JP6461600B2 - 採光フィルム、採光フィルムの原反ロール、窓ガラス、ロールスクリーンおよび採光ルーバー - Google Patents

採光フィルム、採光フィルムの原反ロール、窓ガラス、ロールスクリーンおよび採光ルーバー Download PDF

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Description

本発明は、採光フィルム、採光フィルムの原反ロール、窓ガラス、ロールスクリーンおよび採光ルーバーに関する。
本願は、2012年10月2日に、日本に出願された特願2012−220283号及び2013年6月3日に、日本に出願された特願2013−116788号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
窓ガラスに入射する光を効率よく屋内に導くための技術として、特許文献1に記載の技術が知られている。特許文献1の技術は、透光性の支持体の一方の面に複数の単位プリズムを形成した採光シートを、単位プリズム側を外側に向けて窓ガラスの外面(屋外側の面)に貼り付けるものである。単位プリズム側から入射した光は、単位プリズムの表面で屈折し、単位プリズム、支持体および窓ガラスを透過して屋内に入射する。
特開2008−40021号公報
しかしながら、この方法では、屈折によって光を採光シートの内部に導入するため、光を屋内の天井や屋内の奥のほうまで大きく曲げることができない。そのため、日中や夏など、高度の高い位置から窓ガラスを通して光が屋内に入射する場合、光は窓ガラスの近傍のみを照らすことになり、十分な効果が得られない。
本発明の目的は、窓ガラスに入射した光を屋内の天井や屋内の奥のほうまで効率よく導くことが可能な採光フィルム、採光フィルムの原反ロール、窓ガラス、ロールスクリーンおよび採光ルーバーを提供することにある。
本発明の第1の形態の採光フィルムは、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に互いに隣接して形成された複数の光透過性を有する突起部と、前記突起部同士の間に形成された空隙部と、を備え、前記突起部は、前記基材側の第1端面または前記基材とは反対側の第2端面が光入射端面として構成されるとともに、前記空隙部と接する側面が、前記光入射端面から入射した光を全反射する反射面として構成され、前記空隙部には、前記基材、または、前記基材の一面に形成された光透過性を有する部材が露出している。
前記複数の突起部の各々は概ね一方向に長手方向を有しており、前記一方向は、矩形形状を有する前記基材の1辺と平行な方向に配置されていてもよい。
前記複数の突起部の各々は、一方向に延びる一定幅のストライプ状の突起部として構成されていてもよい。
前記突起部の短手方向の幅をw、前記突起部の前記基材の法線方向の高さをh、前記hと前記wとの比h/wを前記突起部のアスペクト比とし、且つ、前記基材の前記複数の突起部が形成された側とは反対側の面に、入射角度60度で、前記複数の突起部の配列方向と平行な方向に進行する光(波長560nm)を入射したときに、前記光が前記突起部の側面で1回反射することが可能な最小の突起部のアスペクト比を最小アスペクト比とすると、前記複数の突起部の各々のアスペクト比は前記最小アスペクト比以上のアスペクト比となっていてもよい。
前記光が前記突起部の側面で1回だけ反射することが可能な最大の突起部のアスペクト比を最大アスペクト比とすると、前記複数の突起部の各々のアスペクト比は前記最大アスペクト比未満のアスペクト比となっていてもよい。
前記突起部の短手方向の幅をw、前記突起部の前記基材の法線方向の高さをh、前記hと前記wとの比をアスペクト比としたときに、前記複数の突起部には、互いにアスペクト比が異なる複数の突起部が含まれていてもよい。
前記複数の突起部は不規則な間隔で互いに隣接して配置されていてもよい。
前記複数の突起部の各々における前記突起部の幅方向と平行な断面形状は矩形であってもよい。
本発明の第2の形態の採光フィルムは、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に形成された光透過性を有する突起部と、前記突起部に形成された、互いに隣接する複数の開口部と、前記開口部に形成された空隙部と、を備え、前記突起部は、前記基材側の第1端面または前記基材とは反対側の第2端面が光入射端面として構成されるとともに、前記空隙部と接する前記開口部の側面が、前記光入射端面から入射した光を全反射する反射面として構成され、前記空隙部には、前記基材、または、前記基材の一面に形成された光透過性を有する部材が露出している。
前記複数の開口部の各々は概ね一方向に長手方向を有しており、前記一方向は、矩形形状を有する前記基材の1辺と平行な方向に配置されていてもよい。
前記基材の一面において前記突起部の形成領域以外の領域には、前記光透過性を有する部材として、紫外線を遮光し可視光を透過する部材が形成されていてもよい。
前記突起部を挟んで前記基材とは反対側に光透過性を有する保護部材が設けられていてもよい。
前記基材の前記突起部が形成された側とは反対側に光散乱フィルムが設けられていてもよい。
前記基材の前記突起部が形成された側とは反対側に光透過性を有する断熱フィルムが設けられていてもよい。
本発明の第1の形態の原反ロールは、長尺の採光フィルムを巻回してなる採光フィルムの原反ロールであって、前記採光フィルムは、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に互いに隣接して形成された複数の光透過性を有する突起部と、前記突起部同士の間に形成された空隙部と、を備え、前記突起部は、前記基材側の第1端面または前記基材とは反対側の第2端面が光入射端面として構成されるとともに、前記空隙部と接する側面が、前記光入射端面から入射した光を全反射する反射面として構成され、前記空隙部には、前記基材、または、前記基材の一面に形成された光透過性を有する部材が露出している。
前記複数の突起部の各々は概ね一方向に長手方向を有しており、前記一方向は、前記採光フィルムの長手方向と平行な方向または直交する方向に配置されていてもよい。
本発明の第2の形態の原反ロールは、長尺の採光フィルムを巻回してなる採光フィルムの原反ロールであって、前記採光フィルムは、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に形成された光透過性を有する突起部と、前記突起部に形成された、互いに隣接する複数の開口部と、前記開口部に形成された空隙部と、を備え、前記突起部は、前記基材側の第1端面または前記基材とは反対側の第2端面が光入射端面として構成されるとともに、前記空隙部と接する前記開口部の側面が、前記光入射端面から入射した光を全反射する反射面として構成され、前記空隙部には、前記基材、または、前記基材の一面に形成された光透過性を有する部材が露出している。
前記複数の開口部の各々は概ね一方向に長手方向を有しており、前記一方向は、前記採光フィルムの長手方向と平行な方向または直交する方向に配置されていてもよい。
本発明の第1の形態の窓ガラスは、ガラス基板と、前記ガラス基板の一面に貼り付けられた採光フィルムと、を備え、前記採光フィルムは、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に互いに隣接して形成された複数の光透過性を有する突起部と、前記突起部同士の間に形成された空隙部と、を備え、前記突起部は、前記基材側の第1端面または前記基材とは反対側の第2端面が光入射端面として構成されるとともに、前記空隙部と接する側面が、前記光入射端面から入射した光を全反射する反射面として構成され、前記空隙部には、前記基材、または、前記基材の一面に形成された光透過性を有する部材が露出しており、前記採光フィルムは、前記基材の前記複数の突起部が形成された側、または、前記基材の前記複数の突起部が形成された側とは反対側を外側に向けて、前記ガラス基板の一面に貼り付けられている。
前記複数の突起部の各々は概ね一方向に長手方向を有しており、前記一方向は、矩形形状を有する前記ガラス基板の1辺と平行な方向に配置されていてもよい。
前記突起部を挟んで前記ガラス基板とは反対側に光透過性を有する保護部材が設けられていてもよい。
本発明の第2の形態の窓ガラスは、ガラス基板と、前記ガラス基板の一面に貼り付けられた採光フィルムと、を備え、前記採光フィルムは、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に形成された光透過性を有する突起部と、前記突起部に形成された、互いに隣接する複数の開口部と、前記開口部に形成された空隙部と、を備え、前記突起部は、前記基材側の第1端面または前記基材とは反対側の第2端面が光入射端面として構成されるとともに、前記空隙部と接する前記開口部の側面が、前記光入射端面から入射した光を全反射する反射面として構成され、前記空隙部には、前記基材、または、前記基材の一面に形成された光透過性を有する部材が露出しており、前記採光フィルムは、前記基材の前記突起部が形成された側、または、前記基材の前記突起部が形成された側とは反対側を外側に向けて、前記ガラス基板の一面に貼り付けられている。
前記複数の開口部の各々は概ね一方向に長手方向を有しており、前記一方向は、矩形形状を有する前記ガラス基板の1辺と平行な方向に配置されていてもよい。
前記突起部を挟んで前記ガラス基板とは反対側に光透過性を有する保護部材が設けられていてもよい。
本発明の第3の形態の窓ガラスは、ガラス基板と、前記ガラス基板の一面に互いに隣接して形成された複数の光透過性を有する突起部と、前記突起部同士の間に形成された空隙部と、を備え、前記突起部は、前記ガラス基板側の第1端面または前記ガラス基板とは反対側の第2端面が光入射端面として構成されるとともに、前記空隙部と接する側面が、前記光入射端面から入射した光を全反射する反射面として構成され、前記空隙部には、前記ガラス基板、または、前記ガラス基板の一面に形成された光透過性を有する部材が露出している。
前記複数の突起部の各々は概ね一方向に長手方向を有しており、前記一方向は、矩形形状を有する前記ガラス基板の1辺と平行な方向に配置されていてもよい。
前記突起部を挟んで前記ガラス基板とは反対側に光透過性を有する保護部材が設けられていてもよい。
本発明の第4の形態の窓ガラスは、ガラス基板と、前記ガラス基板の一面に形成された光透過性を有する突起部と、前記突起部に形成された、互いに隣接する複数の開口部と、前記開口部に形成された空隙部と、を備え、前記突起部は、前記ガラス基板側の第1端面または前記ガラス基板とは反対側の第2端面が光入射端面として構成されるとともに、前記空隙部と接する前記開口部の側面が、前記光入射端面から入射した光を全反射する反射面として構成され、前記空隙部には、前記ガラス基板、または、前記ガラス基板の一面に形成された光透過性を有する部材が露出している。
前記複数の開口部の各々は概ね一方向に長手方向を有しており、前記一方向は、矩形形状を有する前記ガラス基板の1辺と平行な方向に配置されていてもよい。
前記突起部を挟んで前記ガラス基板とは反対側に光透過性を有する保護部材が設けられていてもよい。
本発明の第1の形態のロールスクリーンは、採光フィルムと、前記採光フィルムを軸心の回りに巻き取る巻き取り機構と、前記軸心および前記巻き取り機構を収容する収容部と、を備え、前記採光フィルムは、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に互いに隣接して形成された複数の光透過性を有する突起部と、前記突起部同士の間に形成された空隙部と、を備え、前記突起部は、前記基材側の第1端面または前記基材とは反対側の第2端面が光入射端面として構成されるとともに、前記空隙部と接する側面が、前記光入射端面から入射した光を全反射する反射面として構成され、前記空隙部には、前記基材、または、前記基材の一面に形成された光透過性を有する部材が露出している。
前記複数の突起部の各々は概ね一方向に長手方向を有しており、前記一方向は、矩形形状を有する前記基材の1辺と平行な方向に配置されていてもよい。
前記突起部を挟んで前記基材とは反対側に光透過性を有する保護フィルムが設けられていてもよい。
本発明の第2の形態のロールスクリーンは、採光フィルムと、前記採光フィルムを軸心の回りに巻き取る巻き取り機構と、前記軸心および前記巻き取り機構を収容する収容部と、を備え、前記採光フィルムは、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に形成された光透過性を有する突起部と、前記突起部に形成された、互いに隣接する複数の開口部と、前記開口部に形成された空隙部と、を備え、前記突起部は、前記基材側の第1端面または前記基材とは反対側の第2端面が光入射端面として構成されるとともに、前記空隙部と接する前記開口部の側面が、前記光入射端面から入射した光を全反射する反射面として構成され、前記空隙部には、前記基材、または、前記基材の一面に形成された光透過性を有する部材が露出している。
前記複数の開口部の各々は概ね一方向に長手方向を有しており、前記一方向は、矩形形状を有する前記基材の1辺と平行な方向に配置されていてもよい。
前記突起部を挟んで前記基材とは反対側に光透過性を有する保護フィルムが設けられていてもよい。
本発明の第1の形態の採光ルーバーは、互いに所定の間隔を空けて傾動自在に支持された複数の採光フィルムを備え、前記採光フィルムは、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に互いに隣接して形成された複数の光透過性を有する突起部と、前記突起部同士の間に形成された空隙部と、を備え、前記突起部は、前記基材側の第1端面または前記基材とは反対側の第2端面が光入射端面として構成されるとともに、前記空隙部と接する側面が、前記光入射端面から入射した光を全反射する反射面として構成され、前記空隙部には、前記基材、または、前記基材の一面に形成された光透過性を有する部材が露出している。
前記複数の突起部の各々は概ね一方向に長手方向を有しており、前記一方向は、矩形形状を有する前記基材の1辺と平行な方向に配置されていてもよい。
前記突起部を挟んで前記基材とは反対側に光透過性を有する保護フィルムが設けられていてもよい。
本発明の第2の形態の採光ルーバーは、互いに所定の間隔を空けて傾動自在に支持された複数の採光フィルムを備え、前記採光フィルムは、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に形成された光透過性を有する突起部と、前記突起部に形成された、互いに隣接する複数の開口部と、前記開口部に形成された空隙部と、を備え、前記突起部は、前記基材側の第1端面または前記基材とは反対側の第2端面が光入射端面として構成されるとともに、前記空隙部と接する前記開口部の側面が、前記光入射端面から入射した光を全反射する反射面として構成され、前記空隙部には、前記基材、または、前記基材の一面に形成された光透過性を有する部材が露出している。
前記複数の開口部の各々は概ね一方向に長手方向を有しており、前記一方向は、矩形形状を有する前記基材の1辺と平行な方向に配置されていてもよい。
前記突起部を挟んで前記基材とは反対側に光透過性を有する保護フィルムが設けられていてもよい。
前記光射出端面の面積は前記光入射端面の面積よりも大きくてもよい。
突起部間の前記空隙部に向けて入射した光は、前記突起部の一方の前記側面から前記突起部の内部に入射し、前記突起部の内部を進行して前記突起部の他方の前記側面に入射してもよい。前記突起部の前記他方の側面に入射した光は、前記突起部の前記他方の側面で全反射されることが好ましい。
この場合、前記突起部の前記一方の側面から前記突起部の内部に入射した光の全てが、前記突起部の前記他方の側面に入射することが好ましい。
例えば、突起部間の前記空隙部に向けて30°もしくは45°の入射角で入射し前記突起部の一方の前記側面から前記突起部の内部に入射した光の少なくとも一部、好ましくは全部が、前記突起部の内部を進行して前記突起部の他方の前記側面に入射することが好ましい。
前記突起部の前記光入射端面に向けて30°もしくは45°の入射角で入射した光の半分以上は、前記突起部の前記光入射端面から前記突起部の内部に入射し、前記突起部の内部を進行して前記突起部の前記側面に入射してもよい。前記突起部の前記側面に入射した光は、前記突起部の前記側面で全反射されることが好ましい。
前記複数の突起部の各々は概ね一方向に長手方向を有しており、前記長手方向と直交する面で切った前記突起部の断面において、前記突起部の前記光射出端面と前記突起部の前記側面とのなす角度は、72°以上83°以下であってもよい。
前記基材の一面には、互いに延在方向が異なる複数のストライプ状の前記突起部が形成されていてもよい。
前記基材の一面には、前記基材の法線方向から見て、延在方向が変化する前記突起部が形成されていてもよい。
前記突起部は、中心角が90°未満の円弧状の突起部であってもよい。
前記基材の一面には複数のタイリング領域が設けられており、前記複数のタイリング領域の各々には、互いに平行に配置された複数のストライプ状の前記突起部が形成されており、互いに隣接する2つの前記タイリング領域では、前記突起部の延在方向が互いに異なっていてもよい。
前記基材の一面には複数のタイリング領域が設けられており、前記複数のタイリング領域の各々には、前記基材の法線方向から見て、同心円状に配置された複数の円弧状の前記突起部が形成されており、互いに隣接する2つのタイリング領域では、円弧の凸となる方向が互いに異なっていてもよい。
本発明によれば、窓ガラスに入射した光を屋内の天井や屋内の奥のほうまで効率よく導くことが可能な採光フィルム、採光フィルムの原反ロール、窓ガラス、ロールスクリーンおよび採光ルーバーを提供することができる。
第1実施形態の採光フィルムの概略構成図である。 第1実施形態の採光フィルムの概略断面図である。 採光フィルムの突起部の作用を説明する図である。 採光フィルムの突起部の作用を説明する図である。 採光フィルムのロール原反の斜視図である。 採光フィルムの製造方法の一例を示す図である。 採光フィルムの製造方法の一例を示す図である。 採光フィルムの製造方法の一例を示す図である。 採光フィルムを適用した窓ガラスの部分断面図である。 採光フィルムの突起部の作用を説明する図である。 採光フィルムの突起部の作用を説明する図である。 太陽高度の変化を示す図である。 太陽高度の変化を示す図である。 第2実施形態の採光フィルムの部分断面図である。 採光フィルムの突起部の作用を説明する図である。 採光フィルムの突起部の作用を説明する図である。 採光フィルムの突起部の作用を説明する図である。 採光フィルムの突起部の作用を説明する図である。 第3実施形態の採光フィルムの部分断面図である。 採光フィルムの製造方法の一例を示す図である。 採光フィルムの製造方法の一例を示す図である。 採光フィルムの製造方法の一例を示す図である。 採光フィルムの製造方法の一例を示す図である。 突起部と間隙部の平面形状を示す平面図である。 突起部と間隙部の平面形状を示す平面図である。 突起部と間隙部の平面形状を示す平面図である。 突起部の断面形状を示す断面図である。 突起部の断面形状を示す断面図である。 突起部の断面形状を示す断面図である。 突起部の断面形状を示す断面図である。 突起部の断面形状を示す断面図である。 突起部の断面形状を示す断面図である。 突起部の断面形状を示す断面図である。 採光フィルムの利用形態を示す断面図である。 採光フィルムの利用形態を示す断面図である。 採光フィルムの利用形態を示す断面図である。 採光フィルムの利用形態を示す断面図である。 第7実施形態の窓ガラスの部分斜視図である。 窓ガラスの構成を示す断面図である。 窓ガラスの構成を示す断面図である。 第9実施形態のロールスクリーン200の概略構成図である。 第9実施形態のロールスクリーン200の概略断面図である。 第10実施形態の採光ルーバーの部分斜視図である。 第10実施形態の採光ルーバーの部分斜視図である。 採光ルーバーに用いられる採光フィルムの部分斜視図である。 採光ルーバーの作用を説明する図である。 採光ルーバーの作用を説明する図である。 第11実施形態の窓ガラスの概略構成図である。 第11実施形態の窓ガラスの概略断面図である。 第12実施形態の窓ガラスの断面図である。 第13実施形態の窓ガラスの断面図である。 第14実施形態の窓ガラスの部分断面図である。 第15実施形態の窓ガラスの断面図である。 第16実施形態の窓の断面図である。 第17実施形態の採光フィルムの部分断面図である。 突起部の一方の側面から入射した光が突起部の他方の側面で全反射されるための条件を説明する図である。 突起部の一方の側面から入射した光が突起部の他方の側面で全反射されるための条件を説明する図である。 突起部の光入射端面から入射した光が突起部の側面で全反射されるための条件を説明する図である。 太陽高度と年間の日照時間との関係を示す図である。 太陽高度と年間の日照時間との関係を示す図である。 サンプル1ないし26の各種構造パラメーターを示す図である。 サンプル1ないし26と構成AないしDとの関係を示す図である。 各サンプルにおける透過光のシミュレーション結果を示す図である。 各サンプルにおける透過光のシミュレーション結果を示す図である。 各サンプルにおける透過光のシミュレーション結果を示す図である。 各サンプルにおける透過光のシミュレーション結果を示す図である。 各サンプルにおける透過光のシミュレーション結果を示す図である。 突起部のアスペクト比と採光特性との関係を示す図である。 突起部のアスペクト比と採光特性との関係を示す図である。 採光フィルムを光が透過する際の光の透過形態を示す図である。 突起部のテーパー角と採光フィルムの照明角度との関係を示す図である。 天井側、床側および部屋の外に向かう光の割合と突起部のテーパー角との関係を示す図である。 突起部のテーパー角を73°および80°とした場合の採光フィルムの透過光のシミュレーション結果を示す図である。 採光フィルムを光が透過する際の光の透過形態を示す図である。 採光フィルムへの入射角と採光フィルムの照明角度との関係を示す図である。 天井側、床側および部屋の外に向かう光の光量の割合と採光フィルムへの入射角との関係を示す図である。 第18実施形態の採光フィルムの部分平面図である。 採光フィルムを複数のタイリング領域に分割した場合と分割しない場合の採光フィルムの採光特性を示す図である。 採光フィルムを複数のタイリング領域に分割した場合と分割しない場合の採光フィルムの採光特性を示す図である。 採光フィルムを複数のタイリング領域に分割した場合の採光フィルムの外観を示す図である。 第19実施形態の採光フィルムの部分平面図である。 第19実施形態の採光フィルムの部分平面図である。 採光フィルムを複数のタイリング領域に分割した場合の採光フィルムの外観を示す図である。 太陽方位と太陽高度を変化させた場合の採光フィルムの効率を示す図である。 太陽方位と太陽高度を変化させた場合の採光フィルムの効率を示す図である。 実施例の説明図である。 実施例の説明図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。以下の図面においては、X方向を採光フィルムの基材の法線方向とし、Y方向をX方向と直交する方向とし、Z方向をX方向およびY方向と直交する方向とする。
[第1実施形態]
図1Aは、第1実施形態の採光フィルム1の部分斜視図である。図1Bは、第1実施形態の採光フィルム1の部分断面図である。
採光フィルム1は、光透過性を有する基材10と、基材10の一面に互いに隣接して形成された複数の光透過性を有する突起部11と、突起部11同士の間に形成された空隙部12と、を備えている。
基材10としては、一般に、熱可塑性ポリマーや熱硬化性樹脂、光重合性樹脂などの樹脂類などが用いられる。アクリル系ポリマー、オレフィン系ポリマー、ビニル系ポリマー、セルロース系ポリマー、アミド系ポリマー、フッ素系ポリマー、ウレタン系ポリマー、シリコーン系ポリマー、イミド系ポリマー等などからなる光透過性の基材を用いることができる。例えばトリアセチルセルロース(TAC)フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、シクロオレフィンポリマー(COP)フィルム、ポリカーボネート(PC)フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム、ポリエーテルサルホン(PES)フィルム、ポリイミド(PI)フィルム等の光透過性の基材が好ましく用いられる。本実施形態では、一例として厚さが100μmのPETフィルムが用いられる。基材10の全光線透過率は、JIS K7361−1の規定で90%以上が好ましい。
これにより、十分な透明性を得ることができる。
突起部11は、例えばアクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の光透過性および感光性を有する有機材料で構成されている。これら樹脂に重合開始剤、カップリング剤、モノマー、有機溶媒などを混合した透明樹脂製の混合物を用いることができる。さらに、重合開始剤は安定剤、禁止剤、可塑剤、蛍光増白剤、離型剤、連鎖移動剤、他の光重合性単量体等のような各種の追加成分を含んでいてもよい。その他、特許第4129991号記載の材料を用いることができる。突起部11の全光線透過率は、JIS K7361−1の規定で90%以上が好ましい。これにより、十分な透明性を得ることができる。
複数の突起部11の各々は概ね一方向(Y方向)に長手方向を有しており、前記一方向は、矩形形状を有する基材10の1辺と平行な方向に配置されている。本実施形態の場合、複数の突起部11の各々は、Y方向に延びる一定幅のストライプ状の突起部として構成されている。複数の突起部11の各々の長手方向は、矩形形状を有する基材10の1辺と平行な方向に配置されている。複数の突起部11の各々における突起部11の幅方向と平行な断面(XZ断面)の形状は矩形である。突起部11の短手方向の幅をw、突起部11の基材10の法線方向(X方向)の高さをh、突起部11の配列方向(Z方向)のピッチをpとしたときに、複数の突起部11の幅w、高さhおよびピッチpは、全て等しくなっている。例えば、突起部11の幅wは、例えば10μm〜50μmであり、突起部11の高さhは、例えば50μm〜100μmである。
空隙部12は、空気などがガスによって満たされており、その屈折率は概ね1となっている。空隙部12の屈折率を1とすることで、空隙部12と突起部11との界面11cにおける臨界角が最小となるように構成されている。本実施形態の場合、空隙部12は、空気からなら空気層となっているが、空隙部12は、窒素などの不活性ガスからなる不活性ガス層であってもよく、減圧状態とされた減圧層であってもよい。
採光フィルム1は、突起部11の並び方向が鉛直方向となるように窓ガラスのガラス基板に貼り付けられる。採光フィルム1の上方から差し込んだ光のうち突起部11の一端から突起部11の内部に入射した光L0は、突起部11の側面11c(突起部11と空隙部12との界面)で全反射され、再び採光フィルム1の上方に向けて射出される。突起部11で反射された光は、屋内の天井や屋内の奥のほうまで導かれ、屋内を明るく照らす。
本実施形態の場合、突起部11の基材10側の第1端面11aが光入射端面として構成されているが、基材10とは反対側の第2端面11bが光入射端面として構成されていてもよい。すなわち、突起部11は、基材10側の第1端面11aまたは基材10とは反対側の第2端面11bが光入射端面として構成されるとともに、空隙部12と接する側面11cが、前記光入射端面から入射した光を全反射する反射面として構成されている。
例えば、図2Aに示すように、基材10側から入射角度αで光が入射する場合、突起部11の第2端面11bから射出される光の射出角度はαである。図2Bに示すように、突起部11の第2端面11bから入射角度αで光が入射する場合も、基材10から射出される光の射出角度はαである。このように基材10側から光が入射する場合も突起部11側から光が入射する場合も、光路が逆になるだけで、光が突起部11の側面11cで反射されて進路を変更される点は同じである。よって、採光フィルム1の基材10側と突起部11側のどちらを屋外側に向けて配置しても、同じように屋外の光を天井側に向けて反射することができる。
図1A及び図1Bに戻って、基材10の一面において突起部11の形成領域以外の領域(突起部11の非形成領域)には、基材10が露出している。採光フィルム1の上方から差し込んだ光のうち突起部11の非形成領域に入射した光L1は、基材10を透過し、突起部11の側面11cに入射する。突起部11の側面11cに入射した光は、側面11cで反射されることなく突起部11を透過し、採光フィルム1の下方に射出される。突起部11を透過した光は、採光フィルム1が設置された窓の近傍を照らす。
このように本実施形態の採光フィルム1によれば、採光フィルム1の上方から入射した光を2つに分離し、一方の光によって屋内の天井または屋内の奥のほうを照らし、もう一方の光によって屋内の窓近傍の位置を照らすことができる。これにより、採光フィルム1に入射した光を分散させて屋内全体を明るく照らすことができる。
なお、本実施形態では、突起部11の非形成領域には基材10が露出しているが、この領域には、光透過性を有する部材が基材10の一面に重ねて形成されていてもよい。すなわち、基材10の一面において突起部11の形成領域以外の領域には、基材10の一面に形成された光透過性を有する部材が露出していてもよい。このような部材としては、紫外線や赤外線を遮光し可視光を透過する部材などが挙げられる。この場合でも、突起部11の非形成領域に入射した可視光を採光フィルム1の下方に向けて射出させることができる。
また、本実施形態では、基材10および突起部11として、無色透明の部材が用いられるが、基材10や突起部11の色はこれに限定されない。例えば、屋内に取り込む光の色温度を調整するために、基材10や突起部11の色が薄い黄色やオレンジ、ブルーなどで着色されていてもよい。また、デザイン性などを考慮して、基材10および突起部11の一部若しくは全部が赤色や青色などに着色されていてもよい。これにより、ステンドグラスなどへの応用が可能となる。ただし、この場合でも、窓としての用途を満たすために、向こう側が透けて見える程度の可視光透過率は必要である。基材10および突起部11は、光透過性を有する部材として構成されているが、本明細書において「光透過性を有する」とは、少なくとも向こう側が透けて見える程度の可視光透過率を有することを意味する。
また、本実施形態では、突起部11は一定幅のストライプ状の突起部として構成されているが、突起部11の形状はこれに限られない。複数の突起部11の各々が概ね一方向に長手方向を有しており、前記一方向が、矩形形状を有する基材10の1辺と平行な方向に配置されていれば、本実施形態と同様の作用効果が得られる。ここで、「複数の突起部の各々が概ね一方向に長手方向を有している」とは、例えば、次のようなことをいう。すなわち、基材10の突起部11が形成された側とは反対側から基材10の内部に蛍光のような等方的に拡散する光を入射させ、複数の突起部11の外部に射出される光の極角輝度分布を測定する。このとき、複数の突起部11から射出される光の輝度が相対的に強い方向と相対的に弱い方向とが存在する場合に、「突起部が概ね一方向に長手方向を有している」という。輝度が相対的に強い方向と直交する方向は、前記「一方向」として規定される。
また、本実施形態では、突起部11の間隔は一定であるが、突起部11の間隔は必ずしも一定である必要はない。複数の突起部11は不規則な間隔で互いに隣接して配置されていてもよい。これにより、突起部11が規則的に形成された場合に生じる干渉縞の発生を抑制することができる。
図3は、採光フィルムの原反ロール13の斜視図である。
原反ロール13は、長尺の採光フィルム1aを軸心13aの回りに巻回してなるものである。図1A及び図1Bに示した採光フィルム1は、長尺の採光フィルム1aを所定形状に切断することにより作製される。採光フィルム1aは、突起部11を保護するために、突起部11の形成された面側を内側にしてロール状に巻き回されている。
突起部11の長手方向は採光フィルム1aの長手方向に対して任意の角度に設定できる。ただし、採光フィルム1aを無駄なく利用する観点からは、突起部11の長手方向は、採光フィルム1aの長手方向と平行な方向または直交する方向に設定されることが好ましい。
すなわち、窓ガラスは通常矩形に形成されるため、採光フィルム1も矩形に形成される。採光フィルム1は、矩形の1辺が水平方向となるように窓ガラスに設置されるため、複数の突起部11の各々の長手方向は、矩形の採光フィルム1の1辺と平行となるように配置される。採光フィルム1aから矩形の採光フィルム1を切り出す場合、採光フィルム1aを原反ロール13から所定長さだけ繰り出した後、採光フィルム1aの長手方向と直交する幅方向の全幅にわたって採光フィルム1aを切断するようにすれば、採光フィルム1aを無駄なく利用できる。複数の突起部11の各々の長手方向を採光フィルム1aの長手方向と平行な方向または直交する方向に設定すれば、このような方法を用いて採光フィルム1を採光フィルム1aから切り出すことができる。
図3では、複数の突起部11の各々の長手方向が採光フィルム1aの長手方向と直交する方向に設定されているが、複数の突起部11の各々の長手方向は採光フィルム1aの長手方向と平行な方向に設定されていてもよい。この構成でも、採光フィルム1aから採光フィルム1を無駄なく切り出すことができる。ただし、採光フィルム1aを軸心13aの回りに巻回する際には、特に軸心13aの近傍では採光フィルム1aが大きな曲率で湾曲されるため、突起部11の変形を抑えるためには、突起部11の長手方向が採光フィルム1aの長手方向と直交する方向に設定されていることが好ましい。
図4A〜図4Cは、採光フィルム1(採光フィルム1a)の製造方法の一例を示す図である。
まず、図4Aに示すように、基材10の全面に透明ネガレジストからなるレジスト層14が形成される。
次に、図4Bに示すように、露光マスク15を介してレジスト層14に紫外線UVが照射され、露光処理が行われる。露光マスク15には、突起部11が形成される位置に対向する位置に遮光層15aが形成されている。紫外線UVとしては、基材10の法線方向と平行な光(非拡散光)が用いられる。
次に、図4Cに示すように、現像液を用いてレジスト層14が現像され、加熱処理によってレジスト層14が硬化される。以上により、透明ネガレジストからなる突起部11が形成される。
以上は採光フィルム1の製造方法の一例であるが、採光フィルム1の製造方法は必ずしもこれに限定されない。例えば、上記のようなフォト工程を用いる方法以外にも、溶融押し出し法や型押し出し法などの方法によって、採光フィルム1を製造することができる。
これらの方法では、基材10と突起部11は同一の樹脂によって一体に形成される。
図5は、採光フィルム1を備えた窓ガラス100の部分断面図である。
窓ガラス100は、ガラス基板16と、ガラス基板16の一面に貼り付けられた採光フィルム1と、を備えている。本実施形態の場合、採光フィルム1は、基材10の複数の突起部11が形成された側を外側に向けてガラス基板16の一面(例えば、屋内側の面)に貼り付けられている。ガラス基板16は矩形形状を有しており、突起部11の長手方向は、ガラス基板16の1辺と平行な方向に配置されている。
図5において、屋外の光は窓ガラス100のガラス基板16側から入射する。窓ガラスの上方から差し込んだ光のうち、突起部11の一端側に入射した一部の光Lbは、突起部11の側面で反射されて屋内の天井側に向けて射出される。窓ガラスの上方から差し込んだ光のうち、突起部11の非形成領域に入射した一部の光Laは、突起部11の側面で反射されずに屋内の床面に向けて射出される。これにより、屋外の光が採光フィルム1によって効率よく分散され、屋内全体が明るく照らされる。ガラス基板16の法線方向に進行する光Lcは突起部11の側面によって屈折も反射もされないため、窓ガラス100の外部の景色は屋内から観察することができる。
図5では、採光フィルム1はガラス基板16の屋内側の面に貼り付けられているが、採光フィルム1はガラス基板16の屋外側の面に貼り付けられていてもよい。また、図5では、採光フィルム1は基材10の複数の突起部11が形成された側を外側に向けてガラス基板16の一面に貼り付けられているが、採光フィルム1は基材10の複数の突起部11が形成された側を内側に向けてガラス基板16の一面に貼り付けられていてもよい。この場合、採光フィルム1とガラス基板16とを接着する接着層の厚みは、空隙部12が消滅しないように、突起部11の高さよりも小さく形成される。
突起部11は、高度が最も高くなる日中(9時〜15時)の太陽光を効率よく屋内に取り込めるように、そのアスペクト比(高さh/幅w)が設計されている。例えば、図6Aに示すように、突起部11のアスペクト比が小さい場合、突起部11の一端側に入射した光は、突起部11の側面で反射されない。この場合、屋外の光はそのまま床面側に射出されるため、窓の近傍のみが明るくなり、屋内の天井や屋内の奥のほうまで明るくならない。一方、図6Bに示すように、突起部11のアスペクト比が大きい場合には、突起部11の一端側に入射した光は必ず突起部11の側面で反射される。そのため、屋外から入射した光を床側と天井側に分散させることができ、屋内全体を明るくすることができる。
突起部11のアスペクト比を考察する上で、図7A及び図7Bのデータを参考にした。図7Aは、夏至の日および冬至の日における1日の太陽高度の変化を示す図である。図7Bは、特定時刻における1年の太陽高度の変化を示す図である。図7Bでは、人間が活動を開始する時間である9時時点の太陽高度と、日中で最も太陽高度が高くなる11時45分時点(南中時刻)の太陽高度(南中高度)を示している、また、図7Aおよび図7Bでは、一例として、千葉県柏市における太陽高度を示している。
図7Aに示すように、夏至の日の日中(9時〜15時)の太陽高度は60度以上であり、冬至の日の日中の太陽高度は30度以下である。冬至の日は、太陽高度が低いため、採光フィルムで光を天井側に反射しなくても屋内の奥のほうまで光が届くが、夏至の日は、太陽高度が高いため、採光フィルムで光を天井側に反射しないと、屋内の奥のほうまで光が届かない。また、図7Bに示すように、4月から9月までの暖かい季節では、活動開始時間である9時時点の太陽高度は比較的低いが、最も暑くなる昼時(11時45分時点)の太陽高度は60度以上である。昼時の光を採光フィルムで反射しないと、窓の近傍の床面が熱せられ、窓の近傍のみが非常に暑くなる。
以上の知見から、太陽高度が60度以上の光を突起部11の側面で反射できるようにすることが、日中の光の有効利用という観点から好ましい。図7A及び図7Bのデータは特定地域の太陽高度のデータであり、緯度が異なれば太陽高度のデータも異なるものとなるが、突起部11のアスペクト比の設計するための指針として、太陽高度が60度である場合を基準とすることは妥当性があると考えられる。例えば、緯度が低い地域では図7A及び図7Bよりも太陽高度が高くなるが、その場合でも、太陽高度が60度以上の光を反射できれば、屋内を十分に明るく照らすことができる。緯度が高い地域では、太陽高度が60度以上となる時間帯や季節が短くなるが、そもそも緯度の高い地域では、太陽高度が低いため、採光フィルムで光を天井側に反射しなくても屋内の奥のほうまで光が届く。よって、突起部のアスペクト比を厳密に制御しなくても、屋内をある程度明るく照らすことができる。
このような背景から、本実施形態では、太陽高度が60度の光を突起部11の側面で反射できる最小の突起部のアスペクト比(最小アスペクト比)を求め、そのようなアスペクト比以上のアスペクト比で各々の突起部11を形成することとしている。すなわち、基材10の複数の突起部11が形成された側とは反対側の面に、入射角度60度で、複数の突起部11の配列方向と平行な方向に進行する光(波長560nm)を入射したときに、前記光が突起部11の側面で1回反射することが可能な最小の突起部のアスペクト比を最小アスペクト比とすると、複数の突起部11の各々のアスペクト比は前記最小アスペクト比以上のアスペクト比となっている。
例えば、図6Bにおいて、基材10への光の入射角度をα、基材10の表面での光の屈折角度をθα、基材10および突起部11の平均屈折率をn、突起部11の高さをh、突起部11の幅をwとすると、h/w=tan(90°−θα)(ただし、θα=asin(√3/2n))という関係式から算出されるアスペクト比h/wが、太陽高度が60度の光を突起部11の側面で1回反射することが可能な最小のアスペクト比となる。よって、突起部11のアスペクト比h/wは、h/w≧tan(90°−θα)(ただし、θα=asin(√3/2n))という関係式を満たすことが好ましい。
基材10および突起部11として利用可能な樹脂の屈折率は、光の波長にも依るが、通常1.45以上である。そのため、n≧1.45を上記の式に代入すると、h/w≧1.34となる。図5に示したように、実際には採光フィルム1はガラス基板16に接着されるため、入射角度αはガラス基板16と採光フィルム1との界面での光の屈折によって若干変化する。しかし、ガラス基板の屈折率は1.5程度であるため、ガラス基板16と採光フィルム1との界面での光の屈折は上記の計算結果に大きな誤差を生じさせない。よって、h/w≧1.34として突起部11のアスペクト比を設計すればよい。すなわち、複数の突起部11の各々のアスペクト比h/wは1.34以上であることが好ましい。
一方で、同様の入射角度60度で突起部11を進行する光は側面で2回反射すると再び入射時と同じ下方に向けて進行することとなる。そのため、突起部11に入射した太陽高度が60度の光が突起部11の側面で2回反射しない程度にアスペクト比が抑えられていることが好ましい。したがって、突起部11に入射した前記光の全てが2回反射し得ない(1回だけ反射することが可能な)最大の突起部のアスペクト比を最大アスペクト比とすると、複数の突起部11の各々のアスペクト比は最大アスペクト比未満のアスペクト比となっていることが好ましい。
最大アスペクト比は、2×tan(90−θα)で表わされるので、突起部11のアスペクト比は2×tan(90−θα)>h/wの関係式を満たすことが好ましい。最小アスペクト比との関係と合わせると、2×tan(90−θα)>h/w≧tan(90−θα)を満たすことが好ましい。これにn≧1.45を代入すると、2.68>h/wとなるので、突起部11のアスペクト比h/wは2.68未満で設計すればよい。すなわち、複数の突起部各々のアスペクト比は2.68未満であることが好ましい。
本実施形態の場合、基材10および突起部11の屈折率nは1.53、突起部11の高さhは40μm、突起部11の幅wは20μmである。よって、tan(90°−θα)=1.46、h/w=2.0であり、2×tan(90−θα)>h/w≧tan(90°−θα)という関係式を満たす。
以上のように、本実施形態の採光フィルム1および窓ガラス100によれば、採光フィルム1に入射した光の一部を突起部11の側面11cで反射して屋内の天井や屋内の奥のほうまで効率よく導くことができる。そのため、窓の近傍だけでなく屋内全体を明るく照らすことができる。
[第2実施形態]
図8は、第2実施形態の採光フィルム2の部分断面図である。
なお、本実施形態において第1実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
本実施形態において第1実施形態と異なる点は、突起部11の短手方向の幅をw、突起部11の基材10の法線方向の高さをhとしたときに、複数の突起部11には、前記hと前記wとの比h/wであるアスペクト比が互いに異なる複数の突起部11が含まれている点である。
本実施形態では、各突起部11の幅w1、w2、w3、w4はランダムに設定されているが、各突起部11の幅は必ずしもランダムに設定されている必要はない。互いに幅の異なる2種類または3種類以上の突起部11が基材10の一面に混在して形成されていればよい。これら複数種類の突起部11は、その配列順に一定の規則を持って規則的に配置されていてもよく、不規則に配置されていてもよい。
採光フィルム2は、第1実施形態と同様に、ガラス基板の一面に貼り付けられて窓ガラスの一部として使用される。
図9A〜図9Dを用いて本実施形態の作用および効果を説明する。
図9Aは、幅w、高さhを有する突起部の第1端面11aから角度θαで光を入射させたときの光の伝播の様子を示す図である。図9Bは、幅w、高さhを有する突起部の第1端面11aから角度θβ(<θα)で光を入射させたときの光の伝播の様子を示す図である。図9Cは、幅w′(>w)、高さhを有する突起部の第1端面11aから角度θαで光を入射させたときの光の伝播の様子を示す図である。なお、ここでは、便宜上、+X方向を上方向、+Z方向を左方向という。右上方向は突起部に対して外光が入射する方向であり、左上方向は突起部から屋内の天井に向かう方向である。
図9Aに示すように、突起部の第1端面11aから右上方向に入射した光の一部は、突起部の側面11cでV字状に反射され、突起部の第2端面11bから左上方向に射出される。第2端面11bから左上方向に射出される光は、第1端面11aの領域Aαに入射した光であり、領域Bに入射した光は、第2端面11bから右上方向に射出される。第2端面11bから左上方向に射出される光は、屋内の天井や屋内の奥のほうに向かう光となる。
図9Bに示すように、第1端面11aに対する入射角度がθαからθβ(<θα)に変化すると、第2端面11bから左上方向に射出される光の割合が変化する。第2端面11bから左上方向に射出される光は、第1端面11aの領域Aβに入射した光である。
図9Bではその光の割合は大きくなっているが、入射角度によっては、その光の割合は図9Aのものに比べて大きくなったり小さくなったりする。同様に、図9Cに示すように、突起部のアスペクト比がh/wからh/w′(w′>w)に変化しても、第2端面11bから左上方向に射出される光の割合が変化する。また、図9Dに示すように、図9Cの構成において、第1端面11aに対する入射角度がθαからθβ(<θα)に変化すると、第2端面11bから左上方向に射出される光の割合が変化する。
第2端面11bから左上方向に射出される光の光量を個々の突起部の照明能力とし、第2端面11bから左上方向に射出される光を採光フィルム全体で積算した光量を採光フィルムの照明能力とすると、個々の突起部の照明能力および採光フィルムの照明能力は、採光フィルムへの光の入射角度(太陽高度)や個々の突起部のアスペクト比によって変化する。太陽高度は時間によって変化するため、第1実施形態のように全ての突起部のアスペクト比を等しくすると、個々の突起部の照明能力が時間によって変化するため、採光フィルムの照明能力も時間によって変化する。一方、採光フィルムに互いにアスペクト比の異なる複数種類の突起部を混在させると、個々の突起部の照明能力は時間によって変化するが、複数の突起部には、照明能力が時間の経過に伴って増加したり減少したりする突起部が含まれるため、これらの突起部の照明能力が平均化されて、採光フィルムの照明能力は時間によって大きく変化しない。
すなわち、入射角度がθαからθβに変化すると、幅w、高さhの突起部では、光線が左上方向に射出する領域の幅は広くなり(Aα<Aβ)、左上方向に射出する光線量も多くなる。一方で、幅w′、高さhの突起部では、光線が左上に射出する領域の幅は小さくなり(Aα>Aβ)、左上方向に射出する光線量も少なくなる。アスペクト比が固定された場合、突起部の照明能力は採光フィルムへの入射角度(太陽高度)、すなわち時間や向きによって一様に増減するが、アスペクト比の異なる複数種類の突起部を混在させることによって、照明能力が平均化され、照明能力が時間によって大きく変化しない採光フィルムを提供することができる。
以上のように、本実施形態の採光フィルム2およびそれを用いた窓ガラスによれば、太陽高度が変動しても、採光フィルム2の照明能力は第1実施形態ほど大きく変化しない。
そのため、時間帯や季節によって照明能力が大きく変動しにくい採光フィルムおよび窓ガラスが提供される。
[第3実施形態]
図10は、第3実施形態の採光フィルム3の部分断面図である。
なお、本実施形態において第1実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
本実施形態において第1実施形態と異なる点は、基材10の一面において突起部11の形成領域以外の領域に、可視光を透過し紫外線を遮光する紫外線遮光層17が形成されている点である。基材10の一面において突起部11の形成領域以外の領域には、基材10の一面に形成された光透過性を有する部材である、紫外線遮光層17が露出している。
紫外線遮光層17としては、有機膜、無機膜のいずれを用いることもできる。紫外線遮光層17は、突起部11の形成工程(露光処理)で用いられる紫外線を遮光し、可視光を透過する。紫外線遮光層17の可視光透過率(波長380〜750nmにおける全光線透過率)は、JIS K7361−1の規定で90%以上が好ましい。これにより、十分な透明性を得ることができる。
紫外線遮光層17の層厚は、突起部11の高さ(第1端面から第2端面までの高さ)よりも小さく設定されている。本実施形態の場合、紫外線遮光層17の層厚は一例として150nm程度であり、突起部11の高さは一例として75μm程度である。したがって、複数の突起部11間の間隙は、基材10の一面に接する部分には紫外線遮光層17が存在し、それ以外の部分には空気が存在している。
採光フィルム3は、第1実施形態と同様に、ガラス基板の一面に貼り付けられて窓ガラスの一部として使用される。
図11A〜図11Dは、採光フィルム3の製造方法の一例を示す図である。
まず、図11Aに示すように、基材10の一面に紫外線遮光層17が形成される。
次に、図11Bに示すように、基材10および紫外線遮光層17を覆って透明ネガレジストからなるレジスト層14が形成される。
次に、図11Cに示すように、紫外線遮光層17をマスクとして、基材10のレジスト層14が形成された側とは反対側から紫外線UVが照射され、露光処理が行われる。
紫外線UVとしては、基材10の法線方向と平行な光(非拡散光)が用いられる。
次に、図11Dに示すように、現像液を用いてレジスト層14が現像され、加熱処理によってレジスト層14が硬化される。以上により、透明ネガレジストからなる突起部11が形成される。
以上のように、本実施形態の採光フィルム3およびそれを用いた窓ガラスによれば、基材10上に紫外線遮光層17が形成されているため、紫外線遮光層17によって、外光に含まれる紫外線の一部を遮光することができる。また、紫外線遮光層17をマスクとして突起部11が自己整合的に形成されるため、製造が容易である。
[第4実施形態]
図12A〜図12Cは、突起部と間隙部の平面形状のバリエーションを示す平面図である。
これらのバリエーションは、上述した第1実施形態ないし第3実施形態の採光フィルム、採光フィルムの原反ロールおよび窓ガラスの構成に適用可能である。
図12A〜図12Cにおいて、符号18は突起部であり、符号19は間隙部である。ただし、符号18が間隙部であり、符号19が突起部であってもよい。
なお、本実施形態において第1実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図12Aは、突起部18と間隙部19がY方向に長手方向を有するストライプ状に形成されている例を示している。図12Aにおいて、突起部18間の空隙部19の幅は一定であるが、突起部18の幅はランダムである。この採光フィルム4においても、第2実施形態で説明したものと同様の効果が得られる。
図12Bは、複数の間隙部19が樹木の枝のように不規則に屈曲し若しくは分岐した状態で形成されている例を示している。この例では、例えば、基材10の全面に突起部18の材料である透明なレジスト層が形成され、このレジスト層に複数の開口部が形成され、この開口部が空気などのガスで満たされることにより、突起部18および空隙部19が形成されている。
図12Bの採光フィルム5は、光透過性を有する基材10と、基材10の一面に形成された光透過性を有する突起部18と、突起部18に形成された、互いに隣接する複数の開口部18aと、開口部18aに形成された空隙部19と、を備えている。突起部18は、基材10側の第1端面または基材10とは反対側の第2端面が光入射端面として構成されるとともに、空隙部19と接する開口部18aの側面が、前記光入射端面から入射した光を全反射する反射面として構成される。開口部18aには、基材10、または、基材10の一面に形成された光透過性を有する部材(例えば、図10に示した紫外線遮光層17など)が露出している。
複数の開口部18a(空隙部19)の各々は概ね一方向に長手方向を有している。前記一方向は、矩形形状を有する基材10の1辺と平行な方向に配置されている。採光フィルム5は、前記一方向と直交する方向が鉛直方向となるようにガラス基板の一面に貼り付けられる。そして、ガラス基板と、前記ガラス基板の一面に貼り付けられた採光フィルム5によって窓ガラスが構成される。前記一方向は、矩形形状を有するガラス基板の1辺と平行な方向に配置される。この例においても、採光フィルム5の上方から入射した光を2つに分離し、一方の光によって屋内の天井または屋内の奥のほうを照らし、もう一方の光によって屋内の窓近傍の位置を照らすことができる。これにより、採光フィルム5に入射した光を分散させて屋内全体を明るく照らすことができる。
ここで、「複数の開口部の各々が概ね一方向に長手方向を有している」とは、例えば、次のようなことをいう。すなわち、基材10の突起部18が形成された側とは反対側から基材10の内部に蛍光のような等方的に拡散する光を入射させ、複数の突起部18の外部に射出される光の極角輝度分布を測定する。このとき、複数の突起部18から射出される光の輝度が相対的に強い方向と相対的に弱い方向とが存在する場合に、「開口部が概ね一方向に長手方向を有している」という。輝度が相対的に強い方向と直交する方向は、前記「一方向」として規定される。
図12Bの採光フィルム5は、長尺の採光フィルムを巻回してなる採光フィルムの原反ロールを用いて作製される。採光フィルム5は、原反ロールから巻きだした長尺の採光フィルムを所定形状に切断することにより作製される。この場合、前記一方向(開口部18aの長手方向)は、長尺の採光フィルムの長手方向と平行な方向または直交する方向に配置されていることが好ましい。この構成によれば、採光フィルムの長手方向と直交する幅方向の全幅にわたって採光フィルムを切断することにより、矩形の採光フィルム5を切り出すことができる。長尺の採光フィルムを斜めに切断しなくてもよいため、長尺の採光フィルムを無駄なく利用することができる。
図12Cは、突起部18の形状が一方向に長軸を有する例を示している。図12Cでは、突起部18の形状が楕円であるが、突起部18の形状はこれに限定されない。
突起部18の形状は、長方形や菱形などの他の形状であってもよい。採光フィルム6は、突起部18の長軸方向と直交する方向が鉛直方向となるように窓ガラスのガラス基板に貼り付けられる。この例においても、採光フィルム6の上方から入射した光を2つに分離し、一方の光によって屋内の天井または屋内の奥のほうを照らし、もう一方の光によって屋内の窓近傍の位置を照らすことができる。これにより、採光フィルム6に入射した光を分散させて屋内全体を明るく照らすことができる。
[第5実施形態]
図13A〜図13Gは、突起部11の断面形状のバリエーションを示す断面図である。
これらのバリエーションは、上述した第1実施形態ないし第4実施形態の採光フィルム、採光フィルムの原反ロールおよび窓ガラスの構成に適用可能である。
図13A〜図13Gにおいて、紙面上側は鉛直上方であり、紙面下側は鉛直下方である。突起部11は、水平方向である紙面奥方向に一定の幅でストライプ状に形成されている。
なお、本実施形態において第1実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図13Aは、突起部11の断面形状が矩形である例を示している。この例では、突起部11の側面が基材10の法線方向と平行であるため、基材10の法線方向に進行する光に対して透過率が最も高くなる。よって、採光フィルムを介して外部の景色を観察したときに、最も透明性が高くなる。
図13Bは、突起部11の断面形状が台形である例を示している。突起部11の紙面上側の側面は基材10の法線方向と平行な水平面であるが、突起部11の紙面下側の側面は、基材10の法線方向に対して傾斜した傾斜面である。突起部11の基材10側の端面に入射した光は、この傾斜面に反射されて、屋内の天井や屋内の奥のほうに導かれる。
外光を反射する傾斜面が、天井側に傾斜しているので、図13Aの例に比べて突起部から射出される光の射出角度を大きくすることができる。
図13Cは、突起部11の断面形状が台形である例を示しているが、図13Bの例と比較して、突起部11の紙面上側の側面が天井側とは反対側に傾斜している点が異なる。突起部11の紙面下側の側面が傾斜していると、突起部11の紙面下側の側面で反射された光が突起部11の紙面上側の側面で反射されずに、そのまま紙面上側の側面から外部に射出される場合がある。この場合、突起部11の紙面上側の側面は天井側とは反対側に傾斜しているため、光の進行方向は水平に近くなる。よって、天井を照らす光の割合が小さくなり、屋内の奥のほうに向かう光の割合が大きくなる。
図13Dは、突起部11の断面形状が台形である例を示しているが、図13Bの例と比較して、突起部11の紙面下側の側面が紙面下側(天井側とは反対側)に傾斜している点が異なる。この例では、傾斜面(反射面)が、天井側とは反対側に傾斜しているので、図13Aの例に比べて、天井側に向かう光の割合が小さくなり、屋内の奥のほうに向かう光の割合が大きくなる。
図13Eは、突起部11の断面形状が平行四辺形である例を示している。突起部11の2つの側面は、基材10の法線方向に対して傾斜した傾斜面である。傾斜面(反射面)は、天井とは反対側に向けて傾斜している。そのため、図13Dの例と同様に、天井側に向かう光の割合が小さくなり、屋内の奥のほうに向かう光の割合が大きくなる。
図13Fは、突起部の形状が台形である例を示している。突起部11の2つの側面はいずれも傾斜面であるが、その傾斜方向は図13Cの例とは反対である。この例でも、図13Dの例と同様に、天井側に向かう光の割合が小さくなり、屋内の奥のほうに向かう光の割合が大きくなる。
図13Gは、突起部11の断面形状が平行四辺形である例を示しているが、突起部の2つの側面の傾斜方向は図13Eの例とは反対である。この例では、突起部11の紙面下側の側面が天井側に傾斜しているので、図13Bの例と同様に、突起部から射出される光の射出角度を大きくすることができる。
[第6実施形態]
図14A〜図14Dは、採光フィルムの利用形態のバリエーションを示す断面図である。
これらのバリエーションは、上述した第1実施形態ないし第5実施形態の採光フィルム、採光フィルムの原反ロールおよび窓ガラスの構成に適用可能である。
本実施形態においては、採光フィルムの表裏両面のうち、基材を挟んで突起部側の面を第1面、突起部とは反対側の面を第2面とする。
なお、本実施形態において第1実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図14Aは、採光フィルム1の第2面が接着層20を介してガラス基板16の屋内側の面に接着されている例を示している。採光フィルム1は、基材10の突起部11が形成された側を外側に向けて、ガラス基板16の一面に貼り付けられている。採光フィルム1とガラス基板16によって窓ガラス101が形成されている。
図14Bは、採光フィルム7の第2面が接着層20を介してガラス基板16の屋外側の面に接着されている例を示している。採光フィルム7は、突起部11を挟んで基材10とは反対側に光透過性を有する保護フィルム21が設けられている。採光フィルム7は、基材10の突起部11が形成された側を外側に向けて、ガラス基板16の一面に貼り付けられている。採光フィルム7とガラス基板16によって窓ガラス102が形成されている。この構成においては、保護フィルム21によって突起部11の上部が覆われる。そのため、空隙部12に汚れが付着し、採光フィルム7の性能が劣化することが抑制される。
図14Cは、採光フィルム1の第1面が接着層20を介してガラス基板16の屋内側の面に接着されている例を示している。採光フィルム1とガラス基板16によって窓ガラス103が形成されている。この構成においては、突起部11がガラス基板16と基材10の間に挟みこまれる。そのため、空隙部12に汚れが付着し、採光フィルム1の性能が劣化することが抑制される。
図14Dは、採光フィルム1がガラス基板に貼り付けられずに、採光フィルム単体として使用される例を示している。採光フィルム1は、必要なときにだけ簾のように窓に垂らして使用される。必要のないときは、邪魔にならないように、ロール状に巻き取って窓の上部に設置される。
[第7実施形態]
図15は、第7実施形態の窓ガラス104の部分斜視図である。
なお、本実施形態において第1実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
本実施形態の窓ガラス104では、突起部を備えた採光フィルムがガラス基板16に貼り付けられるのではなく、ガラス基板16上に直接突起部11が形成される。
すなわち、本実施形態の窓ガラス104は、ガラス基板16と、ガラス基板16の一面に互いに隣接して形成された複数の光透過性を有する突起部11と、突起部11同士の間に形成された空隙部12と、を備えている。
突起部11は、ガラス基板16側の第1端面またはガラス基板16とは反対側の第2端面が光入射端面として構成されるとともに、空隙部12と接する側面が、前記光入射端面から入射した光を全反射する反射面として構成されている。空隙部12には、ガラス基板16、または、ガラス基板16の一面に形成された光透過性を有する部材(例えば、図10に示した紫外線遮光層17など)が露出している。
複数の突起部11の各々は概ね一方向に長手方向を有している。前記一方向は、矩形形状を有するガラス基板16の1辺と平行な方向に配置されている。本実施形態の場合、複数の突起部11の各々は、Y方向に延びる一定幅のストライプ状の突起部として構成されているが、突起部11の構成はこれに限定されない。
例えば、本実施形態では、孤立した複数の突起部11がガラス基板16上に形成されているが、図12Bのように、突起部11がガラス基板16の全面に一続きに形成されていてもよい。例えば、ガラス基板16の全面に突起部11の材料である透明なレジスト層が形成され、このレジスト層に複数の開口部が形成され、この開口部が空気などのガスで満たされることにより、突起部11および空隙部12が形成されてもよい。
このような窓ガラスは、ガラス基板16と、ガラス基板16の一面に形成された光透過性を有する突起部11と、突起部11に形成された、互いに隣接する複数の開口部と、前記開口部に形成された空隙部12と、を備えたものとなる。
この場合、突起部11は、ガラス基板16側の第1端面またはガラス基板16とは反対側の第2端面が光入射端面として構成されるとともに、空隙部12と接する前記開口部の側面が、前記光入射端面から入射した光を全反射する反射面として構成され、空隙部12には、ガラス基板16、または、ガラス基板16の一面に形成された光透過性を有する部材(例えば、図10に示した紫外線遮光層17など)が露出している構成となる。この場合、外光を屋内の天井側に向けて効率よく反射するために、前記複数の開口部の各々は概ね一方向に長手方向を有しており、前記一方向は、矩形形状を有するガラス基板16の1辺と平行な方向に配置されていることが望ましい。
また、これ以外にも、突起部11の構成については、上述した第1実施形態ないし第5実施形態に示されたものを適用することができる。
本実施形態の窓ガラス104は、突起部11の下地となる基材が存在しないので、第1実施形態の窓ガラス100と比較して、透明性が高い。また、突起部11がガラス基板16上に直接形成されるので、採光フィルムを貼り付ける工程が不要になり、部材点数の削減や製造工程の簡略化が図られる。
[第8実施形態]
図16A及び図16Bは、窓ガラスの構成のバリエーションを示す断面図である。
これらのバリエーションは、上述した第7実施形態の窓ガラスの構成に適用可能である。
なお、本実施形態において第7実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図16Aは、突起部11を挟んでガラス基板16とは反対側に、接着層22を介して、非可撓性の保護基板25が設けられている例である。保護基板25としては、光透過性を有する樹脂基板やガラス基板などが用いられる。窓ガラス105は、ガラス基板16と突起部11と保護基板25によって構成されている。
図16Bは、突起部11を挟んでガラス基板16とは反対側に、接着層22を介して、可撓性の保護フィルム26が設けられている例である。保護フィルム26としては、光透過性を有する樹脂フィルムが用いられる。窓ガラス106は、ガラス基板16と突起部11と保護フィルム26によって構成されている。
図16Aおよび図16Bの例では、保護部材である保護基板25または保護フィルム26によって突起部11の上部が覆われる。そのため、空隙部12に汚れが付着し、窓ガラスの採光性能が劣化することが抑制される。
[第9実施形態]
図17Aは、第9実施形態のロールスクリーン200の斜視図である。図17Bは、ロールスクリーン200に用いられる採光フィルム7Aの部分断面図である。
なお、本実施形態において第1実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図17Aに示すように、ロールスクリーン200は、採光フィルム7Aと、採光フィルム7Aを軸心27aの回りに巻き取る巻き取り機構27と、軸心27aおよび巻き取り機構27を収容する収容部28と、を備えている。
収容部28は、窓30の上部に設置される。収容部28に巻き取られた採光フィルム7Aは、採光フィルム7Aの下端部に取り付けられたコード29を下側に引っ張ることで巻き出される。本実施形態の場合、巻き取り機構27は、プルコード式の巻き取り機構であるが、チェーン式の巻き取り機構であってもよい。
図17Bに示すように、採光フィルム7Aは、光透過性を有する基材10と、基材10の一面に互いに隣接して形成された複数の光透過性を有する突起部11と、突起部11同士の間に形成された空隙部12と、複数の突起部12を挟んで基材10とは反対側に設けられた光透過性を有する保護フィルム31と、基材10を挟んで複数の突起部11が形成された側とは反対側に設けられた光透過性のインテリアフィルム32と、を備えている。
インテリアフィルム32は、絵柄や装飾が施されたフィルムである。このようなインテリアフィルム32に、突起部11が形成された基材10を重ね合わせることで、デザイン性に優れた採光フィルムが提供できる。インテリアフィルム32は、接着層33によって基材33と接着されているが、保護フィルム31と接着されてもよい。
[第10実施形態]
図18A及び図18Bは、第10実施形態の採光ルーバー300の部分斜視図である。
図18Aは、採光フィルム8を水平方向に設置した状態を示しており、図18Bは、採光フィルム8を傾動させた状態を示している。
なお、本実施形態において第1実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図18Aに示すように、採光ルーバー300は、梯子状に形成されたラダーコード38と、ラダーコード38に整列状態に支持された複数の帯状の採光フィルム8と、を備えている。
ラダーコード38は、採光フィルム8の幅方向両側に垂れ下がる2本の垂直コード34,35と、鉛直方向に互いに所定の間隔を空けた位置で2本の垂直コード34,35の間に水平に掛け渡される複数の水平コード37と、を備えている。水平コード37は、採光フィルム8の上下面を挟み込む一対のコード36a,36bからなる。
図18Bに示すように、2本の垂直コード34,35の一方を鉛直上方に引き上げ、他方を鉛直下方に引き下げることにより、水平コード37が傾動する。複数の水平コード37の各々に採光フィルム8が支持されることで、複数の採光フィルム8が鉛直方向に所定の間隔を空けて傾動自在に支持されている。
図19は、採光ルーバー300に用いられる採光フィルム8の部分斜視図である。
採光フィルム8は、光透過性を有する基材39と、基材10の一面に互いに隣接して形成された複数の光透過性を有する突起部11と、突起部11同士の間に形成された空隙部12と、を備えている。
基材39としては、第1実施形態の基材10と同様のものを用いることができる。ただし、ラダーコード38で傾動させる際に形が崩れないように、基材39としては、形状が維持できる程度の剛性を備えた光透過性のフィルムが用いられる。基材39は、一定幅でY方向に細長く形成されている。
複数の突起部11の各々は概ね一方向に長手方向を有している。前記一方向は、基材39の1辺(長辺)と平行な方向に配置されている。本実施形態の場合、複数の突起部11の各々は、Y方向に延びる一定幅のストライプ状の突起部として構成されているが、突起部11の構成はこれに限定されない。
例えば、本実施形態では、孤立した複数の突起部11が基材39上に形成されているが、図12Bのように、突起部11が基材39の全面に一続きに形成されていてもよい。例えば、基材39の全面に突起部11の材料である透明なレジスト層が形成され、このレジスト層に複数の開口部が形成され、この開口部が空気などのガスで満たされることにより、突起部11および空隙部12が形成されてもよい。
このような採光フィルム8は、基材39と、基材39の一面に形成された光透過性を有する突起部11と、突起部11に形成された、互いに隣接する複数の開口部と、前記開口部に形成された空隙部12と、を備えたものとなる。
この場合、突起部11は、基材39側の第1端面または基材39とは反対側の第2端面が光入射端面として構成されるとともに、空隙部12と接する前記開口部の側面が、前記光入射端面から入射した光を全反射する反射面として構成され、空隙部12には、基材39、または、基材39の一面に形成された光透過性を有する部材(例えば、図10に示した紫外線遮光層17など)が露出している構成となる。この場合、外光を屋内の天井側に向けて効率よく反射するために、前記複数の開口部の各々は概ね一方向に長手方向を有しており、前記一方向は、矩形形状を有する基材39の1辺(長辺)と平行な方向に配置されていることが望ましい。
また、これ以外にも、突起部11の構成については、上述した第1実施形態ないし第5実施形態に示されたものを適用することができる。
図20A及び図20Bは、採光ルーバーの作用を説明する図である。
図20A及び図20Bにおいて、紙面上側は鉛直上方であり、紙面下側は鉛直下方である。突起部11は、水平方向である紙面奥方向に一定の幅でストライプ状に形成されている。
図20Aに示すように、採光フィルム8が垂直に立てられた状態では、突起部11の紙面下側の側面は水平方向に配置されるため、採光フィルム8に入射した光は、概ね正反射の方向に反射されて採光フィルム8から射出される。よって、天井側が明るく照らされる。
一方、図20Bに示すように、採光フィルム8を斜めに傾けられた状態では、突起部11の紙面下側の側面は紙面下側(天井側とは反対側)に傾斜するため、図20Aの例に比べて、天井側に向かう光の割合が小さくなり、屋内の奥のほうに向かう光の割合が大きくなる。
このように、採光フィルム8の傾きを制御することにより、採光フィルム8から射出される光の方向を制御することができる。よって、部屋の大きさ、窓の向き、時間、季節などによって居住者がその方向を適切に制御することで、屋内の照明状態を常に良好な状態に保つことができる。
[第11実施形態]
図21Aは、第11実施形態の窓ガラス107の斜視図である。図21Bは、図21AのD−D′線に沿う窓ガラス107の断面図である。
なお、本実施形態において第1実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図21Aに示すように、窓ガラス107は、人間の身長よりも高い大型の窓ガラスである。通常人間が外を見るときに利用するエリアはC2であり、エリアC2よりも高いエリアC1は主に採光エリアとして利用される。そのため、本実施形態では、人間の視界を遮らないエリアC1のみに採光フィルムの突起部を設置している。
図21Bに示すように、採光フィルム40の基本構成は第1実施形態の採光フィルム1と同じである。採光フィルム40の基材10は、ガラス基板16の全面に貼り付けられているが、突起部11はエリアC1のみに配置され、エリアC2には配置されていない。よって、外部の景色を観察する際の透明性が高く、且つ、採光性にも優れた窓ガラスとなる。
[第12実施形態]
図22は、第12実施形態の窓ガラス108の断面図である。
なお、本実施形態において第11実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
本実施形態において第11実施形態と異なる点は、第11実施形態では、基材10がエリアC1とエリアC2の双方に設置され、且つ、突起部11がエリアC1のみに設置されていたのに対し、本実施形態では、基材10と突起部11の双方がエリアC1のみに設置されている点である。すなわち、採光フィルム41はエリアC1のみに設置されている。
本実施形態では、基材10がエリアC1のみに設置されているため、第11実施形態に比べて部材のコストが低減される。また、エリアC2に基材10が設置されないことで、外部の景色を観察する際の透明性はさらに高くなる。
[第13実施形態]
図23は、第13実施形態の窓ガラス109の断面図である。
なお、本実施形態において第11実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
本実施形態において第11実施形態と異なる点は、第11実施形態では、突起部11がエリアC1のみに設置されていたのに対し、本実施形態では、突起部11がエリアC1とエリアC2の双方に形成され、且つ、エリアC2の突起部11の密度がエリアC1の突起部11の密度よりも小さくなっている点である。
突起部11の密度は、基材10の単位面積当たりに設置される突起部11の反射面の面積の総和によって算出される。突起部11の密度は、例えば突起部11がストライプ状の突起部として形成されている場合には、突起部11の幅や突起部11のピッチによって制御することができる。
本実施形態の場合、エリアC2における突起部11の密度は、高さが高い位置ほど大きくなっているが、突起部11の密度分布はこれに限られない。人間の目線よりも低い位置と高い位置の突起部11の密度を大きくし、人間の目線に近い位置の突起部11の密度を小さくしてもよい。人間の視界を遮らない高さでは、窓は散乱していても構わないので、突起部11を密に形成し、視線を遮る高さでは、高い透明性が必要とされるので、突起部11の密度を小さくすればよい。
本実施形態の採光フィルム42では、エリアC2に突起部11が設置されているので、第11実施形態に比べて、エリアC2の透明性は低い。しかし、突起部11が疎らに形成されているので、視界を大きく遮ることはない。
[第14実施形態]
図24は、第14実施形態の窓ガラス110の部分断面図である。
なお、本実施形態において第1実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
窓ガラス110は、ガラス基板16と、ガラス基板16の一面に貼り付けられた採光フィルム43と、を備えている。採光フィルム43の基本構成は第1実施形態と同じである。基材10の突起部11が形成された側とは反対側に光散乱フィルム44が設けられている点が、第1実施形態と異なる。本実施形態の場合、光散乱フィルム44は、透明フィルム45の内部に散乱粒子46が分散されたものである。採光フィルム43は、基材10の突起部11が形成された側とは反対側を外側に向けて、ガラス基板16の屋内側の一面に貼り付けられている。
突起部11の側面で反射された光は、光散乱フィルム44の散乱粒子46で散乱され、屋内の広い範囲を明るく照らす。光散乱フィルム44の拡散性や強拡散方位を変えることで、明るくなる位置や方位を様々に変えることができる。この場合、外部の景色を観察する際の透明性は低下するが、磨りガラスと同等の採光性が得られる。
[第15実施形態]
図25は、第15実施形態の窓ガラス111の断面図である。
なお、本実施形態において第1実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
窓ガラス111は、ガラス基板16と、ガラス基板16の一面に貼り付けられた採光フィルム47と、を備えている。採光フィルム47の基本構成は第1実施形態と同じである。基材10の突起部11が形成された側とは反対側に光透過性を有する断熱フィルム48が設けられている点が、第1実施形態と異なる。断熱フィルム48としては、窓ガラス用断熱フィルムとして市販されている公知の断熱フィルムを用いることができる。採光フィルム47は、基材10の突起部11が形成された側とは反対側を外側に向けて、ガラス基板16の屋内側の一面に貼り付けられている。
本実施形態の場合、採光フィルム47の突起部11側の面がガラス基板16と接着されているため、空隙部12の空気は、ガラス基板16と基材10との間に挟みこまれる。空気層は屋外の熱を屋内に伝え難い性質を持つため、採光フィルム自体が断熱性を有する。
よって、基材10の一面に断熱フィルム48が接着された窓ガラス111は、断熱フィルム48が備える断熱性以上に高い断熱性を有している。
以上のように、本実施形態の窓ガラス111によれば、採光性と断熱性の双方を備えた窓ガラスとなる。
[第16実施形態]
図26は、第16実施形態の突き出し窓400の斜視図である。
なお、本実施形態において第1実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
突き出し窓400は、窓ガラス100と、窓ガラス100を窓枠121に接続する棒状の支持金具122と、を備えている。窓ガラス100は、図5に示した第1実施形態の窓ガラス100である。支持金具122の一方の端部123は、窓ガラス100の額縁120に回転可能に接続されており、支持金具122の他方の端部124は、窓枠121に回転可能に接続されている。
支持金具122の一方の端部123を支点として窓ガラス100を傾動させることで、窓ガラス100に設置された採光フィルムの傾き(採光フィルムから射出される光の方向)を制御することができる。よって、部屋の大きさ、窓の向き、時間、季節などによって居住者がその傾きを適切に制御することで、屋内の照明状態を常に良好な状態に保つことができる。
[第17実施形態]
図27は、第17実施形態の採光フィルム60の部分断面図である。図28A、図28Bおよび図29は、採光フィルム60の突起部11の構成および作用を説明する図である。
採光フィルム60は、第7ないし第16実施形態に示した窓ガラス、ロールスクリーンおよび採光ルーバーなどに適用可能である。また、採光フィルム60は、図3に示したような原反ロールとして提供可能である。
なお、本実施形態において第1実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図27に示すように、採光フィルム60は、光透過性を有する基材10と、基材10の一面に互いに隣接して形成された複数の光透過性を有する突起部11と、突起部11同士の間に形成された空隙部12と、を備えている。
各突起部11において、光射出端面の面積は光入射端面の面積よりも大きい。本実施形態の場合、突起部11の基材10側の第1端面11aが光入射端面として構成され、突起部11の基材11とは反対側の第2端面11bが光射出端面として構成されている。
突起部11を挟んで基材10とは反対側には、光透過性を有する保護部材50が設けられている。保護部材50は、例えば、PET(Polyethylene terephthalate)フィルムなどの可撓性のフィルムである。保護部材50は、突起部11の第2端面11bに接着されている。
複数の突起部11の各々は概ね一方向に長手方向を有している。突起部の長手方向は、矩形形状を有する基材10の1辺と平行な方向に配置されている。本実施形態の場合、複数の突起部11の各々は、Y方向に延びる一定幅のストライプ状の突起部として構成されている。複数の突起部11の各々における突起部11の幅方向と平行な断面(長手方向と直交する面で切った断面:XZ断面)の形状は、第1端面11a側の底辺を上底、第2端面11b側の底辺を下底とすると、上底が下底よりも短い台形である。
本実施形態の場合、突起部11の上底の長さをA、突起部11の下底の長さをL、突起部11の基材10の法線方向(X方向)の高さをH、突起部11の配列方向(Z方向)における突起部11の下底間の間隔をS、下底の両端にある2つの底角(第2端面11bと側面11cとのなす角度)をβ1およびβ2とすると、A,L,H,S,β1およびβ2の大きさは、全ての突起部11において等しくなっている。
採光フィルム60は、突起部11の並び方向(Z方向)が鉛直方向となるように窓ガラスのガラス基板に貼り付けられる。採光フィルム60の上方から差し込んだ光のうち突起部11の一端(第1端面11a)から突起部11の内部に入射した光L0は、突起部11の側面11c(突起部11と空隙部12との界面)で全反射され、再び採光フィルム60の上方に向けて射出される。突起部11で反射された光L0は、屋内の天井や屋内の奥のほうまで導かれ、屋内を明るく照らす。
採光フィルム60の上方から差し込んだ光のうち突起部11間(突起部11の非形成領域)に入射した光L1は、空隙部12を介して突起部11の内部に入射し、突起部11の側面11cで全反射され、再び採光フィルム60の上方に向けて射出される。突起部11で反射された光L1は、屋内の天井や屋内の奥のほうまで導かれ、屋内を明るく照らす。
採光フィルム60に入射した光は、突起部11の光入射端面に入射した光L0だけでなく、突起部11間に入射した光L1も屋内の天井や屋内の奥のほうまで導かれる。そのため、屋内をより明るく照らすことができる。また、光L0と光L1の進行方向は異なるため、屋内の広い範囲を照明することが可能となる。
光L0および光L1が突起部11の側面11cで全反射されるための条件を、図27、図28A、図28B、および図29を用いて説明する。図28Aは、突起部11の一方の側面11cから入射した光L1が突起部11の他方の側面11cで全反射されるための条件を説明する図である。図28Bおよび図29は、突起部11の第1端面11a(光入射端面)から入射した光L0が突起部11の側面11cで全反射されるための条件を説明する図である。
図28A、図28B、および図29において、θinは、採光フィルム60に対する光L0およびL1の入射角を示す。θnは、突起部11間に入射角θinで入射した光L1が突起部11の側面11cで屈折する際の屈折角を示す。θn,airは、突起部11の側面11cで屈折した光L1の進行方向と基材10の法線方向(X方向)とのなす角度を示す。θ2は、突起部11の一方の側面11cから入射した光L1が突起部11の他方の側面11cに入射する際の入射角を示す。θn,resinは、突起部11の第1端面11aに入射角θinで入射した光L0が突起部11の第1端面11aで屈折する際の屈折角を示す。θ3は、突起部11の第1端面11aから入射した光L0が突起部11の側面11cに入射する際の入射角を示す。突起部11の屈折率は、nである。
図28Aにおいて、スネルの法則により、sin(β−θin)=n・sinθnが得られる。θn=β−θn,airであるので、これを上式に代入すると、側面11cから突起部11の内部に入射した光L1の屈折率nの媒体中を進む角度θn,airは、θn,air=β−Asin{(1/n)・sin(β−θin)}となる。
光L1が側面11cで全反射される条件は、n・sinθ2>sin90°(=1)である。θ2=180−β−θn,airであるので、反射面における全反射条件はn・sin(180−β−θn,air)>sin90°(=1)となる。但し、θn,airは、θn,air=β−Asin{(1/n)・sin(β−θin)}である。上記の条件が満たされるとき、光L1が側面11cで全反射される。以下、この条件を満たす構成を構成Aと呼ぶ。
構成Aは、突起部11間に入射した光L1の少なくとも一部が突起部11の側面11cに入射する構成である。しかし、突起部11のアスペクト比などを適切に設計すれば、突起部11間に入射した光L1の全てを突起部11の側面11cに入射させることができる。以下、この条件を満たす構成を構成Bと呼ぶ。
図28Bにおいて、スネルの法則により、sinθin=n・sinθn,resinが得られる。これを変形すると、第1端面11aから突起部11の内部に入射した光L0の屈折率nの媒体中を進む角度θn,resinは、θn,resin=Asin{(1/n)・sinθin}となる。
光L0が側面11cで全反射される条件は、n・sinθ3>sin90°(=1)である。θ3=180−β−θn,resinであるので、側面11cにおける全反射条件は、n・sin(180−β−θn,resin)>sin90°(=1)となる。
但し、θn,resinは、θn,resin=Asin{(1/n)・sinθin}である。上記の条件が満たされるとき、光L0が側面11cで全反射される。以下、この条件を満たす構成を構成Cと呼ぶ。
構成Cは、突起部11の第1端面11aに入射した光L0の少なくとも一部が突起部11の側面11cに入射する構成である。しかし、突起部11のアスペクト比などを適切に設計すれば、突起部11の第1端面11aに入射した光L1の半分以上を突起部11の側面11cに入射させることができる。以下、この条件を満たす構成を構成Dと呼ぶ。
構成Dを満たすための条件は、次のとおりである。すなわち、図29において、突起部11の第1端面11aの中点から入射した光L0を考えると、光L0が突起部11の第2端面11bまで進む間に図示上下方向に進む距離は、H・tanθn,resinである。但し、スネルの法則より、θn,resin=Asin{(1/n)・sinθin}である。突起部11は第1端面11aの中点より下方に長さA/2+H・tan(90−β)だけ伸びて形成されている。この2つの長さの比較をすると、H・tanθn,resin≧A/2+H・tan(90−β)であれば、突起部11の第1端面11aから入射した光L0の半分以上が、突起部11の側面11cに入射する。
採光フィルム60においては、突起部11の底角β1,β2やアスペクト比H/Lによって、突起部11の側面11cで全反射される光の入射角θinが変わる。年間を通じて日照時間が最も長くなる太陽高度にあわせて突起部11の底角β1,β2やアスペクト比H/Lを設計することで、効率よく光を取り込むことができる。
図30Aおよび図30Bは、緯度5°および緯度35°の地域における太陽高度と年間の日照時間との関係を示す図である。緯度5°の地域は、ジャカルタやクアラルンプールなどが属する地域であり、緯度35°の地域は、東京やロサンゼルスなどが属する地域である。
日照時間が最も長くなる太陽高度は、緯度によって変わる。緯度5°の地域では、太陽高度が40°から50°付近にある時間が最も長く、緯度35°の地域では、太陽高度が30°付近にある時間が最も長い。
よって、採光フィルム60として、例えば、次のような構成を採用すれば、太陽高度が5°付近にある時間が最も長いジャカルタやクアラルンプールなどの地域で高い採光性を発揮することが可能となり、好ましい。例えば、突起部11間に45°の入射角θinで入射した光L1の少なくとも一部、好ましくは、全部が、空隙部12を介して複数の突起部11の内部に入射し、複数の突起部11の側面11cで全反射されることが好ましい。
また、複数の突起部11の光入射端面(第1端面11a)に45°の入射角θinで入射した光L0の半分以上が、複数の突起部11の側面11cで全反射される構成を採用することが好ましい。
また、採光フィルム60として、例えば、次のような構成を採用すれば、太陽高度が30°付近にある時間が最も長い東京やロサンゼルスなどの地域で高い採光性を発揮することが可能となり、好ましい。例えば、突起部11間に30°の入射角θinで入射した光L1の少なくとも一部、好ましくは、全部が、空隙部12を介して複数の突起部11の内部に入射し、複数の突起部11の側面11cで全反射されることが好ましい。また、複数の突起部11の光入射端面(第1端面11a)に30°の入射角θinで入射した光L0の半分以上が、複数の突起部11の側面11cで全反射される構成を採用することが好ましい。
図31ないし図37は、突起部11の各種パラメーターを変化させたときの採光フィルム(サンプル1ないし26)の採光特性を説明する図である。図31は、サンプル1ないし26の各種構造パラメーターを示す図である。図32は、サンプル1ないし26と構成AないしDとの関係を示す図である。図33ないし図37は、各サンプルにおける透過光のシミュレーション結果を示す図である。
なお、サンプル1ないし24は、突起部の光射出端面の面積が光入射端面の面積よりも小さいテーパー構造を有するサンプルであり、サンプル25および26は、突起部の光射出端面の面積と光入射端面の面積とが等しい非テーパー構造を有するサンプルである。図33ないし図37において、突起部の左側(基材側)が屋外であり、突起部の右側(保護部材側)が屋内である。図33ないし図37においては、β1(=β2)をβとして表記している。
図32において、各サンプルが構成AないしDを備えているか否かは、次のようにして判定している。構成Aについては、n・sinθ2>1であれば突起部の側面で光が全反射するので○と判定している。構成Bについては、図33ないし図37のシミュレーション結果に基づいて、突起部間に入射した光が全て突起部の側面に入射していれば○と判定している。構成Cについては、n・sinθ3>1であれば突起部の側面で光が全反射するので○と判定している。構成Dについては、H・tanθn,resin>A/2+H・tan(90−β)(=10)であれば○と判定している。
図33ないし図36に示すように、突起部の各種パラメーターを変化させることによって、天井側に反射される光の割合や光の角度などを変化させることができる。天井側に反射される光には、突起部の光入射端面から突起部の内部に入射し、突起部の側面で反射されて天井側に向かうものと、突起部間に入射し、空隙部を介して突起部の一方の側面から突起部の内部に入射した後、突起部の他方の側面で反射されて天井側に向かうものと、が存在するが、これらの光の割合は、突起部の各種パラメーターを変化させることによって変化する。よって、突起部の各種パラメーターを適切に制御することにより、屋内を均一に照明することが可能となる。
また、図33ないし図36に示すように、テーパー構造を有するサンプル1ないし24では、突起部の側面が基材に対して斜めに傾斜しているため、突起部間に入射した光の一部は、突起部の側面で天井側に反射される。図37に示すように、非テーパー構造を有するサンプル25および26では、突起部の側面が基材に対して垂直に配置されるため、突起部間に入射した光は天井側の照明に殆ど寄与しない。突起部間に入射した光は、その大部分が、保護部材と空気との界面で屋外側に反射されたり、突起部を透過して床側に射出されることになる。よって、テーパー構造を有するサンプルでは、非テーパー構造を有するサンプルに比べて、天井側を明るく照らすことができる。
図38A及び図38Bは、突起部のアスペクト比と天井の照度分布との関係を示す図である。図38Aは、突起部のアスペクト比が低い低アスペクトサンプルを用いた場合の天井の照度分布を示す図であり、図38Bは、突起部のアスペクト比が高い高アスペクトサンプルを用いた場合の天井の照度分布を示す図である。なお、光は、窓の正面方向から50°の入射角で入射する。
図38Aおよび図38Bの上段側の図は、採光フィルムの構成を示す図である。図38Aおよび図38Bの上段側の図において、図示上側(基材側)は屋外であり、図示下側(保護部材側)は屋内であり、図示左側は床側であり、図示右側は天井側である。図38Aおよび図38Bの下段側の図は、天井の照度分布を示す図である。図38Aおよび図38Bの下段側の図において、図示上側は窓側であり、図示下側は部屋の奥側である。採光フィルムは、突起部の並び方向を鉛直方向にした状態で窓に設置される。
低アスペクトサンプルと高アスペクトサンプルの突起部のパラメーターは以下のとおりである。
<低アスペクトサンプル>β1=β2= 78°S/L=7μm/23μm=0.30H/L=20μm/23μm=0.87n=1.56
<高アスペクトサンプル>β1=β2=75°S/L=100μm/300μm=0.33H/L=350μm/300μm=1.17n=1.49
図38Aに示すように、低アスペクトサンプルでは、天井の狭い範囲に光が集中する。図38Bに示すように、高アスペクトサンプルでは、天井の広い範囲に光が分散する。採光フィルムに対して50°の入射角で入射した光のうち天井に入射した光の割合(天井に入射した光量/採光フィルムに入射した光量)を効率Eと定義すると、低アスペクトサンプルの効率Eは31.7%であるのに対し、高アスペクトサンプルの効率Eは58.8%である。高アスペクトサンプルでは、低アスペクトサンプルに比べて、天井の広い範囲を明るく照らすことができる。
以下、図39ないし図42を用いて、突起部の好適なテーパー角βについて説明する。
なお、テーパー角βは、図27に示した突起部の底角β1,β2である。ここでは、β1=β2=βとして説明を行う。
図39は、採光フィルムを光が透過する際の光の透過形態を示す図である。図39において、θoutは採光フィルムの照明角度を示している。照明角度θoutは、採光フィルムから射出される光の射出方向と採光フィルムの基材の法線方向とのなす角度である。
採光フィルムに入射する光は、突起部の光入射端面に向けて入射する光L0と、突起部間の空隙部に向けて入射する光L1とが含まれる。以下の説明では、突起部の光入射端面に向けて入射する光L0を「樹脂in」と呼び、突起部間の空隙部に向けて入射する光L1を「空気in」と呼ぶ。
突起部間の空隙部に向けて入射した光(「空気in」)L1の一部は、突起部の一方の側面から突起部の内部に入射し、突起部の内部を進行して突起部の他方の側面に入射する。突起部の他方の側面に入射した光L1は、入射角θinやテーパー角βに応じて、突起部の他方の側面で全反射されたり突起部の他方の側面を透過したりする。例えば、入射角θinが小さい場合やテーパー角βが大きい場合には、光L1は突起部の他方の側面で全反射され、天井側もしくは部屋の奥に向けて射出される。入射角θinが大きい場合やテーパー角βが小さい場合には、光L1は突起部の他方の側面を透過して、床側に射出される。
突起部の光入射端面に向けて入射した光(「樹脂in」)L0は、突起部の光入射端面から突起部の内部に入射し、突起部の内部を進行して突起部の側面に入射する。突起部の側面に入射した光L0は、入射角θinやテーパー角βに応じて、突起部の側面で全反射されたり突起部の側面を透過したりする。例えば、入射角θinが小さい場合やテーパー角βが大きい場合には、光L0は突起部の側面で全反射され、天井側もしくは部屋の奥に向けて射出される。入射角θinが大きい場合やテーパー角βが小さい場合には、光L0は突起部の側面を透過して、床側に射出される。
図40は、突起部のテーパー角βと採光フィルムの照明角度θoutとの関係を示す図である。なお、照明角度θoutは、天井側に光が射出される場合を正、床側に光が射出される場合を負としている。突起部のピッチは30μm、突起部の高さは25μm、突起部の光入射端面の幅(突起部の上底の長さ)は15μm、採光フィルムへの光の入射角θinは45°である。
「空気in」の照明角度は、テーパー角βが72°ないし83°の範囲では、テーパー角βの増加に伴って増加する。照明角度θoutは正の値をとり、採光フィルムから射出される光の方向は天井側を向く。テーパー角βが72°ないし83°の範囲では、図40の上段の図に示すように、突起部の内部を進行して突起部の側面に入射した光は、突起部の側面で全反射され、天井側に射出される。
テーパー角βが83°ないし100°の範囲では、「空気in」の照明角度は、テーパー角βの増加に伴って減少する。照明角度θoutは負の値をとり、採光フィルムから射出される光の方向は床側を向く。突起部の内部を進行して突起部の側面に入射した光は、突起部の側面を透過する。テーパー角βが83°ないし100°の範囲では、図40の中断の図に示すように、突起部の内部を進行して突起部の側面に入射した光は、突起部の側面を透過し、床側に射出される。
「樹脂in」の照明角度θoutは、テーパー角βが72°ないし100°の範囲では、テーパー角βの増加に伴って一様に増加する。テーパー角βが72°ないし100°の範囲では、図40の下段の図に示すように、突起部の内部を進行し突起部の側面に入射した光は、突起部の側面で全反射され、天井側もしくは部屋の奥に向けて射出される。
よって、突起部のテーパー角βを72°以上83°以下とすれば、屋外の光を効率よく天井側に反射させることができ、明るい照明が可能となる。
図41は、天井側、床側および部屋の外に向かう光の割合と突起部のテーパー角βとの関係を示す図である。なお、天井側、床側および部屋の外に向かう光の光量は、採光フィルムに入射する光の光量を100として規格化している。突起部のピッチ、突起部の高さ、突起部の光入射端面の幅、採光フィルムへの光の入射角θinは、図40で用いたものと同じである。
天井側と床側に向かう光の割合は、テーパー角βが75°ないし90°の範囲で概ね一定であり、テーパー角βが90°を超えると低下する。テーパー角βが75°ないし90°の範囲では、採光フィルムに入射した光の90%程度が屋内に取り込まれ、屋外に反射される光の割合が非常に少ない。そのため、屋外の光を効率よく取り込むことが可能となり、明るい照明が可能となる。特に、テーパー角βが72°ないし83°の範囲では、天井に入射する光の割合が床に入射する光の割合よりも多くなるため、さらに明るい照明が可能となる。
図42は、突起部のテーパー角βを73°および80°とした場合の採光フィルムの透過光のシミュレーション結果を示す図である。なお、採光フィルムへの光の入射角θinは60°である。
テーパー角βを80°とした場合には、突起部の光入射端面に入射した光(「樹脂in」)は突起部の側面で全反射されるが、突起部間に入射した光(「空気in」)は、突起部の側面で全反射されない。突起部間に入射した光は、採光フィルムの内部を全反射により伝播し、屋内の照明に寄与しない。よって、天井側や部屋の奥に向けて射出される光の割合は40%程度である。
一方、テーパー角βを73°とした場合には、突起部の光入射端面に入射した光(「樹脂in」)と突起部間に入射した光(「空気in」)の双方が突起部の側面で全反射される。そのため、突起部間に入射した光を屋内の照明に利用でき、明るい照明が可能となる。図42の例では、天井側や部屋の奥に向けて射出される光の割合は70%となっている。
このように突起部のテーパー角βを小さくすると、突起部間に入射した光(「空気in」)を天井側に反射させやすくなり、明るい照明が可能となる。しかし、テーパー角βが小さくなると、突起部間の隙間(光射出端面間の隙間)が小さくなるため、採光フィルムの透明性は低下する。採光フィルムを通して屋外の景色を見る場合、突起部間の隙間が大きいほうが、突起部による屈折が少なくなるため、景色の歪みが少なくなる。よって、テーパー角βの大きさは、採光フィルムに求められる能力(照明能力や透明性など)に応じて、適切に設計されることが好ましい。
以下、図43ないし図45を用いて、突起部のテーパー角βを76°とした場合の採光フィルムの採光特性について説明する。
図43は、採光フィルムを光が透過する際の光の透過形態を示す図である。図43の上段と下段の図は、突起部の光入射端面に入射した光(「樹脂in」)L0の透過経路を示す図であり、図43の中段の図は、突起部間に入射した光(「空気in」)L1の透過経路を示す図である。図43の上段の図では、光L0は、突起部の側面で全反射されており、図43の下段の図では、光L0は、突起部の側面に入射せずに突起部の光射出端面から床側に射出されている。以下、突起部の光入射端面に入射し、突起部の側面で全反射されずに突起部の光射出端面から射出される光(図43の下段の図に示した透過経路をたどる光)を「直抜け」と呼ぶ。
なお、図43の中段の図では、光L1の進行方向が突起部の側面から2方向に分かれているが、これは、光L1の入射角θinによって、突起部の側面で全反射される場合と全反射されない場合があることを意味する。
図44は、採光フィルムへの入射角θinと採光フィルムの照明角度θoutとの関係を示す図である。なお、照明角度θoutは、天井側に光が射出される場合を正、床側に光が射出される場合を負としている。突起部の光射出端面の幅(下底の長さ)は23μm、突起部の光射出端面間の間隔(下底間の間隔)は7μm、突起部の高さは20μmである。
入射角θinが40°ないし70°の範囲では、「空気in」、「直抜け」、「樹脂in」の3つの光によって、天井側、床側、部屋の奥がそれぞれ照明される。よって、太陽高度が高い日中の光を効率よく取り込んで屋内全体を明るく照らすことができる。
図45は、天井側、床側および部屋の外に向かう光の割合と採光フィルムへの入射角θinとの関係を示す図である。なお、天井側、床側および部屋の外に向かう光の光量は、採光フィルムに入射する光の光量を100として規格化している。突起部の光射出端面の幅、突起部の光射出端面間の間隔、突起部の高さ、採光フィルムへの光の入射角θinは、図44で用いたものと同じである。
天井側と床側に向かう光の割合は、入射角θinが50°ないし65°の範囲で大きくなる。入射角θinが50°付近のときに、天井側に入射する光の割合が最も大きくなる。よって、太陽高度が50°のときの日照時間が長い地域(例えば図30Aに示した緯度5°の地域)でこの採光フィルムを用いれば、高い照明能力を発揮することができる。
[第18実施形態]
図46は、第18実施形態の採光フィルム61の部分平面図である。
採光フィルム61は、第7ないし第16実施形態に示した窓ガラス、ロールスクリーンおよび採光ルーバーなどに適用可能である。また、採光フィルム61は、図3に示したような原反ロールとして提供可能である。
なお、本実施形態において第17実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
第1実施形態の採光フィルムでは、基材の一面には、互いに延在方向が等しい複数のストライプ状の突起部が形成されていた。それに対して、本実施形態の採光フィルム61では、基材10の一面には、互いに延在方向が異なる複数のストライプ状の突起部11が形成されている。
基材10の一面には複数のタイリング領域(本実施形態の場合、6つのタイリング領域TA1ないしTA6)が設けられている。複数のタイリング領域の各々には、互いに平行に配置された複数のストライプ状の突起部11が形成されている。互いに隣接する2つのタイリング領域では、突起部11の延在方向は互いに異なっている。
本実施形態の場合、採光フィルム61には、6種類のタイリング領域(第1タイリング領域TA1、第2タイリング領域TA2、第3タイリング領域TA3、第4タイリング領域TA4、第5タイリング領域TA5、第6タイリング領域TA6)が設けられている。
6種類のタイリング領域は、Y方向およびZ方向に3行2列の形態でマトリクス状に並ぶことによって1つの単位領域を形成している。基材10の一面には、このような単位領域がY方向およびZ方向に隙間なく並べて配置されている。
第1タイリング領域TA1に配置された複数の突起部11の延在方向は、Y方向に対して、時計回りに25°傾いた方向である。第2タイリング領域TA2に配置された複数の突起部11の延在方向は、Y方向に対して、時計回りに15°傾いた方向である。第3タイリング領域TA3に配置された複数の突起部11の延在方向は、Y方向に対して、時計回りに5°傾いた方向である。第4タイリング領域TA4に配置された複数の突起部11の延在方向は、Y方向に対して、反時計回りに5°傾いた方向である。第5タイリング領域TA5に配置された複数の突起部11の延在方向は、Y方向に対して、反時計回りに15°傾いた方向である。第6タイリング領域TA6に配置された複数の突起部11の延在方向は、Y方向に対して、反時計回りに25°傾いた方向である。
図47A及び図47Bは、採光フィルムを複数のタイリング領域に分割した場合と分割しない場合の天井の照度分布を示す図である。図47Aは、窓の正面方向から50°の入射角で光が入射した場合のシミュレーション結果であり、図47Bは、窓の左斜め45°方向から50°の入射角で光が入射した場合のシミュレーション結果である。図47Aおよび図47Bにおいて、左側の図は、採光フィルムを複数のタイリング領域に分割しない場合のシミュレーション結果を示しており、右側の図は、採光フィルムを図46のような6つのタイリング領域に分割した場合のシミュレーション結果を示している。
突起部の断面形状は、図27に示したものと同様に、光射出端面の面積が光入射端面の面積よりも大きい台形形状である。突起部のパラメーターは以下のとおりである。
β1=β2=75°S/L=100μm/300μm=0.33H/L=350μm/300μm=1.17n=1.49
図47Aおよび図47Bにおいて、丸数字の1,2,3,4,5,6は、第1タイリング領域TA1、第2タイリング領域TA2、第3タイリング領域TA3、第4タイリング領域TA4、第5タイリング領域TA5、第6タイリング領域TA6によってそれぞれ照明される領域を示している。Eは、天井に入射する光の割合(効率)を示している。
採光フィルムを複数のタイリング領域に分割しない場合には、天井に光が入射する領域は、天井の比較的狭い領域に限定される。突起部の延在方向は、窓の一辺と平行に配置されるため、採光フィルムに入射する光の進行方向と採光フィルムから射出される光の進行方向は、天井側から見て同方向となる。そのため、天井に光が入射する領域は、窓と同程度の幅の狭い領域となり、天井に光が入射する位置も、窓に光が入射する方位によって大きくばらつく。
採光フィルムを複数のタイリング領域に分割した場合には、突起部の反射方向がタイリング領域ごとに異なるため、採光フィルムから射出される光の進行方向は左右方向に分散される。そのため、天井に光が入射する領域は、窓よりも広い幅の領域となり、天井に光が入射する位置も、窓に光が入射する方位によってばらつきにくい。採光フィルムの効率Eは若干低下するが、それほど大きな落ち込みは生じない。よって、このような採光フィルムを用いた場合には、部屋の広い範囲を明るく照明することができ、また、時間帯により太陽の方位が変化してもその影響を受けにくくすることができる。
また、採光フィルムを複数のタイリング領域に分割した場合には、それぞれのタイリング領域の大きさを目視できる程度の大きさとすることで、採光フィルムに図48のような意匠性を付与することができる。図48は、タイリング領域の一辺の長さを10mmとした例である。突起部の反射方向はタイリング領域ごとに異なるため、見る角度によってタイリング領域の色に濃淡が生まれる。そのため、あたかも採光フィルムにチェック柄が付与されたように見える。
[第19実施形態]
図49A及び図49Bは、第19実施形態の採光フィルム62の部分平面図である。図49Aは、採光フィルム62に設けられる複数のタイリング領域を示す平面図であり、図49Bは、複数のタイリング領域の配置を示す平面図である。
採光フィルム62は、第7ないし第16実施形態に示した窓ガラス、ロールスクリーンおよび採光ルーバーなどに適用可能である。また、採光フィルム62は、図3に示したような原反ロールとして提供可能である。
なお、本実施形態において第18実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
第18実施形態の採光フィルムでは、基材の一面には、基材の法線方向から見て、直線状に延びるストライプ状の突起部が形成されていた。突起部の延在方向は途中で変化することはなく、常に同じ方向を向いている。それに対して、本実施形態の採光フィルム62では、基材10の一面には、基材10の法線方向から見て、延在方向が変化する突起部11が形成されている。
基材10の一面には複数のタイリング領域(本実施形態の場合、2つのタイリング領域TA7,TA8)が設けられている。複数のタイリング領域の各々には、基材10の法線方向から見て、同心円状に配置された複数の円弧状の突起部11が形成されている。互いに隣接する2つのタイリング領域では、円弧の凸となる方向が互いに異なっている。
本実施形態の場合、採光フィルム62には、2種類のタイリング領域(第7タイリング領域TA7、第8タイリング領域TA8)が設けられている。第7タイリング領域TA7と第8タイリング領域TA8は、それぞれ凧形の形状を有する。凧形とは、四角形の一種で、隣り合う2本の辺の長さが等しい組が2組ある図形をいう。本実施形態の場合、凧形の形状として、4つの内角が、120°、90°、60°、90°となるような形状が採用されている。
第7タイリング領域TA7と第8タイリング領域TA8には、内角が60°となる頂点を中心とした複数(本実施形態では6本)の同心円状の突起部11が形成されている。突起部11の断面形状は、図27に示したものと同様に、光射出端面の面積が光入射端面の面積よりも大きい台形形状である。基材10には、互いに断面形状が等しい複数の突起部11が一定の間隔で同心円状に配置されている。
第7タイリング領域TA7と第8タイリング領域TA8は、円弧の凸となる方向が互いに逆向きとなるように上下反転させた形状となって以外は、同じ形状である。基材10の一面には、第7タイリング領域TA7と第8タイリング領域TA8がY方向とZ方向に隙間なく並べて配置されている。
本実施形態の採光フィルム62においては、突起部11の延在方向が1つの突起部内で変化しているため、採光フィルム62から射出される光の進行方向を多方向に分散させることができる。そのため、部屋の広い範囲を明るく照明することができ、また、時間帯により太陽の方位が変化してもその影響を受けにくくすることができる。
また、タイリング領域TA7,TA8の大きさを目視できる程度の大きさとすることで、採光フィルムに図50のような意匠性を付与することができる。図50は、タイリング領域の大きさを縦14.1mm、横12.2mmとした例である。突起部の反射方向はタイリング領域ごとに異なるため、見る角度によってタイリング領域の色に濃淡が生まれる。そのため、あたかも採光フィルムに鋸刃状の模様が付与されたように見える。
図51および図52は、太陽方位と太陽高度を変化させた場合の採光フィルムの効率Eを示す図である。図51は、低アスペクトサンプルを用いた場合のシミュレーション結果であり、図52は、高アスペクトサンプルを用いた場合のシミュレーション結果である。
低アスペクトサンプルと高アスペクトサンプルの突起部のパラメーターは以下のとおりである。
<低アスペクトサンプル>β1=β2= 78°S/L=7μm/23μm=0.30H/L=20μm/23μm=0.87n=1.56
<高アスペクトサンプル>β1=β2=78°S/L=10μm/30μm=0.33H/L=35μm/30μm=1.17n=1.56
図51および図52に示すように、円弧状の突起部を用いることで、窓に対して斜め(南西や南東方位)から光が入射した場合でも高い効率で部屋の中央部付近を照明することができる。天井方向に反射する光の割合(効率E)は0.2以上が好ましいが、図51では、四角枠で示した部分の効率Eが0.2未満となっている。しかし、このような部分の効率Eは、突起部の形状を変えることによって改善可能である。例えば、図52に示すように、高アスペクトサンプルを用いた採光フィルムでは、四角枠で示した部分の効率Eが改善され、広い角度範囲で高い効率が得られている。
なお、本実施形態では、突起部11として、中心角が60°の円弧状の突起部を用いたが、突起部11の形状はこれに限定されない。上方から入射した光を上方に反射させるためには、突起部11の中心角は180°未満であればよく、90°未満であればより好ましい。また、突起部11の形状としては,正弦波形状など、円弧以外の曲線形状でもよい。また、突起部11の形状は、突起部11の延在方向が1つの突起部内で連続的に変化する曲線形状に限らす、複数の直線部を組み合わせた形状や、直線部と曲線部を組み合わせた形状など、突起部の延在方向が1つの突起部内で段階的に変化するような形状であってもよい。
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
図53A及び図53Bは、モデルハウスを用いた照度測定の結果を示す図である。図53Aは、窓ガラスに採光フィルムを設置しない場合のモデルルームの屋内の照明状態を示す写真であり(比較例)、図53Bは、窓ガラスに採光フィルムを設置した場合のモデルルームの屋内の照明状態を示す写真である(実施例)。
屋外の照明は10万luxである。屋外の光は、窓ガラスに対して60度の入射角度で入射する。比較例のモデルルームと実施例のモデルルームの屋内の明るさを以下に示す。
<比較例>窓に近い部分の天井の明るさ:36(lux)、窓に近い部分の床の明るさ:5200(lux)、窓から遠い部分の天井の明るさ:7(lux)、窓から遠い部分の床の明るさ:18(lux)、窓から最も遠い部分の壁の明るさ:20(lux)
<実施例>窓に近い部分の天井の明るさ:1000(lux)、窓に近い部分の床の明るさ:1070(lux)、窓から遠い部分の天井の明るさ:2200(lux)、窓から遠い部分の床の明るさ:293(lux)、窓から最も遠い部分の壁の明るさ:490(lux)
以上のように、比較例においては、屋外を明るくしても、窓の近傍の床しか明るくならないが、実施例においては、屋外の光が部屋全体に分散し、部屋全体を明るくすることができる。
本発明は、採光フィルム、採光フィルムの原反ロール、窓ガラス、ロールスクリーンおよび採光ルーバーに利用することができる。
1〜8…採光フィルム、1a…長尺の採光フィルム、10…基材、11…突起部、11a…第1端面、11b…第2端面、11c…側面、12…空隙部、13…原反ロール、16…ガラス基板、17…紫外線遮光層、18…突起部、19…空隙部、25…保護基板(保護部材)、26…保護フィルム(保護部材)、27…巻き取り機構、27a…軸心、31…保護フィルム(保護部材)、39…基材、40〜43…採光フィルム、44…光散乱フィルム、47…採光フィルム、48…断熱フィルム、60〜62…採光フィルム、100〜111…窓ガラス、200…ロールスクリーン、300…採光ルーバー

Claims (13)

  1. 光透過性を有する基材と、
    前記基材の一面に互いに隣接して形成された複数の光透過性を有する突起部と、
    前記突起部同士の間に形成された空隙部と、を備え、
    前記突起部は、前記基材側の第1端面または前記基材とは反対側の第2端面が光入射端面として構成されるとともに、前記空隙部と接する側面が、前記光入射端面から入射した光を全反射する反射面として構成され、
    前記空隙部には、前記基材、または、前記基材の一面に形成された光透過性を有する部材が露出し、
    前記突起部は、互いに隣接する複数のタイリング領域のそれぞれに形成されており、
    互いに隣接する前記タイリング領域においては、前記突起部の延在方向が互いに異なり、前記タイリング領域は、左右方向及び上下方向に並べて配置されている採光フィルム。
  2. 長尺の採光フィルムを巻回してなる採光フィルムの原反ロールであって、
    前記採光フィルムは、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に互いに隣接して形成された複数の光透過性を有する突起部と、前記突起部同士の間に形成された空隙部と、を備え、
    前記突起部は、前記基材側の第1端面または前記基材とは反対側の第2端面が光入射端面として構成されるとともに、前記空隙部と接する側面が、前記光入射端面から入射した光を全反射する反射面として構成され、
    前記空隙部には、前記基材、または、前記基材の一面に形成された光透過性を有する部材が露出し、
    前記突起部は、互いに隣接する複数のタイリング領域のそれぞれに形成されており、
    互いに隣接する前記タイリング領域においては、前記突起部の延在方向が互いに異なり、前記タイリング領域は、左右方向及び上下方向に並べて配置されている原反ロール。
  3. ガラス基板と、
    前記ガラス基板の一面に互いに隣接して形成された複数の光透過性を有する突起部と、
    前記突起部同士の間に形成された空隙部と、を備え、
    前記突起部は、前記ガラス基板側の第1端面または前記ガラス基板とは反対側の第2端面
    が光入射端面として構成されるとともに、前記空隙部と接する側面が、前記光入射端面から入射した光を全反射する反射面として構成され、
    前記空隙部には、前記ガラス基板、または、前記ガラス基板の一面に形成された光透過性を有する部材が露出し、
    前記突起部は、互いに隣接する複数のタイリング領域のそれぞれに形成されており、
    互いに隣接する前記タイリング領域においては、前記突起部の延在方向が互いに異なり、前記タイリング領域は、左右方向及び上下方向に並べて配置されている窓ガラス。
  4. 採光フィルムと、
    前記採光フィルムを軸心の回りに巻き取る巻き取り機構と、
    前記軸心および前記巻き取り機構を収容する収容部と、を備え、
    前記採光フィルムは、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に互いに隣接して形成された複数の光透過性を有する突起部と、前記突起部同士の間に形成された空隙部と、を備え、
    前記突起部は、前記基材側の第1端面または前記基材とは反対側の第2端面が光入射端面として構成されるとともに、前記空隙部と接する側面が、前記光入射端面から入射した光を全反射する反射面として構成され、
    前記空隙部には、前記基材、または、前記基材の一面に形成された光透過性を有する部材が露出し、
    前記突起部は、互いに隣接する複数のタイリング領域のそれぞれに形成されており、
    互いに隣接する前記タイリング領域においては、前記突起部の延在方向が互いに異なり、前記タイリング領域は、左右方向及び上下方向に並べて配置されているロールスクリーン。
  5. 互いに所定の間隔を空けて傾動自在に支持された複数の採光フィルムを備え、
    前記採光フィルムは、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に互いに隣接して形成された複数の光透過性を有する突起部と、前記突起部同士の間に形成された空隙部と、を備え、
    前記突起部は、前記基材側の第1端面または前記基材とは反対側の第2端面が光入射端面として構成されるとともに、前記空隙部と接する側面が、前記光入射端面から入射した光を全反射する反射面として構成され、
    前記空隙部には、前記基材、または、前記基材の一面に形成された光透過性を有する部材が露出し、
    前記突起部は、互いに隣接する複数のタイリング領域のそれぞれに形成されており、
    互いに隣接する前記タイリング領域においては、前記突起部の延在方向が互いに異なり、前記タイリング領域は、左右方向及び上下方向に並べて配置されている採光ルーバー。
  6. 前記突起部の前記光射出端面の面積は前記光入射端面の面積よりも大きい請求項1に記載の採光フィルム。
  7. 前記突起部間の前記空隙部に向けて入射した光は、前記突起部の一方の前記側面から前記突起部の内部に入射し、前記突起部の内部を進行して前記突起部の他方の前記側面に入射する請求項6に記載の採光フィルム。
  8. 前記空隙部に向けて入射する光の入射角は30°である請求項7に記載の採光フィルム。
  9. 前記突起部の前記他方の側面に入射した光は、前記突起部の前記他方の側面で全反射される請求項7または8に記載の採光フィルム。
  10. 前記突起部の前記光入射端面に向けて30°もしくは45°の入射角で入射した光の半分
    以上は、前記突起部の前記光入射端面から前記突起部の内部に入射し、前記突起部の内部を進行して前記突起部の前記側面に入射する請求項6ないし9のいずれか1項に記載の採光フィルム。
  11. 前記基材の一面には、互いに延在方向が異なる複数のストライプ状の前記突起部が形成されている請求項1、6ないし10のいずれか1項に記載の採光フィルム。
  12. 前記基材の一面には、前記基材の法線方向から見て、延在方向が連続的に変化する前記突起部が形成されている請求項1、6ないし10のいずれか1項に記載の採光フィルム。
  13. 前記突起部は、中心角が90°未満の円弧状の突起部である請求項12に記載の採光フィルム。
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Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150086473A (ko) * 2012-11-20 2015-07-28 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 조광 부재
US10641448B2 (en) 2013-03-21 2020-05-05 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Daylighting sheet, daylighting panel and roll-up daylighting screen
WO2014147793A1 (ja) 2013-03-21 2014-09-25 大日本印刷株式会社 採光シート、採光パネル、ロールアップ採光スクリーン、及び採光シートの製造方法
JP6244660B2 (ja) * 2013-04-19 2017-12-13 大日本印刷株式会社 ブラインド
JP5818171B2 (ja) * 2013-05-22 2015-11-18 大日本印刷株式会社 光制御具
JP2014238512A (ja) * 2013-06-07 2014-12-18 大日本印刷株式会社 ウインドウフィルム、採光具および窓
JPWO2014196596A1 (ja) * 2013-06-07 2017-02-23 シャープ株式会社 採光フィルム、窓ガラス、ロールスクリーン及び採光ルーバー
US9810389B2 (en) * 2013-09-26 2017-11-07 Sharp Kabushiki Kaisha Planar optical member and daylighting device
JPWO2015076245A1 (ja) * 2013-11-25 2017-03-16 シャープ株式会社 採光装置及び採光スラット
USD779320S1 (en) * 2013-12-14 2017-02-21 Ilse Rubio Package for feminine hygiene products
WO2015156225A1 (ja) * 2014-04-08 2015-10-15 シャープ株式会社 採光装置
JP6684704B2 (ja) * 2014-05-12 2020-04-22 シャープ株式会社 採光装置
US20150354272A1 (en) * 2014-06-10 2015-12-10 Sergiy Vasylyev Light-redirecting retractable window covering
CN104076419B (zh) * 2014-06-18 2017-05-31 明基材料有限公司 半穿透半反射的调光薄膜及其制造方法
JP6684709B2 (ja) * 2014-07-01 2020-04-22 シャープ株式会社 採光装置
JP6639019B2 (ja) * 2014-07-02 2020-02-05 シャープ株式会社 採光スラット及び採光装置
US20160025288A1 (en) 2014-07-25 2016-01-28 Sergiy Vasylyev Light directing sheeting and systems employing the same
US9803817B2 (en) * 2014-08-19 2017-10-31 SerraLux Inc. High efficiency daylighting structure
US9784030B2 (en) * 2014-09-12 2017-10-10 SerraLux Inc. Louvered light re-directing structure
JP6715183B2 (ja) 2014-12-04 2020-07-01 シャープ株式会社 採光装置
WO2016104626A1 (ja) * 2014-12-25 2016-06-30 シャープ株式会社 採光装置
EP3290776A4 (en) 2015-04-30 2019-04-03 Sharp Kabushiki Kaisha DAYLIGHT SYSTEM
CN107532789B (zh) * 2015-04-30 2019-11-19 夏普株式会社 采光板条以及采光装置
US10161585B2 (en) 2015-05-21 2018-12-25 SerraLux Inc. Louver assembly
JP6596996B2 (ja) * 2015-07-07 2019-10-30 大日本印刷株式会社 閉鎖部材、採光部材
JPWO2017061554A1 (ja) * 2015-10-09 2018-07-26 シャープ株式会社 採光部材、採光部材の製造方法、採光装置
WO2017098687A1 (ja) * 2015-12-08 2017-06-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 光学デバイス
US10683979B2 (en) * 2016-04-29 2020-06-16 SerraLux Inc. High efficiency external daylighting devices
US11698174B2 (en) 2016-04-29 2023-07-11 SerraLux Inc. Devices for internal daylighting with IR rejection
CN107767793A (zh) * 2016-08-15 2018-03-06 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 能够在空气中显示影像的显示器及成像系统
US10712602B2 (en) * 2016-08-24 2020-07-14 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Optical drive
JP2020064087A (ja) * 2017-02-22 2020-04-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 光学デバイス
DE102020211662B3 (de) * 2020-09-17 2021-07-22 Continental Automotive Gmbh Gerät zum Generieren eines virtuellen Bildes mit einem Verstellmechanismus für Entspiegelungslamellen
CN118056020A (zh) * 2021-12-27 2024-05-17 因美纳有限公司 流通池表面图案化

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9820318D0 (en) * 1998-09-18 1998-11-11 Milner Peter J Optical components for daylighting and other purposes
JP2001082057A (ja) * 1999-09-09 2001-03-27 Sohei Suzuki 調光ブラインド
JP2001083454A (ja) * 1999-09-13 2001-03-30 Sanyo Electric Co Ltd 天然光採光用天窓
JP4887092B2 (ja) 2006-08-03 2012-02-29 富士フイルム株式会社 採光フィルム及びそれを備えた窓
TWI414673B (zh) * 2009-12-08 2013-11-11 Ind Tech Res Inst 導光微結構片,導光方法,以及窗戶結構的應用
CN102656488A (zh) * 2009-12-17 2012-09-05 3M创新有限公司 光重新定向构造
JP5894358B2 (ja) * 2010-06-16 2016-03-30 デクセリアルズ株式会社 光学体、壁材、建具、日射遮蔽装置、および建築物
JP5609406B2 (ja) * 2010-08-09 2014-10-22 デクセリアルズ株式会社 光学素子およびその製造方法ならびに照明装置、窓材および建具
US8824050B2 (en) * 2012-04-06 2014-09-02 Svv Technology Innovations, Inc. Daylighting fabric and method of making the same

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