JP2015078492A - Panel member and optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光の進行方向を変化させるパネル部材に関する。 The present invention relates to a panel member that changes the traveling direction of light.
従来の建材内装シート等のパネル部材では、鏡面反射(正反射)と拡散反射の割合を調整することで、独特な風合いや質感を出すようにしていた(特許文献1参照)。例えば、シート表面が平坦であれば、鏡面反射の傾向が強くなり、シート表面に凹凸を設けると、拡散反射の傾向を強くすることができる。 Conventional panel members such as building material interior sheets have a unique texture and texture by adjusting the ratio of specular reflection (regular reflection) and diffuse reflection (see Patent Document 1). For example, if the sheet surface is flat, the tendency of specular reflection becomes strong, and if unevenness is provided on the sheet surface, the tendency of diffuse reflection can be strengthened.
ただし、従来のパネル部材は、入射光を正反射するか又は拡散反射するので、所望の方向に効率的に光を向けることは困難である。例えば建材内装シート等の壁に設置されるパネル部材には、多くの場合、光が上方から入射する。このとき、正反射する光は、下方に向けて進むようになり、観察者に向けては進まない。したがって、この上方から入射した光の正反射光成分を、観察者が視覚で認知し得る何等かの効果の発現に利用することは困難である。 However, since the conventional panel member regularly reflects or diffusely reflects incident light, it is difficult to efficiently direct light in a desired direction. For example, in many cases, light enters a panel member installed on a wall such as a building material interior sheet from above. At this time, the specularly reflected light travels downward and does not travel toward the observer. Therefore, it is difficult to utilize the specularly reflected light component of the light incident from above for any effect that can be visually recognized by the observer.
その一方で、パネル部材への入射光の少なくとも一部を、正反射方向以外の特定の方向に向けることができれば、この特定の方向へ向かう光を、照明や意匠性付与等に用いることができる。すなわち、本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、入射光の少なくとも一部を効率的に特定の方向に向けることができるパネル部材、並びに、このパネル部材を含む化粧板および光学デバイスを提供することを目的とする。 On the other hand, if at least a part of the incident light to the panel member can be directed to a specific direction other than the regular reflection direction, the light directed to the specific direction can be used for illumination, design imparting, or the like. . That is, the present invention has been made in consideration of the above points, a panel member capable of efficiently directing at least a part of incident light in a specific direction, and a decorative board including the panel member and An object is to provide an optical device.
本発明によるパネル部材は、
対向して配置された第1面および第2面を有する光制御シートを備え、
前記光制御シートの前記第2面は、一方向に配列された複数の第1傾斜面と、前記一方向に配列された複数の第2傾斜面と、前記一方向に配列された複数の第3傾斜面と、を含み、
前記第1傾斜面、前記第2傾斜面及び前記第3傾斜面は、この順番で、前記一方向に繰り返し配列され、
前記光制御シートの前記第1面へある入射方向から入射した光の一部が、前記第1傾斜面にて全反射して当該第1傾斜面と隣り合う前記第2傾斜面に向けて進み、次に前記第2傾斜面にて全反射して当該第2傾斜面と隣り合う前記第3傾斜面に向けて進み、次に前記第3傾斜面にて全反射する。
The panel member according to the present invention comprises:
Comprising a light control sheet having a first surface and a second surface disposed opposite to each other;
The second surface of the light control sheet includes a plurality of first inclined surfaces arranged in one direction, a plurality of second inclined surfaces arranged in the one direction, and a plurality of second inclined surfaces arranged in the one direction. 3 inclined surfaces,
The first inclined surface, the second inclined surface, and the third inclined surface are repeatedly arranged in the one direction in this order,
A part of light incident from the incident direction on the first surface of the light control sheet is totally reflected by the first inclined surface and proceeds toward the second inclined surface adjacent to the first inclined surface. Next, the light is totally reflected by the second inclined surface, proceeds toward the third inclined surface adjacent to the second inclined surface, and then totally reflected by the third inclined surface.
本発明によるパネル部材において、前記ある入射方向から前記光制御シートの前記第1面へ入射して前記第1傾斜面に進む光の全てが、当該第1傾斜面にて全反射して当該第1傾斜面と隣り合う前記第2傾斜面に向けて進み、次に前記第2傾斜面にて全反射して当該第2傾斜面と隣り合う前記第3傾斜面に向けて進み、次に前記第3傾斜面にて全反射するようにしてもよい。 In the panel member according to the present invention, all of the light entering the first surface of the light control sheet from the certain incident direction and traveling to the first inclined surface is totally reflected by the first inclined surface and the first Proceeding toward the second inclined surface adjacent to the first inclined surface, then proceeding toward the third inclined surface adjacent to the second inclined surface after total reflection at the second inclined surface, You may make it totally reflect in a 3rd inclined surface.
本発明によるパネル部材において、前記第3傾斜面が前記第2傾斜面に対してなす角度は、前記第2傾斜面が前記第1傾斜面に対してなす角度以上であるようにしてもよい。 In the panel member according to the present invention, an angle formed by the third inclined surface with respect to the second inclined surface may be equal to or greater than an angle formed by the second inclined surface with respect to the first inclined surface.
本発明によるパネル部材において、前記第3傾斜面が前記第2傾斜面に対してなす角度は、前記第2傾斜面が前記第1傾斜面に対してなす角度と同一であるようにしてもよい。 In the panel member according to the present invention, an angle formed by the third inclined surface with respect to the second inclined surface may be the same as an angle formed by the second inclined surface with respect to the first inclined surface. .
本発明によるパネル部材において、前記光制御シートの法線方向及び前記一方向の両方向に平行な断面において、前記第3傾斜面の長さは前記第2傾斜面の長さ以上であり、且つ、前記第2傾斜面の長さは前記第1傾斜面の長さ以上であるようにしてもよい。 In the panel member according to the present invention, in the cross section parallel to both the normal direction and the one direction of the light control sheet, the length of the third inclined surface is not less than the length of the second inclined surface, and The length of the second inclined surface may be greater than or equal to the length of the first inclined surface.
本発明によるパネル部材において、前記光制御シートの法線方向及び前記一方向の両方向に平行な断面において、前記第1傾斜面の長さ、前記第2傾斜面の長さ、及び、前記第3傾斜面の長さが同一であるようにしてもよい。 In the panel member according to the present invention, in the cross section parallel to both the normal direction and the one direction of the light control sheet, the length of the first inclined surface, the length of the second inclined surface, and the third The length of the inclined surface may be the same.
本発明によるパネル部材において、前記光制御シートは、前記一方向に配列された複数の第4傾斜面を、さらに含み、
前記第1傾斜面、前記第2傾斜面、前記第3傾斜面及び前記第4傾斜面は、この順番で、前記一方向に繰り返し配列され、
前記光制御シートの前記第1面へ前記ある入射方向から入射した光の前記一部が、前記第1傾斜面にて全反射して当該第1傾斜面と隣り合う前記第2傾斜面に向けて進み、次に前記第2傾斜面にて全反射して当該第2傾斜面と隣り合う前記第3傾斜面に向けて進み、次に前記第3傾斜面にて全反射して当該第3傾斜面と隣り合う前記第4傾斜面に向けて進み、次に前記第4傾斜面にて全反射するようにしてもよい。
In the panel member according to the present invention, the light control sheet further includes a plurality of fourth inclined surfaces arranged in the one direction,
The first inclined surface, the second inclined surface, the third inclined surface and the fourth inclined surface are repeatedly arranged in the one direction in this order,
The part of the light incident on the first surface of the light control sheet from the certain incident direction is totally reflected by the first inclined surface and directed toward the second inclined surface adjacent to the first inclined surface. Next, it is totally reflected by the second inclined surface and proceeds toward the third inclined surface adjacent to the second inclined surface, and then totally reflected by the third inclined surface and the third inclined surface. You may make it advance toward the said 4th inclined surface adjacent to an inclined surface, and to totally reflect in the said 4th inclined surface next.
本発明によるパネル部材において、
前記光制御シートは、前記一方向に配列された複数の補助傾斜面を、さらに含み、
前記補助傾斜面、前記第1傾斜面、前記第2傾斜面及び前記第3傾斜面は、この順番で、前記一方向に繰り返し配列され、
前記光制御シートの法線方向及び前記一方向の両方向に平行な断面において、前記補助傾斜面が前記法線方向に対してなす角度は、前記第1傾斜面が前記法線方向に対してなす角度よりも小さく、
仮に前記補助傾斜面が設けられておらず且つ前記一方向における当該補助傾斜面の位置に前記第1傾斜面の延長部分が延びていたと仮定すると、前記光制御シートの前記第1面へ前記ある入射方向から入射して前記延長部分に進んだ光は、前記延長部分で全反射した後に、前記第2面のうちの前記第2傾斜面以外の位置に向かうようにしてもよい。
In the panel member according to the present invention,
The light control sheet further includes a plurality of auxiliary inclined surfaces arranged in the one direction,
The auxiliary inclined surface, the first inclined surface, the second inclined surface, and the third inclined surface are repeatedly arranged in the one direction in this order,
In a cross section parallel to both the normal direction and the one direction of the light control sheet, the angle formed by the auxiliary inclined surface with respect to the normal direction is defined by the first inclined surface with respect to the normal direction. Smaller than the angle,
If it is assumed that the auxiliary inclined surface is not provided and an extended portion of the first inclined surface extends at the position of the auxiliary inclined surface in the one direction, the first inclined surface is located on the first surface of the light control sheet. The light incident from the incident direction and traveling to the extension portion may be totally reflected by the extension portion and then directed to a position other than the second inclined surface of the second surface.
本発明によるパネル部材において、前記光制御シートの法線方向及び前記一方向の両方向に平行な断面において、前記補助傾斜面が前記法線方向に対してなす角度は、前記光制御シートの前記第1面へ前記ある入射方向から入射して前記第1傾斜面へ向かう光の進行方向が前記法線方向に対してなす角度以上であるようにしてもよい。 In the panel member according to the present invention, an angle formed by the auxiliary inclined surface with respect to the normal direction in a cross section parallel to both the normal direction and the one direction of the light control sheet is the first direction of the light control sheet. The traveling direction of light incident on one surface from the certain incident direction and traveling toward the first inclined surface may be greater than or equal to the angle formed with respect to the normal direction.
本発明によるパネル部材において、前記光制御シートの法線方向及び前記一方向の両方向に平行な断面において、前記補助傾斜面が前記法線方向に対してなす角度θaxが、前記光制御シートの前記第1面へ前記ある入射方向から入射する際の入射角度θp1、及び、前記光制御シートの補助傾斜面をなす部分の屈折率n1に対して、次の関係を満たすようにしてもよい。
θax≧Arcsin((sinθp1)/n1)
In the panel member according to the present invention, in a cross section parallel to both the normal direction and the one direction of the light control sheet, an angle θ ax formed by the auxiliary inclined surface with respect to the normal direction is equal to that of the light control sheet. The following relationship may be satisfied with respect to the incident angle θ p1 when entering the first surface from the certain incident direction and the refractive index n 1 of the portion forming the auxiliary inclined surface of the light control sheet. Good.
θ ax ≧ Arcsin ((sin θ p1 ) / n 1 )
本発明によるパネル部材において、
前記光制御シートの前記第2面に対向して配置された光反射シートと、
前記光制御シートと前記光反射シートとの間に設けられ前記光制御シートと前記光反射シートとを接合する接合層と、をさらに備え、
前記接合層は、前記光制御シートよりも低屈折率であるようにしてもよい。
In the panel member according to the present invention,
A light reflecting sheet disposed to face the second surface of the light control sheet;
A bonding layer provided between the light control sheet and the light reflection sheet and bonding the light control sheet and the light reflection sheet; and
The bonding layer may have a lower refractive index than the light control sheet.
本発明によるパネル部材において、各第1傾斜面は、前記一方向と非平行な方向に延び、各第2傾斜面は、前記一方向と非平行な方向に延び、第3傾斜面は、前記一方向と非平行な方向に延びていてもよい。 In the panel member according to the present invention, each first inclined surface extends in a direction non-parallel to the one direction, each second inclined surface extends in a direction non-parallel to the one direction, and a third inclined surface is You may extend in the direction non-parallel to one direction.
本発明によるパネル部材において、前記複数の第1傾斜面は、互いに平行となるように配置され、前記複数の第2傾斜面は、互いに平行となるように配置され、前記複数の第3傾斜面は、互いに平行となるように配置されていてもよい。 In the panel member according to the present invention, the plurality of first inclined surfaces are arranged to be parallel to each other, the plurality of second inclined surfaces are arranged to be parallel to each other, and the plurality of third inclined surfaces are arranged. May be arranged parallel to each other.
本発明によるパネル部材において、前記光制御シートは、シート状の本体部と、前記本体部上に設けられ前記一方向に配列された複数の単位要素と、を有し、各単位要素が、前記第1傾斜面、前記第2傾斜面及び前記第3傾斜面を一つずつ含むようにしてもよい。 In the panel member according to the present invention, the light control sheet includes a sheet-like main body portion and a plurality of unit elements provided on the main body portion and arranged in the one direction, and each unit element is The first inclined surface, the second inclined surface, and the third inclined surface may be included one by one.
本発明によるパネル部材において、各単位要素は、前記一方向と非平行な方向に延びていてもよい。 In the panel member according to the present invention, each unit element may extend in a direction non-parallel to the one direction.
本発明によるパネル部材において、前記複数の単位要素は、互いに同一な形状を有していてもよい。 In the panel member according to the present invention, the plurality of unit elements may have the same shape.
本発明による化粧材は、
上述した本発明によるパネル部材のいずれかと、
前記パネル部材に対向して配置された視覚効果処理部材と、を備え、
前記視覚効果処理部材は、光透過性を有し且つ視覚効果処理が施されている。
The cosmetic material according to the present invention comprises:
Any of the panel members according to the invention described above;
A visual effect processing member disposed to face the panel member,
The visual effect processing member has light permeability and is subjected to visual effect processing.
本発明による光学デバイスは、
上述した本発明によるパネル部材のいずれかと、
前記パネル部材に光を投射する光源と、を備える。
An optical device according to the present invention comprises:
Any of the panel members according to the invention described above;
A light source that projects light onto the panel member.
本発明による光学デバイスにおいて、前記光源は、前記パネル部材に向けて前記一方向において前記一側から前記他側へ傾斜した方向から、前記パネル部材に光を投射するようにしてもよい。 In the optical device according to the present invention, the light source may project light onto the panel member from a direction inclined from the one side to the other side in the one direction toward the panel member.
本発明によれば、入射光の少なくとも一部を効率的に所望の方向に向けることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to efficiently direct at least a part of incident light in a desired direction.
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。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, for the sake of illustration and ease of understanding, the scale, the vertical / horizontal dimension ratio, and the like are appropriately changed and exaggerated from those of the actual product.
図1〜図3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、パネル部材を含む光学デバイスを示す模式図である。図2及び図3は、それぞれ、パネル部材を示す縦断面図または斜視図である。また、図4は、パネル部材の作用を説明するための断面図である。なお、図2及び図4の断面図は、図3におけるX−X線に沿った断面を示している。 1 to 3 are diagrams for explaining an embodiment according to the present invention. Among these, FIG. 1 is a schematic diagram showing an optical device including a panel member. 2 and 3 are longitudinal sectional views and perspective views showing the panel member, respectively. FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the operation of the panel member. 2 and 4 show cross sections taken along line XX in FIG.
なお、以下に説明する本実施の形態による光学デバイス10およびパネル部材20は、例えば照明装置として用いられる。パネル部材20は、壁材、例えば建材内装シートとして用いられ、光源15からの光の進行方向を変更するようになっている。
The
とりわけ、このパネル部材20は、後述するように、パネル部材20に入射した光の一部を全反射させることにより、パネル部材20の入射面での鏡面反射方向dsとは異なる方向に向けることができる。したがって、照明装置としての光学デバイス10は、光源15からパネル部材20に投射された光の一部分を、パネル部材20での光路変更により、所定の位置に向けて進むようにしむけることができる。例えば、光源光の一部分が、パネル部材20での光路変更機能によって、特定の領域または位置に向けて進むようになれば、光源15から投射される全光量を増加させることなく、所望された配光での照明を実現することができる。すなわち、光学デバイス10およびパネル部材20によれば、光源15からの光を有効に利用することによって、省エネルギを実現することも可能となる。
In particular, the
ただし、以下の説明は一例に過ぎず、光学デバイス10およびパネル部材20を、照明装置以外の用途、例えば、発光可能な天井材、床材や、情報を表示するための表示装置等の用途に用いることも可能である。とりわけ、光学デバイス10が表示装置として用いられる場合には、パネル部材20に入射する光源光を、パネル部材20によって、当該表示装置の観察者に向けることができれば、非常に好ましい。この場合、光源の出力を増大させることなく、言い換えると、光源光の有効利用を図ることにより、観察者に感知される映像の明るさを効果的に向上させることができる。
However, the following description is only an example, and the
なお、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」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、「シート」はフィルムや板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、「光制御シート」には、「光制御フィルム」や「光制御板」等と呼ばれる部材も含まれ、「光反射シート」には、「光反射フィルム」や「光反射板」等と呼ばれる部材も含まれる。 In the present specification, terms such as “sheet”, “film”, and “plate” are not distinguished from each other only based on the difference in names. Therefore, for example, a “sheet” is a concept including a member that can also be called a film or a plate. As a specific example, the “light control sheet” includes members called “light control film” and “light control plate”, and the “light reflection sheet” includes “light reflection film” and “light reflection plate”. And so on.
また、本明細書において、「シート面(フィルム面、板面)」とは、対象となるシート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シート状部材の平面方向と一致する面のことを指す。以下に説明する実施の形態においては、パネル部材20のパネル面、後述する光反射シート30のシート面、後述する光制御シート40のシート面、光制御シート40の第1面41、本体部50のシート面、本体部50の第1面51および本体部50の第2面52は、互いに並行となっている。
In this specification, “sheet surface (film surface, plate surface)” is the same as the planar direction of the target sheet-like member when the target sheet-like member is viewed as a whole and globally. It refers to the surface to be used. In the embodiment described below, the panel surface of the
さらに、本明細書において、シート状の部材に対して用いる「法線方向」とは、当該シート状部材のシート面への法線方向のことを指す。したがって、以下に説明する実施の形態においては、パネル部材20の法線方向は、光反射シート30の法線方向および光制御シート40の法線方向、光制御シート40の第1面41の法線方向、本体部50の法線方向、本体部50の第1面51の法線方向および本体部50の第2面52の法線方向と平行となる。
Furthermore, in this specification, the “normal direction” used for the sheet-like member refers to the normal direction to the sheet surface of the sheet-like member. Therefore, in the embodiment described below, the normal direction of the
以下、本実施の形態による光学デバイス10およびパネル部材20の構成および作用効果について詳述していく。図1および図2に示すように、光学デバイス10は、パネル部材(パネル部材)20と、パネル部材20に光を投射する光源15と、を有している。パネル部材20は、互いに対向して配置された第1面41および第2面42を有する光制御シート40と、光制御シート40の第2面42に対向して配置された光反射シート30と、光制御シート40及び光反射シート30を接合する接合層35と、を有している。
Hereinafter, configurations and operational effects of the
図1に示す例において、パネル部材20は、建物の室内における壁材として設けられ、パネル部材20のパネル面が鉛直方向に延びるように配置されている。一方、光源15は、建物の室内における天井に取り付けられている。このため、図1に示すように、光源15から投射される光は、パネル部材20の法線方向に対して一方の側に傾斜した方向から、パネル部材20の各位置に入射するようになる。光学デバイス10の光源15として、種々の光源、例えば、線状の冷陰極管等の蛍光灯、点状のLED(発光ダイオード)、白熱電球等を用いることができる。
In the example shown in FIG. 1, the
次に、パネル部材20について説明する。上述したように、パネル部材20は、対向して配置された第1面41および第2面42を有する光制御シート40と、光制御シート40の第2面42に対向して配置された光反射シート30と、光制御シート40及び光反射シート30を接合する接合層35と、を有している。図2に示すように、光反射シート30は、パネル部材20の法線方向ndにおいて、光制御シート40を基準として光源15および観察者がいる室内空間とは逆側に配置されている。したがって、図2に示すように、光源15からの光L22は、光制御シート40を透過して光反射シート30へ入射するようになる。
Next, the
光反射シート30は、入射光を反射する反射機能を有したシート状の部材である。光反射シート30の反射特性は、拡散反射でもよく鏡面反射でもよい。また、光反射シート30の反射特性が拡散反射である場合には、拡散特性は、等方拡散でもよいし指向性拡散でもよい。したがって、光反射シート30として、種々の反射シートを用いることができるが、本実施の形態では、等方拡散反射機能を有した白色樹脂シートを用いた例とする。
The
なお、本実施の形態のように、パネル部材20を壁材として用いる場合、光反射シート30の光制御シート40に対面する側の表面に、絵柄が形成されていてもよい。光反射シート30に形成される絵柄として、パネル部材20が設けられている部屋の他の壁部と同様の絵柄、一具体例として、木目調の絵柄を採用することができる。また、意匠性を有した絵柄、一具体例として、絵画調の絵柄を採用することもできる。なお、本明細書で用いる絵柄とは、特定の情報を示す又は特定の情報を意味するものに限られることなく、図形、文字、模様、パターン、記号、柄、マーク、色彩等、特に限定されることなく広く含む。
When the
接合層35は、光反射シート30と光制御シート40とを接合する層である。図2に示すように、光反射シート30は、パネル部材20の法線方向ndに沿って、光制御シート40から離間して配置されている。接合層35は、光反射シート30及び光制御シート40に隣接する層として、光反射シート30及び光制御シート40の間に配置されている。光反射シート30に向かう光L22(図2参照)は、接合層35を透過する。したがって、接合層35は、可視光透過性を有している。
The
また、接合層35は、光反射シート30との界面を形成する。後述するように、光制御シート40での光路制御機能は、光制御シート40と接合層35との界面での反射、とりわけ屈折率差に起因した全反射に起因して発揮される。このため、接合層35の屈折率は、光制御シート40の屈折率よりも、低くなっている。接合層35と光制御シート40との界面での屈折率差は、0.16以上低くなっていることが好ましい。例えば、シリコーンやフッ素を含有した紫外線硬化型樹脂の硬化物として、接合層35を形成することができる。
Further, the
次に、光制御シート40について説明する。図1〜図3に示すように、シート状の本体部50と、本体部50上を延びる第1方向d1に沿って本体部50上に配列された複数の単位要素60と、を有している。
Next, the
本体部50は、単位要素60を支持する層であり、適度な強度および適度な可視光透過性を有するように、適宜構成される。本体部50は、互いに平行な一対の主面として、第1面51および第2面52を有している。単位要素60は、本体部50の第2面52上に設けられている。一方、本体部50の第1面51は、光制御シート40の第1面41を形成する。光制御シート40の第1面41(本体部50の第1面51)は、観察者がいる室内の側を向く面であり、光源15から投射された光が入射する入射面を形成する。また、光制御シート40の第1面41(本体部50の第1面51)は、光源15からの光の進行方向を変更して当該光を出射させる際の出射面としても機能する。本実施の形態のように、パネル部材20が壁材として用いられる場合には、つや消し処理として、本体部50の第1面51(光制御シート40の第1面41)が、光拡散機能を発現する凹凸を含んだ粗面またはマット面として構成されていてもよい。
The
一例として、本体部50の厚さを20μm〜200μmとすることができ、このような本体部50は、例えば、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを含んで構成され得る。二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムは、適度な透明性と、紫外線照射処理や加熱処理等に対する耐久性と、を有している点で、本体部50としての適用に好適である。
As an example, the thickness of the
次に、本体部50の第2面52上に設けられた複数の単位要素60について説明する。図3に示されているように、各単位要素60は、第1方向d1と非平行な方向に線状に延びている。とりわけ本実施の形態では、複数の単位要素60は、第1方向d1に一定のピッチで隙間をあけることなく配列されている。また、図3によく示されているように、各単位要素60は、第1方向d1に直交してパネル部材20のパネル面と平行に延びる第2方向d2に沿って、直線状に延びている。加えて、各単位要素60は、柱状に形成され、その長手方向に沿って同一の断面形状を有するようになっている。さらに、本実施の形態において、複数の単位要素60は、互いに同一に構成されている。
Next, the plurality of
第1方向d1に配列された各単位要素60は、補助傾斜面69、第1傾斜面61、第2傾斜面62及び第3傾斜面63を、第1方向d1における一側からこの順番で、有している。図2によく示されているように、各単位要素60の補助傾斜面69、第1傾斜面61、第2傾斜面62及び第3傾斜面63は、光制御シート40の第2面42を形成している。すなわち、光制御シート40の第2面42上において、補助傾斜面69、第1傾斜面61、第2傾斜面62及び第3傾斜面63が、第1方向d1における一側から他側へこの順番で、繰り返し設けられている。そして、複数の補助傾斜面69は、互いに平行となるように配置され、複数の第1傾斜面61は、互いに平行となるように配置され、複数の第2傾斜面62は、互いに平行となるように配置され、さらに、複数の第3傾斜面63は、互いに平行となるように配置されている。
Each
光制御シート40のシート面への法線方向ndと第1方向d1との両方に平行な断面(以下において、光制御シートの主切断面とも呼ぶ)において、すなわち図2に示す断面において、単位要素60の断面形状は、多角形形状、本実施の形態では五角形形状となっている。光制御シートの主切断面において、単位要素60の幅は、光制御シート40の法線方向ndに沿って本体部50から離間するに連れて狭くなっていく。また、光制御シートの主切断面において、各傾斜面61,62,63,69が光制御シート40の法線方向ndに対してなす角度の大きさθa1,θa2,θa3,θaxは、光制御シート40の法線方向ndに沿って本体部50から離間するに連れて大きくなるように変化する。図示された実施の形態では、第1傾斜面61と第2傾斜面62との接続位置が、光制御シート40の法線方向ndに沿って本体部50から最も離間した単位要素60の先端部をなしている。そして、光制御シートの主切断面において、光制御シート40の法線方向ndに対する第1傾斜面61の傾斜角度θa1は、光制御シート40の法線方向ndに対する補助傾斜面69の傾斜角度θaxよりも大きくなっている。また、光制御シートの主切断面において、光制御シート40の法線方向ndに対する第2傾斜面62の傾斜角度θa2は、光制御シート40の法線方向ndに対する第3傾斜面63の傾斜角度θa3よりも大きくなっている。
In a cross section parallel to both the normal direction nd to the sheet surface of the
そして、図2及び図4に示すように、光制御シート40の第1面41へ所定の入射方向から入射した光の一部L21,L41が、第1傾斜面61にて全反射して当該第1傾斜面61と隣り合う第2傾斜面62に向けて進み、次に当該第2傾斜面62にて全反射して当該第2傾斜面と隣り合う第3傾斜面に向けて進み、次に当該第3傾斜面63にて全反射するようになっている。各傾斜面61,62,63での全反射は、鏡面反射(すなわち、正反射)である。したがって、図4に示すように、光制御シートの主切断面において、各傾斜面61,62,63と当該傾斜面61,62,63で全反射される光の進行方向とによってなされる角度を反射角度θr1,θr2,θr3とすると、各傾斜面61,62,63での全反射によって、光の進行方向は、反射角度θr1,θr2,θr3の二倍の角度だけ、進行方向を曲げる。
As shown in FIGS. 2 and 4, a part of the light L21 and L41 incident on the
このようにして、光制御シート40の第1面41へ所定の入射方向から入射した光の一部L21,L41は、少なくとも三度の反射を繰り返すことによって、光制御シート40内で大きく進行方向を変化させて、光制御シート40の第1面41を介してパネル部材20から出射するようになる。この結果として、本実施の形態では、第3傾斜面63にて全反射した光L21,L41は、光制御シート40の第1面41に向かい、光制御シート40から出射するようになる。図2に示すように、この光L21の出射方向は、仮にパネル部材20への入射時に光制御シート40の第1面41で鏡面反射したとの仮定において進む方向dsに対し、第1方向d1における一側に大きく傾斜している。すなわち、パネル部材20は、単なる入射面での鏡面反射による光路変更機能とは区別され得る、指向性を有した偏向機能(以下において、「指向性偏向機能」と呼ぶ)を発揮することができる。
In this way, a part of the light L21 and L41 incident on the
なお、光制御シート40の第1面41へ所定の入射方向から入射した光の一部L21,L41は、三回もの反射によって、進行方向を折り返す。したがって、一回当たりの反射角度θr1,θr2,θr3を小さく設定することも可能である。この場合、光制御シート40と接合層35との屈折率差が、上述したように小さい場合であっても、光制御シート40と接合層35との間での全反射現象を引き起こすことができる。これにより、パネル部材20への入射光の一部L21,L41の進行方向を、光制御シート40の第1面41で鏡面反射した場合の進行方向dsと比較して、第1方向d1における一側に大きく立ち上がらせることができる。
In addition, some L21 and L41 of the light which entered into the
また、光制御シート40と接合層35との屈折率差が或る程度小さくなっていてもよいので、光制御シート40の第2面42を屈折率が極めて小さい空気層に隣接させる必要がない。本実施の形態では、光制御シート40の第2面42と界面を形成する接合層35は、光制御シート40と光反射シート30とを接合する層として機能している。このため、パネル部材20は、優れた耐久性および高い剛性を有するようになる。したがって、パネル部材20は、例えば、建材内装シート等として好適に用いられ得る。
Further, since the refractive index difference between the
ここで、具体的には、次のように傾斜面61,62,63を設計すれば、光制御シート40の第1面41へ所定の入射方向から入射した光の一部L21,L41が、第1傾斜面61にて全反射して当該第1傾斜面61と隣り合う第2傾斜面62に向けて進み、次に当該第2傾斜面62にて全反射して当該第2傾斜面と隣り合う第3傾斜面に向けて進み、次に当該第3傾斜面63にて全反射するようになる。ここでは、理解を容易にするため、対象となる光L21,L41が、光制御シート40の主切断面と平行に進むと仮定する。
Here, specifically, if the
まず、光制御シート40の第1面41へ所定の入射方向から入射して第1傾斜面61へ進む光の反射角度θr1〔単位:°〕、光制御シート40の接合層35と界面をなす部分での屈折率n1、接合層35の光制御シート40と界面をなす部分での屈折率n2、が次の関係を満たすことにより、対象となる光L21,L41が、第1傾斜面61にて全反射する。
n1×sin(90−θr1)≧n2
なお、図4に示すように、特定の入射方向から光制御シート40へ入射する対象光L21,L41の入射角度をθp1〔単位:°〕とすると、反射角度θr1は、次の関係から入射角度θp1を用いて表すことも可能である。以下の関係における角度θa1〔単位:°〕は、上述したように、第1傾斜面61が光制御シートの法線方向ndに対してなす角度である。
sinθp1=n1×sin(θa1−θr1)
First, the reflection angle θ r1 [unit: °] of light that enters the
n 1 × sin (90−θ r1 ) ≧ n 2
As shown in FIG. 4, when the incident angles of the target lights L21 and L41 incident on the
sin θ p1 = n 1 × sin (θ a1 −θ r1 )
次に、第2傾斜面62での反射角度θr2が第1傾斜面61での反射角度θr1以下となれば、第1傾斜面61で全反射した光は、第2傾斜面62でも全反射するようになる。このとき、光制御シートの主切断面での第1傾斜面61と第2傾斜面62とによって形成される内角の角度θn1〔単位:°〕が、次の式を満たすようになる。
θn1≧180−2×θr1
加えて、第1傾斜面61での反射角度θr1が第2傾斜面62での反射角度θr2と等しい場合、光制御シートの主切断面における第2傾斜面62の長さlr2が、光制御シートの主切断面における第1傾斜面61の長さlr1以下であれば、光制御シート40の第1面41へ所定の入射方向から入射して第1傾斜面61で全反射した光L21,L41は、第2傾斜面62へ入射し全反射するようになる。
Next, if the reflection angle θ r2 at the second
θ n1 ≧ 180−2 × θ r1
In addition, when the reflection angle θ r1 at the first
同様に、第3傾斜面63での反射角度θr3が第2傾斜面62での反射角度θr2以下となれば、第2傾斜面62で全反射した光は、第3傾斜面63で全反射するようになる。このとき、光制御シートの主切断面での第2傾斜面62と第3傾斜面63とによって形成される内角の角度θn2〔単位:°〕が、次の式を満たすようになる。
θn2≧180−2×θr2
さらに、第2傾斜面62と第3傾斜面63とによって形成される内角の角度θn2が、第1傾斜面61と第2傾斜面62とによって形成される内角の角度θn1以上となっていれば、第1傾斜面61及び第2傾斜面62で全反射を繰り返した光が、さらに、第3傾斜面63でも全反射するようになる。また、第2傾斜面62での反射角度θr2が第3傾斜面63での反射角度θr3と等しい場合、光制御シートの主切断面における第3傾斜面63の長さlr3が、光制御シートの主切断面における第2傾斜面62の長さlr2以下であれば、光制御シート40の第1面41へ所定の入射方向から入射して第1傾斜面61及び第2傾斜面62の両方で全反射した光L21,L41は、第3傾斜面63へ入射し全反射するようになる。
Similarly, if the reflection angle θ r3 on the third
θ n2 ≧ 180−2 × θ r2
Further, the inner angle θ n2 formed by the second
なお、光制御シート40の傾斜面61,62,63で全反射を繰り返すことによって、パネル部材20の入射面で鏡面反射される方向dsとは異なる所定の方向に進む光をより多く確保する観点からは、すなわち、光制御シート40の指向性を有した偏向機能を効率的に発揮する観点からは、特定の入射方向から光制御シート40の第1面41へ入射して第1傾斜面61に進む光の全てが、当該第1傾斜面61にて全反射して当該第1傾斜面61と隣り合う第2傾斜面62に向けて進み、次に第2傾斜面62にて全反射して当該第2傾斜面62と隣り合う第3傾斜面63に向けて進み、次に第3傾斜面63にて全反射することが好ましい。一例として、各反射面61,62,63での反射角度θr1,θr2,θr3が同一であり、且つ、光制御シートの主切断面における各傾斜面61,62,63の長さlr1,lr2,lr3が同一であれば、特定の入射方向から光制御シート40の第1面41へ入射して第1傾斜面61で全反射した光は、その後、第2傾斜面62及び第3傾斜面63で全反射を繰り返すようになる。
In addition, by repeating total reflection on the
図4に示されたパネル部材20は、各反射面61,62,63での反射角度θr1,θr2,θr3が同一であり、且つ、光制御シートの主切断面における各傾斜面61,62,63の長さlr1,lr2,lr3が同一となるように構成されている。図4に点線で示すように、光制御シートの主切断面と平行に進んで入射角度θp1にてパネル部材20へ入射し、その後に第1傾斜面61の一方の端部で全反射した光L42は、次に第2傾斜面62の他方の端部で全反射し、その後、第3傾斜面63の一方の端部で全反射する。同様に、図4に二点鎖線で示すように、光制御シートの主切断面と平行に進んで入射角度θp1にてパネル部材20へ入射し、その後に第1傾斜面61の他方の端部で全反射した光L43は、次に第2傾斜面62の一方の端部で全反射し、その後、第3傾斜面63の他方の端部で全反射する。光制御シートの主切断面と平行に進んで入射角度θp1にてパネル部材20へ入射する光のうち、図4に示された光L42とL43との間の光路を辿る光は、これらの光と同様に、各傾斜面61,62,63で順に全反射を繰り返すようになる。すなわち、光制御シート40の第1面41上のうちの上述した光L42の入射位置と光L43の入射位置との間となる領域Zrに所定の方向から入射する光は、傾斜面61,62,63で順に全反射を繰り返して、第1面41上で鏡面反射される方向dsとは大きく異なる方向に向けて、進行方向を折り返されるようになる。
The
ところで、上述したように、光制御シート40の第2面42は、第1〜第3傾斜面61,62,63に加えて、補助傾斜面69を更に有しており、光制御シート40の法線方向ndに対する補助傾斜面69の傾斜角度θaxは、光制御シート40の法線方向ndに対する第1傾斜面61の傾斜角度θa1より小さくなっている。この補助傾斜面69は、パネル部材20の指向性偏向機能に寄与するものではないが、次の条件を満たすように構成されている。すなわち、仮に補助傾斜面69が設けられておらず且つ第1方向d1における当該補助傾斜面69の位置に第1傾斜面61の延長部分61aが延びていたと仮定すると、光制御シート40の第1面41へ前記特定の入射方向から入射して延長部分61aに進んだ光L44(図4参照)が、延長部分61aで全反射した後に、第2面42のうちの第2傾斜面62以外の位置に向かうようになる。言い換えると、補助傾斜面69に代えて第1傾斜面61の延長部分61aが設けられていたとすると、上述した入射角度θp1で入射した光は、第1傾斜面61で全反射すれば第2傾斜面62に向かうようになるが、延長部分61aで全反射すると第2傾斜面62以外に向かうようになる。すなわち、補助傾斜面69は、第1傾斜面61のうちの、パネル部材20の指向性偏向機能に寄与し得ないない部分に代えて設けられている。
Incidentally, as described above, the
上述したように、補助傾斜面69も、パネル部材20の指向性偏向機能に寄与しない面となる。ただし、補助傾斜面69は、延長部分61aよりもパネル部材20の法線方向ndに対してなす角度が小さい。したがって、図4に示すように、延長部分61aを設けた場合の単位要素60の幅Wxと比較して、補助傾斜面69を設けた場合には単位要素60の幅Waを小さくすることができる。この結果、一つの単位要素60の幅Waに対する、特定の入射方向からの光に対して指向性偏向機能を及ぼされるようになる入射領域Zrの幅の割合を大きくすることができる。すなわち、補助傾斜面69を設けることによって、指向性偏向機能をより効率的に発揮することが可能となる。
As described above, the auxiliary
なお、光制御シートの主切断面における補助傾斜面69の法線方向ndに対してなす角度θaxが小さくなると、特定の入射方向からの光に対して指向性偏向機能を及ぼされるようになる入射領域Zr(図4参照)の幅が狭くなってしまう。したがって、指向性偏向機能をより効率的に発揮する観点からは、パネル部材20の法線方向ndに対する補助傾斜面69の傾斜角度θax(図2参照)は、次のように決定されることが好ましい。すなわち、光制御シートの主切断面において、補助傾斜面69が法線方向ndに対してなす角度θaxは、光制御シート40の第1面41へ特定入射方向から入射角度θp1で入射して第1傾斜面61へ向かう光の進行方向が法線方向ndに対してなす角度以上に設定される。具体的には、光制御シート40の屈折率n1を含む次の関係を満たす。
θax≧Arcsin((sinθp1)/n1)
このように設計された補助傾斜面69によれば、特定の入射方向からの光に対して指向性偏向機能を及ぼされるようになる入射領域Zrを最大限確保することができ、指向性偏向機能をより効率的に発揮することが可能となる。
In addition, if the angle θ ax formed with respect to the normal direction nd of the auxiliary
θ ax ≧ Arcsin ((sin θ p1 ) / n 1 )
According to the auxiliary
以上のような構成を有した光制御シート40の寸法は、一例として、以下のように設定され得る。まず、単位要素60の具体例として、光制御シート40のシート面に沿った単位要素60の幅Wa(図4参照)を0.05mm以上1.00mm以下とすることができる。また、光制御シートの法線方向ndに沿った単位要素60の高さを0.03mm以上1.0mm以下とすることができる。さらに、本体部50の厚みを、0.02mm以上1.0mm以下とすることができる。
The dimensions of the
また、以上のような光制御シート40は、基材上に単位要素60を賦型することにより、作製することができる。基材として、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂からなるフィルムを用いることができる。基材上に賦型される材料として、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂(電離放射線硬化型樹脂等)が好適に使用され得る。この製造方法の一例において、本体部50が、基材のみから形成されるようにしてもよいし、基材と、基材上にシート状に賦型された樹脂部分と、から形成されるようにしてもよい。ただし、反応性樹脂を用いた賦型によって光制御シート40を作製することに限られず、押し出し成型や射出成型等のその他の製造方法によって光制御シート40を作製してもよい。なお、このようにして得られた光制御シート40に、未硬化の電離放射線硬化型樹脂を介して光反射シート30を積層した状態にて、電離放射線硬化型樹脂を硬化させることにより、パネル部材20を得ることができる。この場合、電離放射線硬化型樹脂の硬化物が、接合層35を形成するようになる。
Moreover, the
次に、以上のような構成からなる光学デバイス10およびパネル部材20の作用について説明する。ここでは、光学デバイス10を照明装置として用いた際における光学デバイス10およびパネル部材20の作用について説明する。
Next, the operation of the
図1および図2に示す例において、パネル部材20は、単位要素60の配列方向となる第1方向d1が鉛直方向と平行となるようにして、配置されている。したがって、光源15から投射される光L11は、パネル部材20に向けて第1方向d1における一側から他側へ傾斜した方向から、パネル部材20の各位置へ入射する。
In the example shown in FIGS. 1 and 2, the
図2に示すように、パネル部材20に入射した光L21,L22は、パネル部材20の最表面をなす本体部50へ第1面51の側から入射する。パネル部材20の光制御シート40へ入射した光L21,L22は、本体部50から単位要素60へと進む。図2に示すように、単位要素60内を進む光L21,L22は、その後、光制御シート40の第2面42へ入射する。第2面42は、互いに対して傾斜した補助傾斜面69,第1傾斜面61,第2傾斜面62及び第3傾斜面63を含んでいる。そして、光源15からの光は、第2面42のうちのどの面69,61,62,63に入射するかに依存して、その後に及ぼされる光学作用、並びに、その結果としての進行方向が異なるようになる。
As shown in FIG. 2, the light beams L <b> 21 and L <b> 22 that have entered the
上述したように、光制御シート40の第1面41へある入射方向から入射した光の一部が、第1傾斜面61にて全反射して当該第1傾斜面61と隣り合う第2傾斜面62に向けて進み、次に第2傾斜面62にて全反射して当該第2傾斜面62と隣り合う第3傾斜面63に向けて進み、次に第3傾斜面63にて全反射するよう、パネル部材20が構成されている。各傾斜面61,62,63での全反射は、鏡面反射(すなわち、正反射)である。したがって、図4に示すように、光制御シートの主切断面において、各傾斜面61,62,63と当該傾斜面61,62,63で全反射される光の進行方向との角度を反射角度θr1,θr2,θr3とすると、各傾斜面61,62,63での全反射によって、光L31の進行方向は、反射角度θr1,θr2,θr3の二倍の角度だけ、進行方向を曲げる。
As described above, a part of the light incident on the
このようにして、光制御シート40の第1面41へ所定の入射方向から入射した光のうち、光制御シート40への入射後に第1傾斜面61に向かう光L21,L41は、少なくとも三度の反射を繰り返すことによって、光制御シート40内で大きく進行方向を変化させる。結果として、本実施の形態では、第3傾斜面63で全反射した光L21,L41は、光制御シート40の第1面41に向かい、光制御シート40から出射するようになる。図2に示すように、この光L21の出射方向は、仮にパネル部材20への入射時に光制御シート40の第1面41で鏡面反射したとの仮定において進む方向dsに対し、第1方向d1における一側に大きく傾斜している。すなわち、パネル部材20は、単なる入射面での鏡面反射による光路変更機能とは区別され得る、指向性を有した偏向機能を発揮することができる。
In this way, among the light incident on the
なお、本実施の形態では、所定の入射角度θp1でパネル部材20に入射する光が、第1〜第3傾斜面61,62,63で順に全反射するように、パネル部材20が設計されている。しかしながら、厳密に所定の入射角度θp1限られることなく、この所定の入射角度近傍の入射角度で、パネル部材20に入射する光も、第1〜第3傾斜面61,62,63で順に全反射し、上述した光L21,L41と同様に、パネル部材20の入射面で鏡面反射される方向dsとは大きく異なる方向に出射するようになる。
In the present embodiment, the
多くの用途において、光源15からの光は、第1方向d1のおける一側に相当する上方から、パネル部材20に入射する。この場合、パネル部材20の入射面で鏡面反射される方向dsは、床面上に向くことになる。一方、本実施の形態によれば、パネル部材20での指向性偏向機能によって、光源15から光制御シート40の本体部50へ入射して第1傾斜面61へ向かう光L21,L41は、第1〜第3傾斜面61,62,63での反射後にパネル部材20から出射して、室内を照明するようになる。この光L21,L41の出射方向は、鏡面反射方向dsに対して第1方向d1における一側、すなわち鏡面反射方向dsに対して鉛直方向における上側に立ち上がった方向となる。図示された例において、光L21,L41は、おおよそパネル部材20の法線方向ndに沿って室内に進み出ている。このような出射光L21,L41は、パネル部材20が設置された空間における特定の領域または位置を照明する照明光として有効に利用され得る。
In many applications, light from the
すなわち、光源15からの光が有効に利用されにくい方向dsへ出射することを効果的に抑制して、室内の照明に有効に利用することができる。より具体的には、パネル部材20での指向性偏向機能により、室内の明るさ上昇に有効に寄与し得る方向へ光源15からの光を偏向させることや、特定の領域や位置をスポット的に照明することも可能となる。これにより、光源15からの光の有効利用を図り、省エネルギを実現することができる。
That is, it is possible to effectively suppress the light from the
その一方で、図2に示すように、光制御シート40の第2面42のうちの第1傾斜面61以外の部分に入射する光L22や、入射角度がθp1となる特定の入射方向以外の方向からパネル部材20へ入射する光の多くは、光反射シート30まで到達する。この光は、光反射シート30によって、例えば拡散反射されて進路を折り返し、パネル部材20から室内に進み出る。このような光反射シート30からの反射光と、光制御シート40の第2面42での指向性偏向機能による偏向光と、の組み合わせにより、質感や風合いを調整することができる。なお、光反射シート30からの反射光と、光制御シート40の第2面42での指向性偏向機能による偏向光と、の割合は、光制御シート40の第2面42における各傾斜面61,62,63,69の長さを調節することにより、変更可能である。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the light L22 incident on a portion other than the first
ところで、本実施の形態において、光反射シート30の光制御シート40に対面する側の面に絵柄が形成されていてもよい。種々の方向に沿ってパネル部材20の各位置に入射する光源15からの光のうち、光反射シート30へ到達した光は、この絵柄を照明することになる。これにより、仮にパネル部材20を照明する光が光源15から投射される光のみである場合においても、室内にいる人間は、光反射シート30に形成された絵柄を観察することができる。
By the way, in this Embodiment, the pattern may be formed in the surface on the side facing the
以上のように本実施の形態によれば、光制御シート40の第1面41へ所定の入射方向から入射した光の一部L21,L41が、第1傾斜面61にて全反射して当該第1傾斜面61と隣り合う第2傾斜面62に向けて進み、次に当該第2傾斜面62にて全反射して当該第2傾斜面と隣り合う第3傾斜面に向けて進み、次に当該第3傾斜面63にて全反射するようになっている。各傾斜面61,62,63での全反射によって、光L31の進行方向は、反射角度θr1,θr2,θr3の二倍の角度だけ、進行方向を曲げる。この結果、光制御シート40の第1面41へ所定の入射方向から入射した光の一部L21,L41は、少なくとも三度の反射を繰り返すことによって、光制御シート40内で大きく進行方向を変化させた後、光制御シート40の第1面41を介してパネル部材20から出射することができる。この光の出射方向は、仮にパネル部材20への入射時に光制御シート40の第1面41で鏡面反射したとの仮定において進み出る方向dsに対し、第1方向d1における一側に大きく傾斜している。すなわち、パネル部材20は、単なる入射面での鏡面反射による光路変更機能とは区別され得る、指向性を有した偏向機能を発揮して、観察者が視覚で認知し得る何等かの光学的機能の発現を効果的に可能にする。
As described above, according to the present embodiment, part of the light L21 and L41 incident on the
なお、光制御シート40の第1面41へ所定の入射方向から入射した光の一部L21,L41は、三回もの反射によって、進行方向を折り返すようにしている。したがって、一回当たりの反射角度θr1,θr2,θr3を小さく設定することも可能である。この場合、光制御シート40と接合層35との屈折率差が、上述したように小さい場合であって、光制御シート40と接合層35との間での全反射現象を引き起こすことができる。これにより、パネル部材20への入射光の一部L21,L41の進行方向を、光制御シート40の第1面41で鏡面反射した場合の進行方向と比較して、第1方向d1における一側に大きく立ち上がらせることができる。
Note that a part of the light L21 and L41 incident on the
また、光制御シート40と接合層35との屈折率差が或る程度小さくなっていてもよいので、光制御シート40の第2面42を屈折率が極めて小さい空気層に隣接させる必要がない。本実施の形態では、光制御シート40の第2面42と界面を形成する接合層35は、光制御シート40と光反射シート30とを接合する層として機能している。このため、パネル部材20は、優れた耐久性および高い剛性を有するようになる。したがって、パネル部材20は、指向性偏向機能を安定して発揮することができるとともに、例えば、建材内装シート等として好適に用いられ得る。
Further, since the refractive index difference between the
さらに、光制御シート40が接合層35を介して光反射シート30に接合することができるので、光制御シート40の第2面42をなす単位要素60の表面に局所的に大きな力が加えられることを効果的に回避することができる。したがって、個々の単位要素60に高い強度を付与するために単位要素60を大型化する必要がない。このため、本実施の形態では、単位要素60を小型化して光制御シート40の厚み、さらには、パネル部材20の厚みを薄型化することができる。
Furthermore, since the
さらに、本実施の形態では、光制御シート40の第2面42は、第1〜第3傾斜面61,62,63に加えて、補助傾斜面69を更に有しており、光制御シート40の法線方向ndに対する補助傾斜面69の傾斜角度θaxは、光制御シート40の法線方向ndに対する第1傾斜面61の傾斜角度θa1より小さくなっている。そして、仮に補助傾斜面69が設けられておらず且つ第1方向d1における当該補助傾斜面69の位置に第1傾斜面61の延長部分61aが延びていたと仮定すると、光制御シート40の第1面41へ前記特定の入射方向から入射して延長部分61aに進んだ光L44(図4参照)が、延長部分61aで全反射した後に、第2面42のうちの第2傾斜面62以外の位置に向かうようになる。言い換えると、補助傾斜面69に代えて第1傾斜面61の延長部分61aが設けられていたとすると、上述した入射角度θp1で入射した光は、第1傾斜面61で全反射すれば第2傾斜面62に向かうようになるが、延長部分61aで全反射すると第2傾斜面62以外に向かうようになる。すなわち、補助傾斜面69は、第1傾斜面61のうちの、パネル部材20の指向性偏向機能に寄与し得ない部分に代えて設けられている。
Further, in the present embodiment, the
補助傾斜面69も、パネル部材20の指向性偏向機能に寄与しない面となるが、補助傾斜面69は、延長部分61aよりもパネル部材20の法線方向ndに対してなす角度が小さい。したがって、延長部分61aを設けた場合の単位要素60の幅Wxと比較して、補助傾斜面69を設けた場合には単位要素60の幅Waを小さくすることができる。この結果、一つの単位要素60の幅Waに対する、特定の入射方向からの光に対して指向性偏向機能を及ぼされるようになる入射領域Zr(図4参照)の幅の割合を大きくすることができる。すなわち、補助傾斜面69を設けることによって、指向性偏向機能をより効率的に発揮することが可能となる。
The auxiliary
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、変形例の一例について説明する。 Note that various modifications can be made to the above-described embodiment. Hereinafter, an example of a modification will be described.
上述した実施の形態において、本体部50の第2面52上に単位要素60が隙間なく配列される例を示したが、これに限られず、本体部50の第2面52上に単位要素60が隙間をあけて配列されるようにしてもよい。この例によれば、光制御シート40の第2面42の一部が、本体部50の第2面52によって構成されるようになる。
In the above-described embodiment, the example in which the
さらに、上述した実施の形態において、光制御シートの主切断面における単位要素60の断面形状の一例について説明したが、これに限られず、種々の変更が可能である。例えば、図5に示すように、光制御シート40が、第1方向d1に配列された複数の第4傾斜面64を、さらに含むようにしてもよい。図5に示された例において、補助傾斜面69、第1傾斜面61、第2傾斜面62、第3傾斜面63及び第4傾斜面64は、この順番で、第1方向d1に繰り返し配列されている。光制御シート40の第1面41へある入射方向から入射した光の一部L51が、第1傾斜面61にて全反射して当該第1傾斜面61と隣り合う第2傾斜面62に向けて進み、次に第2傾斜面62にて全反射して当該第2傾斜面62と隣り合う第3傾斜面63に向けて進み、次に第3傾斜面63にて全反射して当該第3傾斜面63と隣り合う第4傾斜面64に向けて進み、次に第4傾斜面64にて全反射するようになっている。このようなパネル部材20での進行性偏向機能は、一例として、第1傾斜面61及び第2傾斜面62に基づいて第3傾斜面63を設計した上述の方法と同様にして、第1〜第3傾斜面61,62,63に基づいて第4傾斜面64を設計することによって、確保され得る。また、図5に示された例に限られず、単位要素60は、光制御シートの主切断面において、四角形形状や五角形形状以外の多角形形状、例えば、三角形形状や六角形形状であるようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, an example of the cross-sectional shape of the
さらに、上述した実施の形態およびその変形例において、光制御シート40の第2面42が、指向性偏向機能に寄与しない補助傾斜面69を有する例を示したが、これに限られない。光制御シート40の第2面42が、指向性偏向機能に寄与する傾斜面61,62,63のみを有し、補助傾斜面69を含まないようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment and its modification, the example in which the
さらに、上述した実施の形態において、複数の単位要素60が互いに同一に構成されている例を示したが、これに限られない。また、複数の単位要素60が一定のピッチで第1方向d1に配列されている例を示したが、これに限られない。光源15からの第1方向d1に沿った距離に応じて、単位要素60の形状、光制御シート40のシート面に沿った単位要素60の配列ピッチ、光制御シート40のシート面に沿った単位要素60の幅Waを変化させてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the plurality of
さらに、上述した実施の形態において、各単位要素60が線状に延び、複数の単位要素60が一次元配列(リニアアレイ配列)で配列されている例を示したが、これに限られない。各単位要素60が点状に形成され、各単位要素60が二次元配列で配列されていてもよい。
Further, in the above-described embodiment, each
さらに、上述した実施の形態において、光反射シート30に絵柄が形成されている例について説明したが、光反射シート30以外に絵柄が形成されていてもよいし、光反射シート30の絵柄に加えて、パネル部材20の他の部分に絵柄が形成されていてもよい。一例として、本体部50の第1面51(光制御シート40の第1面41)に絵柄が形成されていてもよいし、光制御シート40の本体部50の第2面52に絵柄が形成されていてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which a pattern is formed on the
さらに、図6に示すように、パネル部材20を視覚効果処理部材80と組み合わせてなる化粧材13として用いることも可能である。視覚効果処理部材80は、光透過性を有し、その部材表面には視覚効果処理が施されている。したがって、パネル部材20と視覚効果処理部材80とを含む化粧材13では、視覚効果処理部材80での視覚効果が、パネル部材20での指向性偏向機能によって、より顕著且つより効果的に発揮されるようになる。
Furthermore, as shown in FIG. 6, it is possible to use the
ここで、視覚効果処理とは、部材表面を観察する観察者が、視覚的に認識できる何等かの処理または模様を指し、例えば、記号数字文字情報や画像情報などの意匠を施すことであり、画像情報はモノクロの濃淡画像でもよいし、カラー画像でもよい。また、視覚効果処理は、印刷技術を利用して部材表面に印字する場合だけでなく、部材表面に凹凸形状をつけて視覚効果を出してもよく、あるいは光学的な干渉縞を形成して、光の入射角度により画像が浮かび上がるようにしてもよい。 Here, the visual effect processing refers to any processing or pattern that can be visually recognized by the observer observing the member surface, for example, applying design such as symbolic numeric character information and image information, The image information may be a monochrome grayscale image or a color image. In addition, the visual effect processing is not limited to printing on the surface of the member using a printing technique, but may provide a visual effect by forming an uneven shape on the surface of the member, or by forming optical interference fringes, The image may emerge depending on the incident angle of light.
視覚効果処理を印刷にて行う場合、例えば、部材の表面に、印刷ドットの大きさを可変させて濃淡を表す振幅変調方式を利用したグラビア印刷を施すことが考えられる。これにより、通常の印刷物と同様に、低コストで高品質の視覚効果処理を行うことができる。 When the visual effect processing is performed by printing, for example, it is conceivable to perform gravure printing on the surface of the member using an amplitude modulation method in which the size of the printing dot is changed to represent light and shade. Thereby, it is possible to perform high-quality visual effect processing at a low cost in the same manner as a normal printed matter.
なお、視覚効果処理部材80は、部材自体で視覚効果を出す場合と、部材に視覚効果層を積層する場合とがある。部材自体で視覚効果を出す場合は、視覚効果層は必要とせず、部材のみでよい。部材自体が視覚効果を持つものとしては、例えば、磨りガラス、障子、和紙、着色ガラス部材、着色樹脂部材等が挙げられる。一方、部材に視覚効果層を積層する場合、部材は光透過性を有する必要があり、例えば無機物製部材や樹脂製部材が挙げられる。無機物製部材は、例えばガラス部材であり、それに用いられるガラスは、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、石英ガラス等を用いることができる。樹脂製部材に用いられる樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、液晶ポリマー、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチロール、トリアセチルセルロース(TAC)等を挙げることができる。
The visual
また、視覚効果処理部材80として、シート状の電子表示部材を用いることも可能である。図7には、上述した視覚効果処理部材80と、第2の視覚効果処理部材としての電子表示部材90と、パネル部材20、とを有した化粧材13が、図示されている。電子表示部材90は、視覚効果処理部材80とパネル部材20との間に配置されている。図7の電子表示部材90は、透明電極部材91と、対向電極部材92と、表示媒体層93と、を有する電子ペーパとして構成されている。透明電極部材91は、不図示の透明部材と、この透明部材上に形成された不図示の透明電極を有する。対向電極部材92は、不図示の対向部材と、この対向部材上に形成された不図示の対向電極とを有する。表示媒体層93は、ツイストボール94を含有する溶媒層95と、これらツイストボール94および溶媒層95を封止する表示媒体層用部材96と、を有している。
Further, a sheet-like electronic display member can be used as the visual
このような電子表示部材90を第2の視覚効果処理部材として設けることにより、第1の視覚効果処理部材80による視覚効果と、第2の視覚効果処理部材(電子表示部材90)に表示する任意の表示画像による視覚効果とを合成して観察者に提供することができ、例えばより木目の細かい視覚効果を実現することができる。すなわち、第1の視覚効果処理部材80による視覚効果は、固定的(静的)なものであるのに対し、第2の視覚効果処理部材(電子表示部材90)による視覚効果は動的なものであり、例えば、第1の視覚効果処理部材80による視覚効果を背景画像として用いて、第2の視覚効果処理部材(電子表示部材90)により動画像(例えば、時計やテロップの画像)を表示させることができる。
By providing such an
なお、電子表示部材90は、電子ペーパに限定されるものではなく、液晶表示装置や有機EL装置などの種々の平面表示装置が適用可能である。また、電子表示部材90にて表示させる画像は、必ずしも動画像である必要はなく、静止画像を表示させてもよい。
The
さらに、光制御シート40の第1面41に対向するようにして太陽電池パネルをパネル部材20に積層することも可能である。この例では、太陽電池パネルに入射する光により、電力を発生することができ、化石燃料の使用を削減でき、省エネルギ化を図ることができる。
Furthermore, the solar cell panel can be laminated on the
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。 In addition, although the some modification with respect to embodiment mentioned above was demonstrated above, naturally, it is also possible to apply combining several modifications suitably.
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。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, this invention is not limited to this Example.
上述の実施の形態で説明した図1〜図4のパネル部材を作製した。本実施例では、光制御シートの主切断面と平行な面内を進み入射角度45°にて光制御シート40に入射した光が、第1傾斜面にて全反射して当該第1傾斜面と隣り合う第2傾斜面に向けて進み、次に第2傾斜面にて全反射して当該第2傾斜面と隣り合う第3傾斜面に向けて進み、次に第3傾斜面にて全反射して、光制御シートの法線方向ndに進んでパネル部材20から出射するように設計した。実施例1に係るパネル部材では、光制御シートの接合層との界面をなす部分の屈折率を1.59とし、接合層の光制御シートとの界面をなす部分の屈折率を1.41とした。実施例2に係るパネル部材では、光制御シートの接合層との界面をなす部分の屈折率を1.59とし、接合層の光制御シートとの界面をなす部分の屈折率を1.43とした。光反射シートとして、散乱反射機能を有する白色のPETフィルムを用いた。
The panel member of FIGS. 1 to 4 described in the above embodiment was produced. In the present embodiment, light that travels in a plane parallel to the main cutting surface of the light control sheet and enters the
得られたパネル部材20を室内の壁に貼り付けて、室内の照明を点灯した状態で、パネル部材の表面の輝度を当該パネル部材の法線方向から測定した。また、比較例として、市販されている壁紙を室内の壁に貼り付けて、室内の照明を点灯した状態で、壁紙の表面の輝度を当該壁紙の法線方向から目視にて比較した。室内照明光は、白色光であった。
一方で輝度の評価として、ゴニオメーター(株式会社村上色彩技術研究所製、三次元変角分光システムGCMS−11)を使用して、各パネル部材及び壁紙の表面の輝度Yを法線方向から測定した。Y値の測定結果を相対比にて表1に示す。
The obtained
On the other hand, as a luminance evaluation, using a goniometer (manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd., three-dimensional variable angle spectroscopy system GCMS-11), the luminance Y of each panel member and the surface of the wallpaper is measured from the normal direction. did. The measurement results of the Y value are shown in Table 1 as relative ratios.
実施例1および実施例2では、指向性偏向機能が十分に確認されていることが確認された。また、実施例1と実施例2との比較では、屈折率差が大きい実施例1にてより強い指向性偏向機能が発現されていた。さらに、実施例1および実施例2のパネル部材を法線方向から目視したところ、実施例1のパネル部材は白色に観察されたが、実施例2のパネル部材は、明らかに実施例1のパネル部材の色調とは異なり、青白く観察された。すなわち、光反射シートと接合層との屈折率差を調整することで、指向性偏向機能を及ぼされた偏向光の偏向方向からパネル部材を観察した場合におけるパネル部材の色味を制御することができた。光反射シート及び接合層の屈折率は光の波長に応じて僅かに変化する。そして、実施例1及び2のパネル部材20では光反射シート及び接合層の屈折率差が比較的に小さいため、パネル部材への入射光のうちの一部の波長域の光が、例えば短波長側の光が、主として、光反射シートと接合層との界面での全反射条件を満たして指向性偏向機能を及ぼされている、ことが推察される。
In Example 1 and Example 2, it was confirmed that the directivity deflection function was sufficiently confirmed. In comparison between Example 1 and Example 2, a stronger directional deflection function was exhibited in Example 1 having a large refractive index difference. Furthermore, when the panel member of Example 1 and Example 2 was visually observed from the normal direction, the panel member of Example 1 was observed in white, but the panel member of Example 2 was clearly the panel of Example 1. Unlike the color of the member, it was observed pale. That is, by adjusting the difference in refractive index between the light reflecting sheet and the bonding layer, it is possible to control the color of the panel member when the panel member is observed from the deflection direction of the deflected light having the directional deflection function. did it. The refractive indexes of the light reflecting sheet and the bonding layer slightly change depending on the wavelength of light. And in the
また、実施例1及び実施例2に係るパネル部材について、圧力を任意で変更可能なSUS製のニップローラーを用いて常温下で加圧してみた。実施例1及び実施例2に係るパネル部材は、3.5tの荷重(感圧紙による測定では300MPa)で加圧した後も、指向性偏向機能を十分に発揮することができた。すなわち、実施例1及び実施例2に係るパネル部材が十分な機械的な強度を有していることが確認された。 Moreover, about the panel member which concerns on Example 1 and Example 2, it pressurized at normal temperature using the nip roller made from SUS which can change a pressure arbitrarily. The panel members according to Example 1 and Example 2 were able to sufficiently exhibit the directional deflection function even after being pressurized with a load of 3.5 t (300 MPa in the measurement using pressure sensitive paper). That is, it was confirmed that the panel members according to Example 1 and Example 2 have sufficient mechanical strength.
10 光学デバイス
13 化粧材
15 光源
20 パネル部材
30 光反射シート
35 接合層
40 光制御シート、光学シート
41 第1面、観察者側面
42 第2面、裏面
50 本体部
51 第1面
52 第2面
60 単位要素、単位光学要素、単位形状要素
61 第1傾斜面
611 延長部分
62 第2傾斜面
63 第3傾斜面
64 第4傾斜面
69 補助傾斜面
80 視覚効果処理部材、第1の視覚効果処理部材
90 電子表示部材、第2の視覚効果処理部材
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記光制御シートの前記第2面は、一方向に配列された複数の第1傾斜面と、前記一方向に配列された複数の第2傾斜面と、前記一方向に配列された複数の第3傾斜面と、を含み、
前記第1傾斜面、前記第2傾斜面及び前記第3傾斜面は、この順番で、前記一方向に繰り返し配列され、
前記光制御シートの前記第1面へある入射方向から入射した光の一部が、前記第1傾斜面にて全反射して当該第1傾斜面と隣り合う前記第2傾斜面に向けて進み、次に前記第2傾斜面にて全反射して当該第2傾斜面と隣り合う前記第3傾斜面に向けて進み、次に前記第3傾斜面にて全反射する、パネル部材。 Comprising a light control sheet having a first surface and a second surface disposed opposite to each other;
The second surface of the light control sheet includes a plurality of first inclined surfaces arranged in one direction, a plurality of second inclined surfaces arranged in the one direction, and a plurality of second inclined surfaces arranged in the one direction. 3 inclined surfaces,
The first inclined surface, the second inclined surface, and the third inclined surface are repeatedly arranged in the one direction in this order,
A part of light incident from the incident direction on the first surface of the light control sheet is totally reflected by the first inclined surface and proceeds toward the second inclined surface adjacent to the first inclined surface. Next, the panel member is totally reflected by the second inclined surface, proceeds toward the third inclined surface adjacent to the second inclined surface, and then totally reflected by the third inclined surface.
前記補助傾斜面、前記第1傾斜面、前記第2傾斜面及び前記第3傾斜面は、この順番で、前記一方向に繰り返し配列され、
前記光制御シートの法線方向及び前記一方向の両方向に平行な断面において、前記補助傾斜面が前記法線方向に対してなす角度は、前記第1傾斜面が前記法線方向に対してなす角度よりも小さく、
仮に前記補助傾斜面が設けられておらず且つ前記一方向における当該補助傾斜面の位置に前記第1傾斜面の延長部分が延びていたと仮定すると、前記光制御シートの前記第1面へ前記ある入射方向から入射して前記延長部分に進んだ光は、前記延長部分で全反射した後に、前記第2面のうちの前記第2傾斜面以外の位置に向かう、請求項1〜3のいずれか一項に記載のパネル部材。 The light control sheet further includes a plurality of auxiliary inclined surfaces arranged in the one direction,
The auxiliary inclined surface, the first inclined surface, the second inclined surface, and the third inclined surface are repeatedly arranged in the one direction in this order,
In a cross section parallel to both the normal direction and the one direction of the light control sheet, the angle formed by the auxiliary inclined surface with respect to the normal direction is defined by the first inclined surface with respect to the normal direction. Smaller than the angle,
If it is assumed that the auxiliary inclined surface is not provided and an extended portion of the first inclined surface extends at the position of the auxiliary inclined surface in the one direction, the first inclined surface is located on the first surface of the light control sheet. The light that has entered from the incident direction and traveled to the extension portion is totally reflected by the extension portion, and then travels to a position other than the second inclined surface of the second surface. The panel member according to one item.
前記光制御シートと前記光反射シートとの間に設けられ前記光制御シートと前記光反射シートとを接合する接合層と、をさらに備え、
前記接合層は、前記光制御シートよりも低屈折率である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のパネル部材。 A light reflecting sheet disposed to face the second surface of the light control sheet;
A bonding layer provided between the light control sheet and the light reflection sheet and bonding the light control sheet and the light reflection sheet; and
The panel member according to claim 1, wherein the bonding layer has a lower refractive index than the light control sheet.
前記パネル部材に対向して配置された視覚効果処理部材と、を備え、
前記視覚効果処理部材は、光透過性を有し且つ視覚効果処理が施されている、化粧材。 The panel member according to any one of claims 1 to 6,
A visual effect processing member disposed to face the panel member,
The visual effect processing member is a decorative material having light permeability and subjected to visual effect processing.
前記パネル部材に光を投射する光源と、を備える、光学デバイス。 The panel member according to any one of claims 1 to 6,
An optical device comprising: a light source that projects light onto the panel member.
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Cited By (1)
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WO2020168266A1 (en) * | 2019-02-15 | 2020-08-20 | Certainteed Gypsum, Inc. | Defect-hiding surface textures |
-
2013
- 2013-10-15 JP JP2013214853A patent/JP2015078492A/en active Pending
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WO2020168266A1 (en) * | 2019-02-15 | 2020-08-20 | Certainteed Gypsum, Inc. | Defect-hiding surface textures |
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