JP6411587B2 - 採光システム - Google Patents

Description

本発明は、採光用の開口周辺に設置される採光システムに係り、とりわけ、開口周辺の美感を損なうことなく優れた採光機能を発揮することができる採光システムに関する。

例えば、特許文献１に開示されているように、太陽光を照明用の光として採光することが検討されている。特許文献１に開示された発明では、採光用開口の上方部分に対向してライトシェルフが設けられ、ライトシェルフの下方にブラインドが設けられている。ライトシェルフは、その傾倒角度を調節することにより、採光用開口の上方部分から室内へ入射する太陽光を上方に跳ね上げる。すなわち、ライトシェルフは、防眩の観点からの遮光機能を発揮しながら、同時に、太陽光を室内の上方空間に取り込む採光機能も発揮する。
なお、ブラインドは、ライトシェルフの下方に配置されているので、ライトシェルフの採光機能を害すことなく、遮光機能等の当該ブラインドに期待された機能を発揮することができる。

特開２００６−２２２０１１号公報

ただし、特許文献１に開示された発明では、遮光および採光を十分に実現するため、ライトシェルフが室内側に大きく延び出している。このため、ライトシェルフは、周囲に調和することなく違和感を放ち、開口周辺の美感を大きく損なうことになる。このこともあり、実際に、このライトシェルフは十分に普及するに至っていない。その一方で、開口周辺の美感を損なうことなく優れた採光機能を発現し得るシステムが得られれば、このシステムの普及を通して、照明器具の使用を抑制することができ、省エネルギー及ＣＯ_２の削減を図ることができる。

本発明は、以上の点を考慮したなされたものであって、開口周辺の美感を損なうことなく優れた採光機能を発揮することができる採光システムを提供することを目的とする。

本発明による採光システムは、
採光用の開口の少なくとも上方部分に設けられたシート状の光制御部材であって、入射光の進行方向を上方に変更して透過させる光制御部材と、
少なくとも前記開口のうちの前記光制御部材が設けられている部分よりも下方となる部分に対向して、配置されたブラインドと、を備える。

本発明による採光システムにおいて、前記ブラインドは、前記光制御部材にも対向して配置されていてもよい。

本発明による採光システムにおいて、前記光制御部材への法線方向及び上下方向に沿った面での観察において、前記光制御部材で進行方向を変えて前記光制御部材を透過した光の前記光制御部材からの出射方向の角度範囲は、当該光の前記光制御部材への入射方向の角度範囲よりも小さくなっていてもよい。

本発明による採光システムにおいて、
前記光制御部材は、上下方向と非平行な第１方向に延び且つ前記第１方向と非平行な第２方向に配列された複数の透明な第１部分と、前記第２方向に沿って前記第１部分と交互に配列され且つ前記第１部分とは異なる屈折率を有する複数の第２部分と、を有し、
前記光制御部材への法線方向及び前記第２方向に沿った面での観察において、前記第１部分と前記第２部分との界面で反射して光制御部材を透過した光の前記光制御部材からの出射方向の角度範囲は、当該光の前記光制御部材への入射方向の角度範囲よりも小さくなっていてもよい。

本発明による採光システムにおいて、
前記光制御部材は、上下方向と非平行な第１方向に延び且つ前記第１方向と非平行な第２方向に配列された複数の透明な第１部分と、前記第２方向に沿って前記第１部分と交互に配列され且つ前記第１部分とは異なる屈折率を有する複数の第２部分と、を有し、
前記光制御部材への法線方向及び前記第２方向に沿った面での観察において、前記第１部分と前記第２部分との界面で全反射して光制御部材を透過した光の前記光制御部材からの出射方向の角度範囲は、当該光の前記光制御部材への入射方向の角度範囲よりも小さくなっていてもよい。

本発明による採光システムにおいて、
前記光制御部材は、上下方向と非平行な第１方向に延び且つ前記第１方向と非平行な第２方向に配列された複数の透明な第１部分と、前記第２方向に沿って前記第１部分と交互に配列され且つ前記第１部分とは異なる屈折率を有する複数の第２部分と、を有し、
前記光制御部材への法線方向及び前記第２方向に沿った面内において、各第２部分と当該第２部分に上側から隣接する第１部分との界面が前記光制御部材への法線方向に対してなす角度は、入光側から出光側へ向けて小さくなるように変化してもよい。

本発明による物品は、上述した本発明による採光システムを備える。本発明における物品として、建物や、移動体または移動物を例示することができる。

本発明による採光システムによれば、採光用の開口周辺における美感を損なうことなく、優れた採光機能を発揮することができる。

図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、採光システムを示す側面図である。 図２は、採光システムの光制御部材を示す部分斜視図である。 図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図４は、採光システムのブラインドを示す斜視図である。 図５は、図１に対応する図であって、採光システムの一変形例を示す側面図である。

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。

また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

さらに、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」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。例えば、「シート」はフィルムや板と呼ばれ得るような部材も含む概念である。

さらに、「シート面（フィルム面、板面）」とは、対象となるシート状（フィルム状、板状）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（フィルム状部材、板状部材）の平面と一致する面のことを指す。また、シート状（フィルム状、板状）の部材に対する法線方向とは、当該シート状（フィルム状、板状）の部材のシート面（フィルム面、板面）への法線方向のことを指す。

さらに、本明細書における「上下方向」とは、鉛直方向に平行な面内において水平方向と非平行な方向であり、必ずしても鉛直方向とは一致しない。また、「上」とは、上下方向における一方の側（又は方）であって、鉛直方向における「上」に近接する側（又は方）のことを指す。「下」とは、上下方向における「上」とは反対の側であって、鉛直方向における「下」に近接する側（又は方）のことを指す。

図１〜図４は、本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち図１は、採光システムを示す側面図であり、図２及び図３は、それぞれ、採光システムの光制御部材を示す斜視図または縦断面図であり、図４は、採光システムのブラインドを示す斜視図である。

以下に説明する採光システム１０は、採光用の開口１の周辺に配置される装置であって、太陽光を効率的に採光するためのシステムである。採光システム１０は、採光用の開口１の少なくとも上方部分に設けられた光制御部材２０と、開口１に対面する領域のうちの少なくとも光制御部材２０が設けられている部分よりも下方となる部分に対向して配置されたブラインド５０と、を有している。光制御部材２０は、面方向の広がりを持つ部材としてシート状に形成されており、図１に示すように、入射光の進行方向を上方に変更して透過させる。ここで説明する採光システム１０によれば、詳しくは後述するように、太陽光のうちの直達光の開口を介した進入を効果的に防止して防眩を図りながらも、十分な採光を実施することができる。加えて、この採光システム１０によれば、採光システム１０によって光を採れ込まれるべき領域に突出する突出物等が設けられておらず、開口１周辺の美感、統一感を損なうこともない。

以下に説明する例において、採光システム１０は、建物の採光用窓に適用されている。
開口１は、壁２に形成されており、ブラインド５０は、壁２、天井３及び床４によって区画された室内に配置され、壁２に形成された採光用の開口１に対面するよう、壁２に取り付けられている。そして、開口１には、ガラス等からなる透明な窓材７を含む採光具６が取り付けられ、採光具６によって開口１が塞がれている。そして、光制御部材２０は、窓材７に貼り付けられ又は一対の窓材７の間に挟み込まれて支持されて、窓材７とともに採光具６を形成し、或いは、窓材７の一部分をなして採光具６を形成している。

まず、光制御部材２０について説明する。図１に示された例において、光制御部材２０は、採光具６の上方部分に貼り付けられている。光制御部材２０は、図２に示すように、そのシート面と平行な各々が第１方向ｄ１に線状に延びる複数の第１部分３１及び複数の第２部分３２を有している。第１方向ｄ１は、光制御部材２０のシート面と平行に延び、且つ、図１に示すように、上下方向と非平行となっている。また、図２に示すように、第１部分３１及び第２部分３２は、第１方向ｄ１と非平行な第２方向ｄ２に交互に配列されている。第２方向ｄ２は、光制御部材２０のシート面と平行に延びており、図示された例においては、上下方向と平行になっている。

とりわけ、図示された例において、窓材７は、鉛直方向と平行に延び、結果として、光制御部材２０のシート面も鉛直方向と平行になっている。また、第１方向ｄ１及び第２方向ｄ２は直交している。この結果、図示された例では、第１方向ｄ１が水平方向に延び、第２方向ｄ２が鉛直方向に延びている。

図２及び図３に示すように、本実施の形態における光制御部材２０は、第１部分３１及び第２部分３２を含む光制御層３０と、光制御層３０と積層された基材層４０と、を有している。なお、本実施の形態において、基材層４０は、後述する光制御層３０の製造方法に起因して設けられているが、特に必須の構成要素ではない。したがって、一例として、単なる透明または半透明な樹脂製フィルムから形成され得る。

一方、光制御層３０は、第１部分３１及び第２部分３２に加えて、第１部分３１及び第２部分３２を支持するシート状のベース部分（ランド部）３３をさらに有している。このベース部分３３は、第１部分３１と一体的に形成されており、第１部分３１とともに光制御層本体３４を形成している。言い換えると、光制御部材２０の光制御層３０は、複数の溝３４ａを形成された光制御層本体３４と、光制御層本体３４の複数の溝３４ａ内にそれぞれ形成された第２部分３２と、を有している。そして、光制御層本体３４のうちの隣り合う溝３４ａの間の部分が、第１部分３１を画成している。

図３には、光制御部材２０の主切断面として、第１部分３１及び第２部分３２の配列方向である第２方向ｄ２及び光制御部材２０のシート面への法線方向ｎｄの両方に平行となる断面にて、光制御部材２０が、示されている。図３に示すように、第２部分３２は、光制御層３０の基材層４０側とは反対側の面の一部をなす底面３５と、底面３５から延び出た第１側面３６及び第２側面３７と、を含んでいる。図示された例において、光制御部材２０のシート面に沿った第１側面３６及び第２側面３７の離間間隔は、光制御部材２０のシート面への法線方向に沿って底面３５から離間するにつれて、互いに接近していき、最終的に互いに接続している。図示された例において、第２側面３７は平坦面として形成されているが、第１側面３６は折れ面として形成されている。とりわけ、図示された例では、第１側面３６は、底面３５に接続する急斜面３６ａと、底面３５から離間した側に位置して第２側面３７と接続する緩斜面３６ｂと、を含んでいる。光制御部材２０のシート面への法線方向ｎｄに対して急斜面３６ａがなす角度は、光制御部材２０のシート面への法線方向ｎｄに対して緩斜面３６ｂがなす角度よりも大きくなっている。

ここで、各第２部分３２の第１側面３６は、当該第２部分３２と、当該第２部分３２に対して上下方向における上側から隣接する第１部分３１との間の界面を形成する。一方、各第２部分３２の第２側面３７は、当該第２部分３２と、当該第２部分３２に対して上下方向における下側から隣接する第１部分３１との間の界面を形成する。広い角度範囲からの入射光を狭い角度範囲に偏向して採光する観点から、各第２部分と当該第２部分３２に上側から隣接する第１部分３１との界面は、すなわち、第２部分３２の第１側面３６は、入光側で上下方向における上方に位置し且つ出光側で上下方向における下方に位置するよう、光制御部材２０の法線方向ｎｄに対して傾斜している。また、入射光をより狭い角度範囲に偏向して採光する観点からは、図３に示された例のように、光制御部材２０への法線方向ｎｄと第１及び第２部分３１，３２の配列方向である第２方向ｄ２との両方に沿った図３に示された面内において、各第２部分と当該第２部分３２に上側から隣接する第１部分３１との界面が光制御部材２０への法線方向ｎｄに対してなす角度θａ（図３参照）が、入光側から出光側へ向けて小さくなるように変化することが好ましい。

なお、角度θａが、「入光側から出光側へ向けて小さくなるように変化する」とは、角度θａが連続的に減少していく場合だけでなく、図３に示された例のように、角度θａが段階的に減少することも含む。また、本明細書で言及する「入光側」及び「出光側」との用語は、太陽光を採光する光路を基準として用いられる。したがって、図１及び図３においては、図面における左側が入光側で、図面における出光側が右側となる。

図示された例において、第２部分３２は、第２方向ｄ２に沿って等間隔に配置されている。また、第２部分３２は、断面形状を変化させることなく、第１方向ｄ１に延びている。さらに、光制御部材２０に含まれる多数の第２部分３２は、互いに同一に構成されている。以上の第２部分３２の構成にともない、図示された例では、光制御部材２０に含まれる第１部分３１は、第２方向ｄ２に沿って等間隔に配置され、断面形状を変化させることなく第１方向ｄ１に延び、且つ、互いに同一に構成されている。

図３に示された断面での、第２部分３２の第２方向ｄ１に沿った配列ピッチｐは、一例として、１ｍｍ以下とすることができ、光制御部材２０のシート面への法線方向ｎｄに沿った第２部分３２の高さｈは、１ｍｍ以下とすることができる。また、光制御部材２０のシート面への法線方向ｎｄに沿った光制御部材２０の厚みは、３００μ以上２ｍｍ以下とすることができる。

なお、光制御部材２０のシート面に沿った第２部分３２の幅ｗに対する、光制御部材２０のシート面への法線方向に沿った第２部分３２の高さｈの比、すなわち、ｈ／ｗで表されるアスペクト比は、採光機能、及び、例えば遮光機能等のその他の機能を十分に発揮し得るよう、１より大きくなっていることが好ましく、５以上であることがさらに好ましい。また、このアスペクト比は、製造の安定性を考慮して、１０以下であることが好ましい。

ただし、以上に説明した第１部分３１及び第２部分３２の構成は、単なる例示であり、例えば後述する光制御部材２０の機能を考慮して適宜変更することが可能である。一例として、第２部分３２の第１側面３６を曲面として構成してもよい。第１側面３６が曲面となっている場合にも、上述したように、各第２部分と当該第２部分３２に上側から隣接する第１部分３１との界面が光制御部材２０への法線方向ｎｄに対してなす角度θａ（図３参照）が、入光側から出光側へ向けて小さくなるように変化することが好ましい。また、第２部分３２の断面形状を、台形形状等の種々の形状に変更することができる。また、光制御部材２０に含まれる多数の第１部分３１の間で、形状や配列が異なるようにしてもよいし、同様に、光制御部材２０に含まれる多数の第２部分３２の間で、形状や配列が異なるようにしてもよい。

次に、第１部分３１及び第２部分３２の材料について説明する。

まず、第１部分３１は透明に形成されている。本明細書において「透明」とは、可視光透過率が５０％以上となっていることを意味している。ただし、本実施の形態における第１部分２０の可視光透過率は、７０％以上となっていることが好ましく、９０％以上となっていることがより好ましい。

なお、本明細書における可視光透過率は、測定対象となる部位をなすようになる材料を東洋紡績製ＰＥＴフィルム（品番:コスモシャインＡ４３００、厚さ１００μｍ)の上に膜厚１μｍで成膜し、分光光度計（（株）島津製作所製「ＵＶ−２４５０」、ＪＩＳＫ０１１５準拠品）を用いて測定波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内で測定したときの、各波長における透過率の平均値として特定される。同様に、後述する熱線透過率は、測定対象となる部位をなすようになる材料を東洋紡績製ＰＥＴフィルム（品番:コスモシャインＡ４３００、厚さ１００μｍ)の上に膜厚１μｍで成膜し、分光光度計（（株）島津製作所製「ＵＶ−２４５０」、ＪＩＳＫ０１１５準拠品）を用いて測定波長９００ｎｍ〜２５００ｎｍの範囲内で測定したときの、各波長における透過率の平均値として特定される。

また、本実施の形態において、ベース部分３３は第１部分３１と同一の材料を用いて第１部分３１と一体的に形成されている。第１部分３１及びベース部分３３をなす光制御層本体３４に用いられる材料として、例えば、樹脂材料、とりわけ電離放射線の照射により硬化する電離放射線硬化性樹脂を用いることができる。電離放射線硬化性樹脂としては、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂、可視光線硬化性樹脂、近赤外線硬化性樹脂等が挙げられる。樹脂材料の具体例としては、アクリル樹脂が挙げられる。

一方、第２部分３２は、第１部分３１とは異なる屈折率を有する。本実施の形態において、第２部分３２は、バインダーとして機能する主部３２ａと、主部３２ａ中に分散された任意の機能性含有物３２ｂと、を有している。主部３２ａの屈折率は、第１部分３１の屈折率と異なっており、この結果、第１部分３１と第２部分３２との界面が、屈折率差を有し、可視光を反射する面として機能する。第１部分３１側から入射した可視光を第１部分３１と第２部分３２との界面で反射させるためには、第２部分３２の屈折率を第１部分３１の屈折率よりも小さくなるように調節することが好ましい。

第２部分３２の主部３２ａに用いられる材料として、例えば、樹脂材料、とりわけ電離放射線の照射により硬化する電離放射線硬化性樹脂の硬化物を用いることができる。電離放射線硬化性樹脂としては、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂、可視光線硬化性樹脂、近赤外線硬化性樹脂等が挙げられる。樹脂材料の具体例としては、第１部分３１に用いるアクリル樹脂とは屈折率が異なるアクリル樹脂が挙げられる。もっとも、機能性含有物３２ｂを有する場合にその機能性含有物３２ｂによって第２部分３２の屈折率が変わるのであれば、第１部分３１に用いるものと同じアクリル樹脂を用いてもよい。

一方、第２部分３２の機能性含有物３２ｂは、種々の機能を期待されて主部３２ａ中に分散されており、一例として、熱線吸収材や着色材とすることができる。熱線吸収材として、赤外光波長帯域に吸収特性を有し、且つ、可視光波長帯域に透過特性を有する粒子が用いられる。具体的には、熱線吸収材として、透明性を有する無機ナノ粒子を用いることができ、例えば、アンチモン錫酸化物（ＡＴＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、六ホウ化ランタン（ＬａＢ_６）、アルミニウムドープ酸化亜鉛、インジウムドープ酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛、酸化タングステン、六ホウ化セリウム、無水アンチモン酸亜鉛および硫化銅またはそれらの混合物のナノ粒子等を用いることができる。

また、着色材としては、可視光波長帯域の少なくとも一部の波長域の光を吸収する機能を有した粒子を用いることができる。着色材の一例として、顔料、より具体的には、カーボンブラック、黒鉛、窒化チタン等の黒色顔料や、酸化チタン等の白色顔料を用いることができる。また、紺色、青色、紫色等の青みを帯びた粒子、赤みを帯びた粒子、黄色みを帯びた粒子等を着色材として用いてもよい。着色材としての機能性含有物３２ｂを第２部分３２に用いることにより、第２部分３２を着色することができる。この際、第２部分３２の色味等も考慮した上で、光制御部材２０に意匠性を付与することができる。

なお、以上のような構成からなる、光制御層３０は次のようにして製造され得る。まず、第１部分３１及びベース部分３３をなす光制御層本体３４を、例えば、電子線、紫外線等の電離放射線の照射により硬化する特徴を有するエポキシアクリレート等の硬化性材料を用いて、作製する。具体的には、光制御層本体３４の溝３４ａの構成（配置、形状等）に対応した凸部を有する型ロール、言い換えると、第１部分３１の構成（配置、形状等）に対応した凹部を有する型ロールを準備する。当該型ロールとニップロールとの間に基材層４０をなすようになるシートを送り込み、該シートの送り込みに合わせて、硬化性材料を型ロールと基材層４０との間に供給する。その後、基材層４０上に供給された未硬化状態で液状の硬化性材料が型ロールの凹部に充填されるように、型ロールおよびニップロールで該硬化性材料を押圧する。このとき、型ロールの凹部の深さより厚くなるように、すなわち、型ロールと基材層４０とが接触しないように、硬化性材料を基材層４０上に供給しておくことによって、上述したベース部分（ランド部）３３が、第１部分３１と一体的に硬化性材料から形成されるようになる。以上のようにして基材層４０と型ロールとの間に未硬化で液状の硬化性材料を充填した後、光を照射して該硬化性材料を硬化（固化）させることによって光制御層本体３４を形成することができる。

次に、硬化することによって主部３２ａをなすようになる硬化性材料と、任意の機能性含有物３２ｂと、を含んだ未硬化で液状の組成物を用いて第２部分３２を作製する。硬化することによって主部３２ａをなすようになる硬化性材料として、電離放射線により硬化する特徴を有するウレタンアクリレート等の硬化性材料を用いることができる。まず、先に形成された光制御層本体３４上に組成物を供給する。その後、隣り合う第１部分３１の間の形成された溝３４ａ、すなわち、型ロールの凸部に対応していた部分の内部に、ドクターブレードを用いながら、組成物を充填しつつ、該溝３４ａ外に溢出した余剰分の組成物を掻き落としていく。その後、第１部分３１の間の組成物に電離放射線を照射して硬化させることにより、第２部分３２が形成される。これにより、基材層４０、並びに、基材層４０上に設けられたベース部分３３と、ベース部分３３上に設けられた第１部分３１及び第２部分３２と、を有する光制御部材２０が作製される。

次に、ブラインド５０について説明する。

図１に示すように、ブラインド５０は、開口１のうちの光制御部材２０が設けられている部分よりも下方となる部分に対向する領域だけでなく、光制御部材２０に対向する領域にも広がるように、配置されている。すなわち、図示された例において、ブラインド５０は、開口１の全域に対向するように配置されており、開口１の全域から入射してくる光に対して、遮光機能、遮熱機能等を発揮することができる。以下、ブラインド５０の一例について説明するが、ここで説明する採光システム１０に対しては、種々の既知なブラインドを用いることができる。

図４に示すように、ブラインド５０は、上下方向に配列された多数のスラット２０と、スラット２０を支持及び操作するための手段と、を有している。スラット６０は、羽根板とも呼ばれ、上下方向と非平行な方向に細長く延びる薄板状の部材として形成されている。とりわけ図示された例において、ブラインド５０に含まれるスラット６０は、鉛直方向に並べられるとともに、各スラットスラット６０は水平方向に延びている。

ブラインド１０は、壁２への取付具となる取付ボックス５２と、取付ボックス５２から垂下し且つ鉛直方向に間隔をあけて多数のスラット６０を支持するラダーコード１６と、スラット６０を引き上げるための昇降コード５８と、ラダーコード５６及び昇降コード５８に連結された操作グリップ５４と、を有している。

本実施の形態において、ラダーコード５６は、ブラインド５０に含まれるすべてのスラット６０を概ね平行となるよう、スラット６０の傾きを制御する。そして、操作グリップ５４を介してラダーコード５６を操作することにより、スラット６０の傾きを調整することができる。また、一方、操作グリップ５４を介して昇降コード５８を操作することにより、下方側のスラット６０から順に鉛直方向における間隔を狭めるようにして、多数のスラット６０を引き上げることができる。この際、多数のスラット６０の少なくとも一部が取付ボックス５２内に収容され、且つ、開口１に装着された採光具６が室内に露出する。
同様に、操作グリップ５４を介して昇降コード５８を操作することにより、上方に集められたスラット６０を、採光具６に対面する位置に下げることができる。スラット６０は、一例として、耐食アルミニウム合金からなる薄板材、木材からなる薄板材、樹脂からなる薄板材を用いることができる。このようなスラット６０は、不透明であり、可視光遮光性を有している。スラット６０は、可視光を反射する機能を有し、入射光の進行方向を変化させるようにしてもよい。また、スラット６０の表面に、ブラインド５０に対して遮熱、防汚、抗菌、消臭機能を付与するための機能層が形成されていてもよい。一例として、フッ素コートや酸化チタンコートをスラット６０に設けることができる。

ただし、本実施の形態におけるブラインド５０において、スラット６０、取付ボックス５２、操作グリップ５４、ラダーコード５６，昇降コード５８、並びに、操作グリップ５４を介してラダーコード５６及び昇降コード５８を操作する機構は、既知の種々の構成を採用することができる。

次に、以上に説明した採光システム１０の作用について説明する。なお、光制御部材２０が設けられていない領域、すなわち、開口１の上方部分を除く位置には、ブラインド５０のみが設けられている。この領域においては、ブラインド５０に本来的に期待された種々の機能が、ブラインド５０によって、発揮され得る。

まず、ブラインド５０単独の作用について説明する。操作グリップ５４を操作することにより、開口１に装着された採光具６に対面する位置において上下に間隔をあけて配列された多数のスラット２０の傾きを調整することができる。本実施の形態では、その板面が互いに平行となるようにして、薄板状のスラット６０が配列されている。そして、操作グリップ５４を操作することにより、ブラインド５０に含まれるすべてのスラット６０の傾きを調節することができる。

例えば、操作グリップ５４を操作することにより、スラット６０の板面が、入光側から出光側に向けてしだいに下方に位置するようにして、水平方向および鉛直方向の両方向に対し傾斜させることができる。この場合、スラット６０の板面が、開口１を介した室内への太陽光の入射方向と概ね平行となり、太陽光を高い効率にて採光することができる。結果として、太陽光によって室内を明るく照明することができる。同時に、スラット６０が不透明であることから、このスラット６０によって、開口１を介した視認性を少なくともいくらか悪化させることができる。すなわち、スラット６０により、採光を可能にしながら、併せて、室外から室内を覗き難くすることができる。

一方、図１に示すように、操作グリップ５４を操作することにより、スラット６０の板面が、入光側から出光側に向けてしだいに上方に位置するようにして、水平方向および鉛直方向の両方向に対し傾斜させることもできる。この場合、スラット６０の板面が、開口１を介した室内への太陽光Ｌ１３の入射方向と概ね直交し、太陽光を高い効率にて遮光することができる。これにより、採光システム１０が設けられた建物の内部に、開口１を介して、太陽光Ｌ１３がそのまま入射することを防止すること、すなわち直達光の進入を防止することができる。すなわち、防眩の観点からの遮光を可能にすることができる。同時に、スラット６０が不透明であることから、このスラット６０によって、開口１を介した視認性を少なくともいくらか悪化させることができる。すなわち、スラット６０により、採光を可能にしながら、併せて、室外から室内を覗き難くすることも可能となる。

ところで、防眩の観点からブラインド５０のスラット６０の傾きを図１に示すように調整した場合、従来の開口１に対向してブラインドを単に配置した態様では、室内が暗くなってしまう。防眩のための遮光は室内を暗くするための遮光とは目的において異なり、すなわち、防眩のための遮光を実施しながら併せて室内を明るくする要求が生じていることが多い。このような場合、ブラインド５０によって防眩の観点からの遮光を行うとともに、室内照明を用いて室内の明るさを補強する必要が生じていた。

一方、ここで説明する採光システム１０を採用した場合、採光具６の上方部分に光制御部材２０が設けられている。図３に示すように、光制御部材２０は、屈折率界面を形成する第１部分３１及び第２部分３２を含んだ光制御層３０を有している。そして、第１部分３１及び第２部分３２の長手方向である第１方向ｄ１は、上下方向と交差する方向、とりわけ本例では水平方向に延びるようになり、その一方で、第１部分３１及び第２部分３２の配列方向である第２方向ｄ２は、本例において鉛直方向に延びる。このため、図３に示すように、採光具６が装着された開口１に向けて斜め上方から入射する太陽光Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３３は、光制御部材２０の第１部分３１と第２部分３２の第１側面３６との界面に入射しやすくなり、さらに、この界面にて反射することができる。そして、太陽光Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３３が第２部分３２の第１側面３６上で反射することにより、当該光の進行方向は、上方に曲げられる。言い換えると、第１部分３１を介して光制御部材２０に入射してその後に第２部分３２の第１側面３６に到達した光は、当該第１側面３６上での反射によって、上方に跳ね上げられるようになる。

なお、ここで言う「進行方向を上方に変更される又は曲げられる」とは、それまでの進行方向よりも上方の側に進行方向を変更される又は曲げられることを意味しており、光制御部材２０の法線方向ｎｄに対して上方に傾斜する進行方向を取ることを必ずしも意味していない。また、図３においては、採光具６のうちの窓材７の図示を省略している。

図１に示すように、光制御部材２０での太陽光の光路を変更する機能により光路を上方に曲げられた光は、スラット６０の板面が入光側から出光側に向けてしだいに上方に位置するように傾斜したブラインド５０のスラット６０間を通過することが可能となる。この光Ｌ１１は、進行方向を跳ね上げられているので、窓材５０が設置された位置から離間した室内の奥側の領域まで到達することができる。すなわち、光制御部材２０は、遮光機能を発現するように調整されたスラット６０の向きに適合するように、太陽光の光路を変更することができる。これにより、採光システム１０は、ブラインド５０で遮光機能を発現しながら、同時に、優れた採光機能を発揮することができる。すなわち、この採光システム１０によれば、防眩のための遮光機能と例えば室内照明のための採光機能とが両立されるので、室内灯具の使用を抑制することができ、省エネルギー及びＣＯ_２の削減を図ることができる。

とりわけ、図示された例では、光制御層３０の一対の主面、すなわち入光側面と出光側面とが平行となっている。また、上述したように、各第２部分と当該第２部分３２に上側から隣接する第１部分３１との界面は、すなわち、第２部分３２の第１側面３６は、入光側で上下方向における上方に位置し且つ出光側で上下方向における下方に位置するよう、光制御部材２０の法線方向ｎｄに対して傾斜している。この結果、上方に大きく傾斜した方向から光制御部材２０に入射する太陽光は、第２部分３２の第１側面３６と第１部分３１との界面での反射により、光制御部材２０からの出射角が光制御部材２０への入射角よりも小さくなるように、進行方向を曲げられるようになる。これらのことから、光制御部材２０への法線方向ｎｄと第１及び第２部分３１，３２の配列方向である第２方向ｄ２との両方に沿った面内において、つまり、図３に示された面での観察において、第２部分３２の第１側面３６と第１部分３１との界面で反射するように上方に傾斜した方向から光制御部材２０に入射して第２部分３２の第１側面３６と第１部分３１との界面で反射するようになる太陽光の入射方向の角度範囲θｉ（図３参照）は、当該光の光制御部材２０からの出射方向の角度範囲θｏよりも大きくなる。すなわち、光制御部材２０は、単に太陽光の進行方向を変更するだけでなく、進路変更された太陽光の出射方向をより狭い角度範囲内の方向に絞り込む。この結果、光制御部材２０を透過した光Ｌ１１，Ｌ１２は、光制御部材２０の出光側に配置されたブラインド５０のスラット６０間を通過しやすくなり、より高い効率での採光が可能となる。

さらに、図示された形態では、光制御部材２０の第２部分３２が第１部分３１よりも低屈折率となっている。したがって、光制御部材２０の第１部分３１に入射した光は、第２部分３２の第１側面３６と第１部分３１との界面での全反射条件を満たすようにして、当該界面に入射することができる。そして、この界面での全反射条件を満たすようにして当該界面に入射する光に対し、光制御部材２０はより顕著に進行方向を絞り込む機能を発揮するようになる。すなわち、光制御部材２０への法線方向ｎｄ及び第２方向ｄ２に沿った面での観察において、光制御層３０の第１部分３１と第２部分３２の第１側面３６との界面へ全反射臨界角度より大きい入射角度で入射して該界面で全反射して光制御部材２０を透過した光の光制御部材２０からの出射方向の角度範囲θｏは、当該光の光制御部材２０への入射方向の角度範囲θｉと比較して、より顕著に狭くすることが可能となる。すなわち、光制御部材２０を透過する光の比較的に多くを占めるようになる全反射光が、より狭い角度範囲に絞り込まれ、この結果、より高い効率でブラインド５０のスラット６０間を通過して採光されるようになる。

加えて、本実施の形態では、図３に示すように、第２部分３２の第１側面３６は、入光側に急斜面３６ａを有し出光側に緩斜面３６ｂを有している。このような構成においては、まず大まかな傾向として、水平面に対して比較的に大きく傾いた方向に進む光が急斜面３６ａに入射しやすくなり、その一方で、水平面に対して比較的に大きく傾いていない方向に進む光は急斜面３６ａに入射することなく緩斜面３６ｂに入射しやすくなる。急斜面３６ａは、水平面に対する傾斜がきつい方向からの光Ｌ３２の進行方向を大きく立ち上げ過ぎないように曲げ、開口１から離間した室内の奥側へ当該光を効果的に誘導することが可能となる。さらには図３に示されているように、水平面に対して大きく傾いた方向からの光Ｌ３２を、一度急斜面３６ａで反射させた後に、出光側に位置する緩斜面３６ｂで再度反射させることもできる。図３に示すように、水平面に対して比較的に大きく傾いた方向から入射し且つ第２部分３２の第１側面３６で複数回反射した光は、水平面に対して比較的に大きく傾いていない方向から入射し且つ急斜面３６ａに入射することなく緩斜面３６ｂで反射した光Ｌ３３と、概ね近い方向に出射するようになる。

すなわち図示された例に代表されるように、光制御部材２０への法線方ｎｄ向と第１及び第２部分３１，３２の配列方向である第２方向ｄ２との両方に沿った面内において、各第２部分３２と当該第２部分３２に上側から隣接する第１部分３１との界面が光制御部材２０への法線方向ｎｄに対してなす角度が入光側から出光側へ向けて小さくなるように変化する場合、光制御部材２０内で進路変更して透過する光の出射方向をより狭い角度範囲に絞り込むことができる。この結果、光制御部材２０を透過した光は、光制御部材２０の出光側に配置されたブラインド５０のスラット６０間を通過しやすくなり、より高い効率での採光が可能となる。

ところで、図３に示すように、第１部分３１と第２部分３２との界面で反射することなく第２部分３２に入射した光Ｌ３４は、第２部分３２内において、機能性含有物３２ｂから作用を及ぼされる。例えば、機能性含有物３２ｂが可視光を吸収する機能を有している場合、図３の示すように、第２部分３２内に入射した太陽光Ｌ３４のうちの可視光の多くが、機能性含有物３２ｂの可視光吸収性に起因して、第２部分３２に吸収される。したがって、太陽からの可視光が、進行方向を変化させることなくそのまま室内に入射することを効果的に回避することができる。すなわち、防眩の観点から、室内への直達光を規制する遮光機能を発揮し、室内の人が眩しく感じることを防止することができる。また、機能性含有物３２ｂが熱線を吸収する機能を有している場合、図３の示すように、第２部分３２内に入射した太陽光Ｌ３４のうちの熱線の多くが、機能性含有物３２ｂの熱線吸収性に起因して、第２部分３２に吸収される。したがって、太陽からの熱線が室内に入射することを効果的に回避することができ、遮熱機能を発揮することができる。第２部分３２での遮光機能や遮熱機能によっても、空調機器や灯具等の電化製品の使用量を抑制することが可能となり、省エネルギー及びＣＯ_２の削減を図ることができる。

また、第２部分３２が、吸収剤として機能する機能性含有物３２ｂをわずかにしか含んでいない、或いは、全く含んでいない場合には、第１部分３１と第２部分３２との界面で反射することなく第２部分３２に入射した光が、第２部分３２を通過して、光制御部材２０を透過するようになる。図１に示すように、このような光Ｌ１３は、おおよそ、直達光と同様の光路を取ることになるが、ブラインド５０のスラット６０によって遮光される。
したがって、このような光によって防眩のための遮光が害されることは極めて効果的に防止される。

以上のような本実施の形態によれば、開口１の上方部分に、採光されるべき領域（図示された例では「室内」）のうちの開口１から離間した位置まで光を誘導することが可能な光制御部材２０が設置されている。この優れた採光機能を発現する光制御部材２０は、シート状に形成されている。したがって、採光されるべき領域に向けて突出する部分が存在しない。この点において、開口１の周縁領域における美感を損なうことを効果的に回避することができる。加えて、突出部を含まないシート状の光制御部材２０は、設置場所に関する制約が少なく、種々の開口１に設置することができる。すなわち、本実施の形態による採光システム１０は、開口１の周縁領域における美感を損なうことを回避しながら、種々の開口１に対して適用することができる。

また、少なくとも開口１のうちの光制御部材２０が設けられている部分よりも下方となる部分に対向して、ブラインド５０が配置されている。このブラインド５０によって、遮光機能、遮熱機能、覗き見防止機能等を発揮することができる。すなわち、光制御部材２０とブラインド５０とを有する採光システム１０によれば、開口１を介して入射する光に対して、種々の有用な機能を発揮することができる。

加えて本実施の形態によれば、ブラインド５０が、光制御部材２０に対面する位置にも配置されている。このため、採光されるべき領域からの観察において、上述した例では室内からの観察において、ブラインド５０によって、採光機能を発揮する光制御部材２０を隠すことができ、開口１の周辺領域における美感や統一感を損なうことを極めて効果的に回避することができる。さらに、ブラインド５０のスラット６０を着色する等の工夫を施すことにより、開口１の周辺領域の意匠性を向上させることすら可能となる。

さらに、光制御部材２０への法線方向ｎｄと第１及び第２部分３１，３２の配列方向である第２方向ｄ２との両方に沿った面での観察において、光制御部材２０で進行方向を変えて光制御部材２０を透過した光の光制御部材２０からの出射方向の角度範囲θｏが、当該光の光制御部材２０への入射方向の角度範囲θｉよりも小さくなるように、光制御部材２０は入射光の進行方向を制御することが可能となる。このため、ブラインド５０のスラット６０が防眩のための遮光機能を発揮し得るように傾斜した状態においても、狭い角度範囲に出射方向を絞り込まれるようにして光制御部材２０を透過した光が、スラット６０間を通過して採光されるべき領域に入射することが可能となる。すなわち、本実施の形態による光制御部材２０及びブラインド５０の組み合わせによれば、防眩の観点から直達光を遮蔽する遮光機能を発揮しながら、同時に、採光を実現することができる。

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、適宜図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。

例えば、上述した実施の形態において、ブラインド５０は、開口１のうちの光制御部材２０が設けられている部分よりも下方となる部分に対向する領域だけでなく、光制御部材２０に対向する領域にも広がるように、配置されていた。しかしながら、これに限られず、図５に示すように、ブラインド５０は、開口１のうちの光制御部材２０が設けられている部分よりも下方となる部分に対向する領域だけに配置されていてもよい。図５に示された例においても、光制御部材２０が、シート状に形成されて、採光されるべき領域に向けて突出する部分を持たないので、開口１の周縁領域における美感を損なうことを効果的に回避しながら、種々の開口１に対して採光システム１０を適用することができる。

また、上述した実施の形態において、採光システム１０が、建物の壁２に形成された開口１に適用される例を示したが、これに限られない。例えば、自動車、電車、飛行機、車両等の移動体に形成された開口に対して適用することも可能である。

さらに、図１に二点鎖線で示すように、光制御部材２０とブラインド５０との間となる位置に、左右方向や上下方向に移動可能に支持されたカーテン等の開閉可能な遮光手段６５をさらに設けるようにしてもよい。上述の採光システム１０では、ブラインド５０によって直達光の遮光を行いながら、太陽光を取り入れることが可能となっている。そして、遮光手段６５を利用することによれば、ブラインド５０によって防眩のための遮光を実施している際に、採光システム１０の介した採光の有無を制御することが可能となる。

さらに、上述した実施の形態において、光制御部材２０の第１部分３１と第２部分３２との界面での反射によってその進行方向曲げることにより、所望の方向に太陽光を取り込む採光機能を発現するようにしたが、この例に限られない。光制御部材２０が、いわゆるプリズム面を有し、プリズム面での反射や屈折によって光の進行方向を曲げて当該光を取り込むようにしてもよい。

さらに、光制御部材２０が、第１部分３１及び第２部分３２に加えて、種々の機能を期待された機能層をさらに有するようにしてもよい。例えば、光制御部材２０が、最も室内側となる層として、耐擦傷性を有したハードコート層をさらに有するようにしてもよい。

さらに、上述した実施の形態において、ブラインド５０に含まれるすべてのスラット６０の傾きが、平行となるようにして、一括してラダーコード５６によって操作される例を示した。しかしながら、例えば、光制御部材２０に対向する位置に配置されたスラットと、それ以外のスラットとが、別々のラダーコードによって操作されることにより、光制御部材２０に対向する領域とそれ以外の領域との間で独立してスラット６０の傾きが調整されるようにしてもよい。

１ 開口
２ 壁
３ 天井
４ 床
６ 採光具
７ 窓材
１０ 採光システム
２０ 光制御部材
３０ 光制御層
３１ 第１部分
３２ 第２部分
３２ａ 主部
３２ｂ 機能性含有物
３３ ベース部分
３４ 光制御層本体
３４ａ 溝
３５ 底面
３６ 第１側面
３６ａ 急斜面
３６ｂ 緩斜面
３７ 第２側面
４０ 基材層
５０ ブラインド
５２ 取付ボックス
５４ 操作グリップ
５６ ラダーコード
５８ 昇降コード
６０ スラット

Claims (8)

1. 採光用の開口の少なくとも上方部分に設けられたシート状の光制御部材であって、入射光の進行方向を上方に変更して透過させる光制御部材と、
   少なくとも前記開口のうちの前記光制御部材が設けられている部分よりも下方となる部分に対向して、配置されたブラインドと、
   前記開口に設置され前記光制御部材を支持する窓材と、を備え、
   前記光制御部材は、上下方向と非平行な第１方向に延び且つ前記第１方向と非平行な第２方向に配列された複数の透明な第１部分と、前記第２方向に沿って前記第１部分と交互に配列され、且つ、前記第１部分とは異なる屈折率を有する複数の第２部分と、を有し、
   前記第２部分は、前記第２方向における一側を向く第１側面と、前記第２方向における他側を向く第２側面と、を有し、
   前記第１側面は、急斜面および緩斜面を含む折れ面として形成され、
   前記光制御部材の法線方向に対して前記急斜面がなす角度は、前記光制御部材の法線方向に対して前記緩斜面がなす角度よりも大きい、採光システム。
2. 前記光制御部材は、一対の窓材の間に支持されている、請求項１に記載の採光システム。
3. 前記ブラインドは、前記光制御部材にも対向して配置されている、請求項１又は２に記載の採光システム。
4. 前記光制御部材への法線方向及び上下方向に沿った面内において、前記光制御部材で進行方向を変えて前記光制御部材を透過した光の前記光制御部材からの出射方向の角度範囲は、当該光の前記光制御部材への入射方向の角度範囲よりも小さい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の採光システム。
5. 前記光制御部材は、上下方向と非平行な第１方向に延び且つ前記第１方向と非平行な第２方向に配列された複数の透明な第１部分と、前記第２方向に沿って前記第１部分と交互に配列され且つ前記第１部分とは異なる屈折率を有する複数の第２部分と、を有し、
   前記光制御部材への法線方向及び前記第２方向に沿った面内において、前記第１部分と前記第２部分との界面で反射して光制御部材を透過した光の前記光制御部材からの出射方向の角度範囲は、当該光の前記光制御部材への入射方向の角度範囲よりも小さい、請求項１又は２に記載の採光システム。
6. 前記光制御部材は、上下方向と非平行な第１方向に延び且つ前記第１方向と非平行な第２方向に配列された複数の透明な第１部分と、前記第２方向に沿って前記第１部分と交互に配列され且つ前記第１部分とは異なる屈折率を有する複数の第２部分と、を有し、
   前記光制御部材への法線方向及び前記第２方向に沿った面内において、前記第１部分と前記第２部分との界面で全反射して光制御部材を透過した光の前記光制御部材からの出射方向の角度範囲は、当該光の前記光制御部材への入射方向の角度範囲よりも小さい、請求項１又は２に記載の採光システム。
7. 前記光制御部材は、上下方向と非平行な第１方向に延び且つ前記第１方向と非平行な第２方向に配列された複数の透明な第１部分と、前記第２方向に沿って前記第１部分と交互に配列され且つ前記第１部分とは異なる屈折率を有する複数の第２部分と、を有し、
   前記光制御部材への法線方向及び前記第２方向に沿った面内において、各第２部分と当該第２部分に上側から隣接する第１部分との界面が前記光制御部材への法線方向に対してなす角度は、入光側から出光側へ向けて小さくなるように変化する、請求項１又は２に記載の採光システム。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の採光システムを備える物品。

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