フィルム１０を透過する光１の透過率を示す。天井方向Ｈおよび床方向Ｇにおける光の出力比率の合計が、光偏向フィルム１０を透過する光１の出力比率である。

５５°を上回る仰角αはほぼ正午に生じ、この場合、屋内の空間ＷＩにおいては、いかなる照明機器をも使用する必要がない。さらに、仰角αが５５°を上回る場合、光偏向フィルム１０を透過する光の出力比率は、それほど大きくない。これにより、屋内の空間ＷＩの温度が上昇するのを回避することができる。さらに、仰角αが８０°の場合、光偏向フィルム１０を透過する光の出力比率は約８０％であり、そして、図２Ｉに示すように、屋内の空間ＷＩに差し込む光の位置を、より光偏向フィルム１０に近接させることができる。よって、グレアを回避することができる。

図４Ａに示すように、第１実施形態と第２実施形態との違いは、第１のプリズム構造１３の第１の交点１３３の位置と第２のプリズム構造１４の第２の交点１４３の位置とが、第２実施形態において、Ｙ軸の異なるレベルにあるという点である。より具体的には、Ｙ軸において、各第１のプリズム構造１３の位置に比べて、各第２のプリズム構造１４の位置が、Ｙ軸に沿って出射面１２において距離Ｄ_３だけシフトしている。距離Ｄ_３は、第１の交点１３３と第２の交点１４３との間の最小高差である。第２実施形態の他の条件は、第１実施形態と同一である。図４Ａの光偏向フィルム１０の２つの実施形態を図４Ｂおよび図４Ｃに示す。

１つの実施形態では、第１の角度θ１は３°であり、第２の角度θ２は２７°であり、第３の角度θ３は３°であり、第４の角度θ４は２８°であり、距離Ｄ_３は１７μｍである。光１が５〜８５°の仰角でそれぞれ、かかる図４Ａに示す光偏向フィルム１０に入射した際の、全出射光、天井方向における偏向光および床方向における偏向光の出力比率曲線を図４Ｂに示す。

他の実施形態では、第１の角度θ１は３°であり、第２の角度θ２は２７°であり、第３の角度θ３は３°であり、第４の角度θ４は２８°であり、距離Ｄ_３は３４μｍである。光１が５〜８５°の仰角でそれぞれ、かかる図４Ａに示す光偏向フィルム１０に入射した際の、全出射光、天井方向における偏向光および床方向における偏向光の出力比率曲線を図４Ｃに示す。

図３、図４Ｂおよび図４Ｃによれば、図１における各第１のプリズム構造１３および各第２のプリズム構造１４の形状および角が図４Ａと同一であれば、出射面１２を入射面１１に比べて種々の距離Ｄ_３だけシフトさせても、光偏向フィルム１０の光１を屋内の空間ＷＩの天井に誘導する効率に影響しないようである。

図５に示すように、第３実施形態の光偏向フィルム２０は、第１の導光板１Ｄと、第２の導光板２Ｄと、透明板ＳＴとを有する。第１の導光板１Ｄは、入射面２１と第１の平坦面２５とを備える。入射面２１は第１の平坦面２５と対向している。第２の導光板２Ｄは、出射面２２と第２の平坦面２６とを備える。透明板ＳＴは、第１の平坦面２５と第２の平坦面２６との間に設けられている。光１は仰角αで入射面２１から光偏向フィルム２０に入射する。

入射面２１は、Ｙ軸に沿って入射面２１に配置された、複数の第１のプリズム構造２３を含む。出射面２２は、Ｙ軸に沿って出射面２２に配置された、複数の第２のプリズム構造２４を含む。

各第１のプリズム構造２３は、第１の面２３１と第２の面２３５とを備える。第１の面２３１と第２の面２３５とが交わって、第１の交点２３３が形成されている。２つの隣接する第１の交点２３３同士の間の距離Ｓ_１は、１μｍ〜２０ｍｍである。第１の面２３１とＸ軸とが交わって、第１の角度θ１が形成されている。第２の面２３５とＹ軸とが交わって、第２の角度θ２が形成されている。第１の角度θ１は、特に限定されないが、０〜２０°とすることができる。１つの実施形態では、第１の角度θ１は０〜１５°である。他の実施形態では、第１の角度θ１は０〜１０°である。第２の角度θ２は、特に限定されないが、５〜３５°である。１つの実施形態では、第２の角度θ２は１５〜３０°である。

各第２のプリズム構造２４は、第３の面２４１と第４の面２４５とを備える。第３の面２４１と第４の面２４５とが交わって、第２の交点２４３が形成されている。２つの隣接する第２の交点２４３の同士の間の距離Ｓ_２は、１μｍ〜２０ｍｍである。第３の面２４１とＸ軸とが交わって、第３の角度θ３が形成されている。第４の面２４５とＹ軸とが交わって、第４の角度θ４が形成されている。第３の角度θ３は、特に限定されないが、０〜２０°とすることができる。１つの実施形態では、第３の角度θ３は０〜１５°である。他の実施形態では、第３の角度θ３は０〜１０°である。第４の角度θ４は、特に限定されないが、２０〜６０°である。１つの実施形態では、第４の角度θ４は２５〜４５°である。

さらに、第２の角度θ２の範囲と第４の角度θ４の範囲とを組み合わせてもよい。すなわち、第２の角度θ２と第４の角度θ４との双方を、用途の求めに応じて５〜６０°としてもよい。

さらに、図５において、第１のプリズム構造２３の数および第２のプリズム構造２４の数が例示されているが、本発明の範囲を制限すべきものではない。第１の導光板１Ｄおよび第２の導光板２Ｄは、ＵＶ接着剤で形成することができる。透明板ＳＴは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で形成することができる。第１の導光板１Ｄ、第２の導光板２Ｄおよび透明板ＳＴの材料は、用途の求めに応じて設計することができ、本発明の範囲を制限すべきものではない。

１つの実施形態では、ＵＶ硬化を行うために、金型（図示せず）およびロール形成技術が使用される。金型上の第１のプリズム構造２３および第２のプリズム構造２４は、透明板ＳＴに転写される。

図５の光偏向フィルム２０に基づく１つの実施形態を図６Ａ〜図６Ｊに示す。距離Ｓ_１およびＳ_２は５０μｍである。第１の角度θ１は２°である。第２の角度θ２は２４°である。第３の角度θ３は２°である。第４の角度θ４は３６°である。第１の導光板１Ｄおよび第２の導光板２Ｄは、ＵＶ接着剤で形成されている。透明板ＳＴは、ＰＥＴで形成されている。

光１が異なる仰角αで光偏向フィルム２０に入射した際の、偏向光の出力比率、透過光の出力比率、天井方向Ｈにおける光の出力比率（上方偏向率）および床方向Ｇにおける光の出力比率（下方偏向率）を表１に示す。

本実施形態では、１０°、２０°、３０°、４０°、５０°、６０°、７０°および８０°の仰角に基づく光分布曲線の概略図をそれぞれ図６Ａ〜図６Ｈに示し、天井方向Ｈおよび床方向Ｇにおける光の出力比率を図６Ｉに示す。仰角αが５０°である場合、屋内の空間ＷＩに入る光は、水平に第２の導光板２Ｄから殆ど出射される。仰角αが８５°である場合、屋内の空間ＷＩにおける光は、窓近傍の床に向かって殆ど偏向される。天井方向Ｈにおける光の出力比率の実測およびシミュレーションの結果を図６Ｊに示す。

図７Ａに示すように、第３実施形態と第４実施形態との違いは、第１のプリズム構造の第１の交点２３３の位置と第２のプリズム構造の第２の交点２４３の位置とが、第４実施形態において、Ｙ軸の異なるレベルにあるという点である。より具体的には、Ｙ軸において、各第１のプリズム構造の位置に比べて、各第２のプリズム構造の位置が、Ｙ軸に沿って出射面２２において距離Ｓ_３だけシフトしている。距離Ｓ_３は、第１の交点２３３と第２の交点２４３との間の最小高差である。第４実施形態の他の条件は、第３実施形態と同一である。第１の導光板１Ｄおよび第２の導光板２Ｄは、ＵＶ接着剤で形成されている。透明板ＳＴは、ＰＥＴで形成されている。図７Ａの光偏向フィルム２０の２つの実施形態を図７Ｂおよび図７Ｃに示す。

１つの実施形態では、第１の角度θ１は２°であり、第２の角度θ２は２４°であり、第３の角度θ３は２°であり、第４の角度θ４は３６°であり、距離Ｓ_３は１７μｍである。光１が５〜８５°の仰角でそれぞれ、かかる図７Ａに示す光偏向フィルム２０に入射した際の、全出射光、天井方向における偏向光および床方向における偏向光の出力比率曲線を図７Ｂに示す。

他の実施形態では、第１の角度θ１は２°であり、第２の角度θ２は２４°であり、第３の角度θ３は２°であり、第４の角度θ４は３６°であり、距離Ｓ_３は３４μｍである。光１が５〜８５°の仰角でそれぞれ、かかる図７Ａに示す光偏向フィルム２０に入射した際の、全出射光、天井方向における偏向光および床方向における偏向光の出力比率曲線を図７Ｃに示す。

図６Ｉ、図７Ｂおよび図７Ｃによれば、図５における各第１のプリズム構造２３および各第２のプリズム構造２４の形状および角が図７Ａと同一であれば、出射面２２を入射面２１に比べて種々の距離Ｓ_３だけシフトさせても、光偏向フィルム２０の光１を屋内の空間ＷＩの天井に誘導する効率に影響しない。

図８は、本発明の第５実施形態に係る光偏向フィルムの外形構造の断面概略図を示す。本実施形態では、光偏向フィルム３０は、さらに、光偏向フィルム１０の近傍に、第１の保護層３１と第２の保護層３２とを有する。入射面１１は、出射面１２と第１の保護層３１との間に設けられ、出射面１２は、入射面１１と第２の保護層３２との間に設けられている。したがって、第１のプリズム構造および第２のプリズム構造との間での摩擦を回避することができ、光偏向フィルム３０に堆積する埃をより容易に洗浄することができる。第１の保護層３１および第２の保護層３２は、ガラスまたは高い耐摩耗性を有する他の透明材料で形成することができる。

図９は、本発明の第６実施形態に係る光偏向フィルムの外形構造の断面概略図を示す。第１実施形態と第６実施形態との違いは、第１の円弧状角Ｒ_１が各第１の交点４３３に形成され、第２の円弧状角Ｒ_２が各第２の交点４４３に形成されているという点である。距離Ｄ_１は、２つの隣接する第１の交点４３３同士の間に形成されている。距離Ｄ_２は、２つの隣接する第１の交点４４３同士の間に形成されている。第１の円弧状角Ｒ_１の曲率半径および第２の円弧状角Ｒ_２の曲率半径は、０μｍを上回り、１５ｍｍ以下である。光１は、入射面４１から光偏向フィルム４０に入射し、出射面４２から出射される。各プリズム構造の角度の規定は、第１実施形態の光偏向フィルム１０と同一である。

図９に基づく１つの実施形態では、距離Ｄ_１およびＤ_２は５０μｍであり、第１の角度θ１は０°であり、第２の角度θ２は２５°であり、第３の角度θ３は０°であり、第４の角度θ４は４０°であり、第１の円弧状角Ｒ_１の曲率半径は１１μｍであり、第２の円弧状角Ｒ_２の曲率半径は１５ｍｍである。

光１が異なる仰角αで光偏向フィルム４０に入射した際の、偏向光の出力比率、透過光の出力比率、天井方向Ｈにおける光の出力比率（上方偏向率）および床方向Ｇにおける光の出力比率（下方偏向率）を表２に示す。

本実施形態では、１０°、２０°、３０°、４０°、５０°、６０°、７０°および８０°の仰角に基づく光分布曲線の概略図をそれぞれ図１０Ａ〜図１０Ｈに示し、天井方向Ｈおよび床方向Ｇにおける光の出力比率を図１０Ｉに示す。仰角αが８０°である場合、屋内の空間ＷＩにおける光は、窓近傍の床に向かって殆ど偏向される。

図９に基づく他の実施形態では、各第１のプリズム構造４３および各第２のプリズム構造４４の少なくとも一方の表面が、多項式曲線または非球面曲線の条件を満足していてもよい。

図１１は、本発明の第７実施形態に係る光偏向フィルムの外形構造の断面概略図を示す。第１実施形態と第７実施形態との違いは、第３の円弧状角Ｒ_３が、２つの隣接する第１のプリズム構造が交わることにより形成された第１の接合点４３７に形成され、第４の円弧状角Ｒ_４が、２つの隣接する第２のプリズム構造が交わることにより形成された第２の接合点４４７に形成されているという点である。第３の円弧状角Ｒ_３の曲率半径および第４の円弧状角Ｒ_４の曲率半径は、０μｍ以上、１５ｍｍ以下である。距離Ｄ₁は、２つの隣接する第１の交点５３３同士の間に形成されている。距離Ｄ_２は、２つの隣接する第１の交点５４３同士の間に形成されている。各プリズム構造の角度は、第１の実施形態の光偏向フィルム１０と同一である。

図１１の光偏向フィルム５０に基づく１つの実施形態を図１２Ａ〜図１２Ｉに示す。距離Ｄ_１およびＤ_２は５０μｍである。第１の角度θ１は０°である。第２の角度θ２は２５°である。第３の角度θ３は０°である。第４の角度θ４は４０°である。第３の円弧状角Ｒ_３の曲率半径は０μｍである。第４の円弧状角Ｒ_４の曲率半径は１５ｍｍである。

光１が異なる仰角αで光偏向フィルム５０に入射した際の、偏向光の出力比率、透過光の出力比率、天井方向Ｈにおける光の出力比率（上方偏向率）および床方向Ｇにおける光の出力比率（下方偏向率）を表３に示す。

本実施形態では、１０°、２０°、３０°、４０°、５０°、６０°、７０°および８０°の仰角に基づく光分布曲線の概略図をそれぞれ図１２Ａ〜図１２Ｈに示し、天井方向Ｈおよび床方向Ｇにおける光の出力比率を図１２Ｉに示す。仰角αが８０°である場合、屋内の空間ＷＩにおける光は、窓近傍の床に向かって殆ど偏向される。

図１３は、本発明の第８実施形態に係る光偏向フィルムの外形構造の断面概略図を示す。入射面６１は、Y軸に沿って入射面６１に配置された、複数の第１のプリズム構造６３を含む。出射面６２は、Ｙ軸に沿って出射面６２に配置された、複数の第２のプリズム構造６４を含む。以下では、３つの第１のプリズム構造６３および３つの第２のプリズム構造６４が、図１３に例示されている。

各第１のプリズム構造６３は、第１の面６３１と第２の面６３５とを備える。第１の面６３１と第２の面６３５とが交わって、第１の交点６３３が形成されている。２つの隣接する第１の交点６３３同士の間の距離Ｗ_１は、１μｍ〜２０ｍｍである。各第２のプリズム構造６４は、第３の面６４１と第４の面６４５とを備える。第３の面６４１と第４の面６４５とが交わって、第２の交点６４３が形成されている。２つの隣接する第２の交点６４３同士の間の距離Ｗ_２は、１μｍ〜２０ｍｍである。各プリズム構造の角度は、第１実施形態の光偏向フィルム１０と同一である。

入射面６１は、さらに第５の面６３２を備え、出射面６２は、さらに第６の面６４２を備える。第５の面６３２は、２つの隣接する第１のプリズム構造６３同士の間に設けられている。各第５の面６３２は、２つの隣接する第１のプリズム構造６３の一方の第１の面６３１と、２つの隣接する第１のプリズム構造６３の他方の第２の面６３５とを連結している。第５の面６３２の長さＱ_１は、距離Ｗ_１の半分以下である。第６の面６４２は、２つの隣接する第２のプリズム構造６４同士の間に設けられている。各第６の面６４２は、２つの隣接する第２のプリズム構造６４の一方の第３の面６４１と、２つの隣接する第２のプリズム構造６４の他方の第４の面６４５とを連結している。第６の面６４２の長さＱ_２は、距離Ｗ_２の半分以下である。距離Ｗ_１における長さＱ_１の比率および距離Ｗ_２における長さＱ_２の比率が大きくなるほど、光偏向フィルム６０の透過性は増大する。

図１３の光偏向フィルム６０に基づく１つの実施形態を図１４Ａ〜図１４Ｉに示す。距離Ｗ_１およびＷ_２は７０μｍである。長さＱ_１およびＱ_２は２５μｍである。第１の角度θ１は０°である。第２の角度θ２は２５°である。第３の角度θ３は０°である。第４の角度θ４は４０°である。

光１が異なる仰角αで光偏向フィルム６０に入射した際の、偏向光の出力比率、透過光の出力比率、天井方向Ｈにおける光の出力比率（上方偏向率）および床方向Ｇにおける光の出力比率（下方偏向率）を表４に示す。

本実施形態では、１０°、２０°、３０°、４０°、５０°、６０°、７０°および８０°の仰角に基づく光分布曲線の概略図をそれぞれ図１４Ａ〜図１４Ｈに示し、天井方向Ｈおよび床方向Ｇにおける光の出力比率を図１４Ｉに示す。仰角αが８０°である場合、屋内の空間ＷＩにおける光は、窓近傍の床に向かって殆ど偏向される。

図１５は、本発明の第９実施形態に係る光偏向フィルムの外形構造の断面概略図を示す。光偏向フィルム７０は、第１の導光板３Ｄと第２の導光板４Ｄとを有する。プリズム構造を覆う塵が誘導効率に影響を与えるのを回避するために、空気層ＡＲが第１の導光板３Ｄと第２の導光板４Ｄとの間の空間を満たしている。

第１の導光板３Ｄは、入射面７１と第１の構造面７５とを備える。第１の導光板３Ｄは、複数の第１のプリズム構造を含む。第２の導光板４Ｄは、第２の構造面７６と出射面７２とを備える。第２の構造面７６は、複数の第２のプリズム構造を含む。第１の構造面７５と第２の構造面７６とは対向している。光１は、順に、入射面７１から第１の導光板３Ｄに入射し、第１の構造面７５から出射され、空気層ＡＲを透過し、第２の構造面７６から第２の導光板４Ｄに入射し、出射面７２から出射される。

プリズム構造の角度の規定は、第１実施形態の光偏向フィルム１０と同一である。第１の角度θ５〜第４の角度θ８の範囲は、第１実施形態の光偏向フィルム１０の第１の角度θ１〜第４の角度θ４の範囲と異なっていてもよい。第１の角度θ５は、特に限定されないが、０〜１５°とすることができる。１つの実施形態では、第１の角度θ５は０〜１０°である。第２の角度θ６は、特に限定されないが、１５〜４５°とすることができる。１つの実施形態では、第２の角度θ６は２５〜３５°である。第３の角度θ７は、特に限定されないが、０〜１５°とすることができる。１つの実施形態では、第３の角度θ７は０〜１０°である。第４の角度θ８は、特に限定されないが、５〜３０°とすることができる。１つの実施形態では、第４の角度θ８は１５〜２５°である。

さらに、第２の角度θ６の範囲と第４の角度θ８の範囲とを組み合わせてもよい。すなわち、第２の角度θ６と第４の角度θ８との双方が、５〜４５°である。

２つの隣接する第１の交点同士の間の距離、２つの隣接する第２の交点同士の間の距離、第１の角度、第２の角度、第３の角度および第４の角度を設定することにより、５５°を上回る仰角の入射光は、本発明の光偏向フィルムによってほとんど反射され、０〜４５°の仰角の入射光は、本発明の光偏向フィルムによってほとんど上方に偏向される。第１の保護層および第２の保護層を追加することにより、第１のプリズム構造および第２のプリズム構造は摩擦されず、光偏向フィルム上の塵は、容易に除去することができる。第５の面および第６の面を介して、屋外の風景がより明確に観察可能となる。第１の円弧状角および第２の円弧状角を形成したり、あるいは、第３の円弧状角および第４の円弧状角を形成することにより、光が天井方向に向かって上方により均一に偏向される。

したがって、入射面および出射面を設計することにより、光偏向フィルムは、選択的に光を反射するか、あるいは光を上方に偏向させ、屋内の空間に誘導された日光は間接照明になり、人の目にとってグレアにならないようにすることができ、光偏向フィルムは、照明の省エネルギー化の目的を達成することができる。

本発明は、その精神または本質的な特徴からかけ離れることなく、他の具体的な形態において実施することができる。開示された実施形態は、単なる例示であり非制限的なものとして、すべての点において考慮されるであろう。したがって、本発明の範囲は、前述した説明よりも、むしろ添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲と同等の意味および程度におけるすべての変更は、特許請求の範囲内に包含される。

Claims (15)

1. 光を受けるようになっている光偏向フィルムであって、
   複数の第１のプリズム構造を含む、光を受けるための入射面と、
   複数の第２のプリズム構造を含む、出射面とを有し、
   前記第１のプリズム構造は、第１の面と第２の面とを備え、前記第１の面とＸ軸とのなす第１の角度が０〜２０°であり、前記第２の面とＹ軸とのなす第２の角度が５〜６０°であり、
   前記第２のプリズム構造は、第３の面と第４の面とを備え、前記第３の面と前記Ｘ軸とのなす第３の角度が０〜２０°であり、前記第４の面と前記Ｙ軸とのなす第４の角度が５〜６０°であり、
   前記光は、前記光偏向フィルムを透過した後、前記出射面から出射されることを特徴とする光偏向フィルム。
2. 前記第１のプリズム構造の前記第１の面と前記第２の面とが交わって、第１の交点が形成され、２つの隣接する前記第１の交点同士の間の距離が１μｍ〜２０ｍｍである請求項１に記載の光偏向フィルム。
3. 前記第２のプリズム構造の前記第３の面と前記第４の面とが交わって、第２の交点が形成され、２つの隣接する前記第２の交点同士の間の距離が１μｍ〜２０ｍｍである請求項１または２に記載の光偏向フィルム。
4. 第５の面が２つの隣接する前記第１のプリズム構造同士の間に形成され、各前記第５の面が、２つの隣接する前記第１のプリズム構造の一方の前記第１の面と、２つの隣接する前記第１のプリズム構造の他方の前記第２の面とを連結し、前記第５の面の長さが、２つの隣接する前記第１のプリズム構造同士の間の距離の半分以下である請求項１ないし３のいずれかに記載の光偏向フィルム。
5. 第６の面が２つの隣接する前記第２のプリズム構造同士の間に形成され、各前記第６の面が、２つの隣接する前記第２のプリズム構造の一方の前記第３の面と、２つの隣接する前記第２のプリズム構造の他方の前記第４の面とを連結し、前記第６の面の長さが、２つの隣接する前記第２のプリズム構造同士の間の距離の半分以下である請求項１ないし４のいずれかに記載の光偏向フィルム。
6. 前記第１のプリズム構造の前記第１の面と前記第２の面とが交わって、第１の交点が形成され、第１の円弧状角が前記第１の交点に形成され、前記第２のプリズム構造の前記第３の面と前記第４の面とが交わって、第２の交点が形成され、第２の円弧状角が前記第２の交点に形成されている請求項１ないし５のいずれかに記載の光偏向フィルム。
7. 前記第１の円弧状角の曲率半径は、０μｍを上回り、１５ｍｍ以下であり、前記第２の円弧状角の曲率半径は、０μｍを上回り、１５ｍｍ以下である請求項６に記載の光偏向フィルム。
8. さらに、第１の導光板と、第２の導光板と透明板とを有し、前記第１の導光板は、前記入射面と、前記入射面と対向する第１の平坦面とを備え、前記第２の導光板は、前記出射面と、前記出射面と対向する第２の平坦面とを備え、前記透明板は、前記第１の導光板と前記第２の導光板と間に設けられている請求項１ないし７のいずれかに記載の光偏向フィルム。
9. さらに、第１の保護層と第２の保護層とを有し、前記入射面は、前記出射面と前記第１の保護層との間に設けられ、前記出射面は、前記入射面と前記第２の保護層との間に設けられている請求項１ないし８のいずれかに記載の光偏向フィルム。
10. 前記出射面における前記第２のプリズム構造の位置は、前記入射面における前記第１のプリズム構造の位置に比べてシフトしている請求項１ないし９のいずれかに記載の光偏向フィルム。
11. 第３の円弧状角は、２つの隣接する前記第１のプリズム構造が交わって形成された第１の連結点に形成され、前記第３の円弧状角の曲率半径は、０μｍ以上、１５ｍｍ以下である請求項１ないし１０のいずれかに記載の光偏向フィルム。
12. 第４の円弧状角は、２つの隣接する前記第２のプリズム構造が交わって形成された第２の連結点に形成され、前記第４の円弧状角の曲率半径は、０μｍ以上、１５ｍｍ以下である請求項１ないし１１のいずれかに記載の光偏向フィルム。
13. 光を受けるようになっている光偏向フィルムであって、
    入射面と、複数の第１のプリズム構造を含む第１の構造面とを備える第１の導光板と、
    出射面と、複数の第２のプリズム構造を含む第２の構造面とを備える第２の導光板と、
    前記第１の導光板と前記第２の導光板との間に設けられた空気層とを有し、
    前記第１のプリズム構造は、第１の面と第２の面とを備え、前記第１の面とＸ軸とのなす第１の角度が０〜１５°であり、前記第２の面とＹ軸とのなす第２の角度が５〜４５°であり、
    前記第２のプリズム構造は、第３の面と第４の面とを備え、前記第３の面と前記Ｘ軸とのなす第３の角度が０〜１５°であり、前記第４の面と前記Ｙ軸とのなす第４の角度が５〜４５°であり、
    前記光は、前記入射面から前記光偏向フィルムに入射し、前記出射面から出射されることを特徴とする光偏向フィルム。
14. 前記第１のプリズム構造の前記第１の面と前記第２の面とが交わって、第１の交点が形成され、２つの隣接する前記第１の交点同士の間の距離が１μｍ〜２０ｍｍである請求項１３に記載の光偏向フィルム。
15. 前記第２のプリズム構造の前記第３の面と前記第４の面とが交わって、第２の交点が形成され、２つの隣接する前記第２の交点同士の間の距離が１μｍ〜２０ｍｍである請求項１３または１４に記載の光偏向フィルム。

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