JP6651340B2 - 採光装置 - Google Patents

Description

本発明は、採光装置に関する。

従来、省エネルギー化の観点から、太陽や照明等の光源からの光を効率的に採光して伝送する採光装置の開発が行われている。このような採光装置として、照射された光を採光し、採光された光を照射装置に伝送する採光装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

図９は、従来の採光装置の構成を示す図である。図９に示すように採光装置１０は、採光面材２０と、伝送面材３０と、を備える。この採光装置１０では、図示しない光源から照射された光Ｌ１は、採光面材２０の受光面２１に形成された、湾曲部を有する複数の突起２２により採光される。採光された光Ｌ２は、採光面材２０の伝送面材３０側に形成された複数の突起２７の曲面２８で全反射されて集光される。集光された光は、伝送面材３０の採光面材２０側に突設された複数の受け部３６を介して、伝送面材３０内に光Ｌ３として導かれる。伝送面材３０内に導かれた光Ｌ３は、伝送面材３０の内部で繰り返し全反射されながら、図示しない照射装置に向けて伝送される。

特開２０１５−１８７７３号公報

しかしながら、従来の採光装置１０では、伝送面材３０の採光面材２０と反対側の面３１で全反射された光の一部が、伝送面材３０の受け部３６で全反射されずに光Ｌとして外部に漏出していた。そのため、従来の採光装置１０では、伝送可能な光量に限界があった。

また、従来の採光装置１０では、採光面材２０の突起２７が伝送面材３０の受け部３６上に載置されているだけであり、採光面材２０と伝送面材３０は互いに接着剤等で固定されてはいなかった。そのため、従来の採光装置１０は、強度が十分であるとは言えなかった。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、伝送面材から漏出する光量を低減できるとともに高い強度を有する採光装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、光を採光する採光面材（例えば、後述する採光面材１２０Ａ）と、前記採光面材の受光面（例えば、後述する受光面１２１Ａ）と反対側の面（例えば、後述する採光面材の受光面と反対側の面１２５Ａ）に対向して配置され、前記採光面材により採光された光を伝送する伝送面材（例えば、後述する伝送面材１３０Ａ〜１３０Ｄ）と、を備える採光装置（例えば、後述する採光装置１１０Ａ〜１１０Ｇ）であって、前記採光面材の受光面と反対側の面は、プリズム形状（例えば、後述する突起部１２７Ａにより形成されるプリズム形状）を有し、前記伝送面材の前記採光面材と対向する面（例えば、後述する面１３５Ａ，１３５Ｃ）は、光の伝送方向の下流側（例えば、下方）に向かうに従い前記採光面材側に傾斜し、前記採光面材と前記伝送面材の間に配置され、前記採光面材の屈折率（例えば、後述する屈折率ｎ１）及び前記伝送面材の屈折率（例えば、後述する屈折率ｎ２）のいずれよりも０．０８〜０．２０小さい屈折率（例えば、後述する屈折率ｎ３）を有する充填層（例えば、後述する充填層１４０Ａ、１４０Ｃ）を備える採光装置を提供する。

前記伝送面材の前記採光面材と対向する面（例えば、後述する伝送面材の採光面材と対向する面１３５Ａ，１３５Ｃ）は、プリズム形状（例えば、後述する第１傾斜面部１３６Ｃ及び第２傾斜面部１３７Ｃによる凸部から形成されるプリズム形状）を有することが好ましい。

前記伝送面材の前記採光面材と反対側の面（例えば、後述する伝送面材の採光面材と反対側の面１３１Ａ，１３１Ｂ）は、光の伝送方向の下流側に向かうに従い前記採光面材と反対側に傾斜していることが好ましい。

前記採光装置が複数並んで配置されることで構成され、前記複数の採光装置間では、前記採光面材の受光面と反対側の各面のプリズム形状が異なるとともに、隣接する前記採光装置の端面同士が接合されている採光装置（例えば、後述する採光装置１１０Ｅ〜１１０Ｇ）であることが好ましい。

前記複数の採光装置間における前記伝送面材の前記採光面材と反対側の各面が面一となるように配置された補助伝送面材（例えば、後述する補助伝送面材１６０，第１補助伝送面材１６１，第２補助伝送面材１６２）をさらに備えることが好ましい。

本発明によれば、伝送面材から漏出する光量を低減できるとともに高い強度を有する採光装置を提供できる。

第１実施形態に係る採光装置を備える照明装置の模式図である。 第１実施形態に係る採光装置の縦断面図である。 第２実施形態に係る採光装置の縦断面図である。 第３実施形態に係る採光装置の縦断面図である。 第４実施形態に係る採光装置の縦断面図である。 第５実施形態に係る採光装置の縦断面図である。 第６実施形態に係る採光装置の縦断面図である。 第７実施形態に係る採光装置の縦断面図である。 従来の採光装置の縦断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、第２実施形態以降の説明において、第１実施形態と共通する構成については、同一の符号又は共通の規則性を持って符号を付し、適宜その説明を省略する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る採光装置１１０Ａを備える照明装置２の模式図である。図１に示すように照明装置２は、採光装置１１０Ａと、照射装置５０と、を備える。照明装置２は、太陽や照明等の光源からの光Ｌ１を本実施形態に係る採光装置１１０Ａにより採光し、採光した光Ｌ２を光Ｌ３として照射装置５０に伝送する。照射装置５０は、例えばアクリルの透明板状部材や反射板等で構成され、照明装置２は、照射装置５０の下端に形成された照射口５１から光Ｌ４を対象物６に向けて照射する。

図２は、本実施形態に係る採光装置１１０Ａの縦断面図（鉛直方向の断面図）である。ここで、以下の各縦断面図における上下方向は鉛直方向を表し、左右方向は水平方向を表している。
図２に示すように、本実施形態に係る採光装置１１０Ａは、採光面材１２０Ａと、伝送面材１３０Ａと、充填層１４０Ａと、を備える。

採光面材１２０Ａは、光源側に配置される。採光面材１２０Ａは、光源から照射される光Ｌ１を採光し、採光した光Ｌ６を後述する充填層１４０Ａを介して伝送面材１３０Ａに導光する（図２中の光Ｌ２参照）。
採光面材１２０Ａは、所定の幅で鉛直方向に延びており、所定の厚みを有する板状の透明部材である。この採光面材１２０Ａは、アクリル樹脂で構成され、例えば金型を用いた射出成形により成形される。

採光面材１２０Ａは、その屈折率ｎ１が、後述する充填層１４０Ａの屈折率ｎ３よりも０．０８〜０．２０大きく設定される。例えば、採光面材１２０Ａをアクリル樹脂で構成した場合、その屈折率ｎ１は１．４９である。

採光面材１２０Ａの光源側の受光面１２１Ａは、鉛直方向に延びる平面で構成される。光源からの光Ｌ１は、この受光面１２１Ａを介して採光面材１２０Ａ内に光Ｌ６として採光される。

採光面材１２０Ａの受光面１２１Ａとは反対側の面１２５Ａは、プリズム形状に形成される。採光面材１２０Ａ内に採光された光Ｌ６は、この受光面１２１Ａと反対側の面１２５Ａを介して後述の充填層１４０Ａに導光される。

受光面１２１Ａと反対側の面１２５Ａには、鉛直方向に連続して複数形成され、採光面材１２０Ａの幅方向（図２の紙面に直交する方向）に延びる複数の突起部１２７Ａが形成される。これら複数の突起部１２７Ａにより、プリズム形状が形成される。

突起部１２７Ａは、後述する充填層１４０Ａ側ほど下方に傾斜した傾斜面部１２８Ａと、水平に延びる水平面部１２９Ａと、を有する。光源を太陽とした場合、季節により変化する太陽高度を考慮して、傾斜面部１２８Ａと水平面部１２９Ａとのなす角θ１は、３２．０〜３９．０°の範囲内で設定されるのが好ましい。例えば、冬至の南中時の太陽高度は３０．８９°であり、この場合にはθ１の大きさは３７．０°に設定されるのが好ましい。

ここで、上述したように、採光面材１２０Ａの屈折率ｎ１は充填層１４０Ａの屈折率ｎ３よりも大きく設定されている。これら屈折率の関係と、上述のプリズム形状、具体的にはθ１の設定角度を好ましい範囲とすることにより、採光面材１２０Ａ内に採光された光Ｌ６は、傾斜面部１２８Ａでより全反射され易くなっている。そして、全反射された光は、充填層１４０Ａ内に光Ｌ７として導光され易くなっている。

また、突起部１２７Ａは、鉛直方向の間隔（図２中のピッチＰ１）が、０．１０〜０．３０ｍｍの範囲内で形成されるのが好ましい。例えば、θ１の大きさが３７．０°のとき、突起部１２７ＡのピッチＰ１は０．１６ｍｍに設定される。

以上により、採光面材１２０Ａは、その屈折率ｎ１やプリズム形状（θ１の角度、ピッチ）を好ましい範囲に設定することにより、例えば光量の少ない冬至においても太陽光を効率的に採光できるようになっている。

伝送面材１３０Ａは、採光面材１２０Ａの受光面１２１Ａとは反対側の面１２５Ａに対して、後述する充填層１４０Ａを介して対向して配置される。伝送面材１３０Ａは、後述する充填層１４０Ａを介して導光される光Ｌ７を、光Ｌ３として下方に向けて伝送する。
伝送面材１３０Ａは、採光面材１２０Ａと同様に、所定の幅で鉛直方向に延びる板状の透明部材である。この伝送面材１３０Ａは、アクリル樹脂で構成され、例えば金型を用いた射出成形により成形される。

本実施形態では、伝送面材１３０Ａと採光面材１２０Ａとは、同一の材料（アクリル樹脂）を用いて形成されている。即ち、伝送面材１３０Ａも採光面材１２０Ａと同様に、その屈折率ｎ２が、後述する充填層１４０Ａの屈折率ｎ３よりも０．０８〜０．２０大きく設定され、例えば伝送面材１３０Ａをアクリル樹脂で構成した場合、その屈折率ｎ２は１．４９である。

伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと反対側の面１３１Ａは、平面状に形成される。伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと反対側の面１３１Ａは、空気層に接している。即ち、隣接する空気層の屈折率ｎは伝送面材１３０Ａの屈折率ｎ２よりも小さい１．００であることから、伝送面材１３０Ａ内に導光された光Ｌ８は、面１３１Ａにおいて全反射されるようになっている。

また、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと反対側の面１３１Ａは、光の伝送方向の下流側（下方）に向かうに従い採光面材１２０Ａとは反対側に傾斜している。具体的には、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと反対側の面１３１Ａは、鉛直方向に対して、０°より大きく１３．５°以下の範囲内で傾斜しているのが好ましい。即ち、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと反対側の面１３１Ａと、水平方向のなす角θ２は、７６．５°以上９０°未満に設定されるのが好ましい。例えば、面１３１Ａの鉛直方向に対する傾斜角度が９°となるように、θ２は８１°に設定される。
これにより、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと反対側の面１３１Ａにおいて、より下方に向かって光が全反射されるようになっている。

伝送面材１３０Ａの（充填層１４０Ａを介して）採光面材１２０Ａと対向する面１３５Ａは、平面状に形成される。後述する充填層１４０Ａを介して導光される光Ｌ７は、この伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと対向する面１３５Ａを介して、伝送面材１３０Ａ内に導光される。
伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと対向する面１３５Ａは、後述する充填層１４０Ａに接している。即ち、隣接する充填層１４０Ａの屈折率ｎ３は伝送面材１３０Ａの屈折率ｎ２よりも小さく設定されていることから、面１３１Ａで全反射された光Ｌ９が面１３５Ａにおいて全反射され易くなっている。

また、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと対向する面１３５Ａは、光の伝送方向の下流側（下方）に向かうに従い採光面材１２０Ａ側に傾斜している。即ち、伝送面材１３０Ａは、台形状を有している。
具体的には、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと対向する面１３５Ａは、鉛直方向に対して、３〜１２°の範囲内で傾斜しているのが好ましい。即ち、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと対向する面１３５Ａと水平方向とのなす角θ３は、７８〜８７°の範囲内に設定されるのが好ましい。例えば、面１３５Ａの鉛直方向に対する傾斜角度が５°となるように、θ３は８５°に設定される。
これにより、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと対向する面１３５Ａにおいて、より確実に光がより下方に向かって全反射されるようになっている。

なお、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと反対側の面１３１Ａにおける鉛直方向に対する傾斜角度と、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと対向する面１３５Ａにおける鉛直方向に対する傾斜角度と、の合計値が、１４°未満であることが好ましい。面１３１Ａと面１３５Ａの各傾斜角度の合計値がこの範囲内であれば、伝送面材１３０Ａ内においてより確実に光を繰り返し全反射しながら下方に伝送できる。

以上により、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと反対側の面１３１Ａで全反射された光Ｌ９が、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと対向する面１３５Ａにおいても全反射され、光Ｌ１０として下方に伝送される。即ち、伝送面材１３０Ａ内において、光は繰り返し全反射されながら、下方に伝送されるようになっている。

充填層１４０Ａは、採光面材１２０Ａと伝送面材１３０Ａの間に配置される。充填層１４０Ａは、採光面材１２０Ａから導光される光Ｌ６を、光Ｌ７として伝送面材１３０Ａに導光する。また、充填層１４０Ａは、伝送面材１３０Ａとの界面において、光を全反射する。

充填層１４０Ａは、その屈折率ｎ３が、採光面材１２０Ａの屈折率ｎ１よりも０．０８〜０．２０小さく設定されているとともに、伝送面材１３０Ａの屈折率ｎ２よりも０．０８〜０．２０小さく設定されている。即ち、充填層１４０Ａの屈折率ｎ３は、採光面材１２０Ａの屈折率ｎ１及び伝送面材１３０Ａの屈折率ｎ２のいずれよりも０．０８〜０．２０小さく設定されている。これにより、上述したように、充填層１４０Ａと採光面材１２０Ａの界面及び充填層１４０Ａと伝送面材１３０Ａの界面において、光を全反射させることができるようになっている。

例えば、充填層１４０Ａは、屈折率ｎ３が１．４０のシリコン樹脂で構成される。これにより、採光面材１２０Ａ及び伝送面材１３０Ａがアクリル樹脂で構成されてその屈折率ｎ１及びｎ２が１．４９であった場合に、上述の屈折率の関係を満たすことができるようになっている。

また、充填層１４０Ａは、例えば弾性力を有するシリコン樹脂で構成されるのが好ましい。これにより、適度な弾性力を有する充填層１４０Ａを介して、採光面材１２０Ａと伝送面材１３０Ａとが一体化され、採光装置１１０Ａの強度が高められる。

また、充填層１４０Ａは、熱硬化性のシリコン樹脂で構成されるのが好ましい。この場合には、所定の隙間を設けて配置された採光面材１２０Ａと伝送面材１３０Ａとの間の隙間に、熱硬化性の液状シリコン樹脂を流し込んだ後、加熱硬化させることで、充填層１４０Ａを形成することができる。これにより、採光面材１２０Ａの受光面１２１Ａとは反対側の面１２５Ａのプリズム形状に対応した表面形状とともに、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと対向する面１３５Ａの傾斜に対応した表面形状を有する充填層１４０Ａが得られる。即ち、充填層１４０Ａが接着層として機能し、採光面材１２０Ａと伝送面材１３０Ａは、この充填層１４０Ａを介して互いに強固に固定される。

以上の構成を備える採光装置１１０Ａの動作について、図２を参照して説明する。
先ず、光源からの光Ｌ１は、鉛直方向に延びる採光面材１２０Ａの受光面１２１Ａに照射される。受光面１２１Ａに照射された光Ｌ１は、採光面材１２０Ａと空気層との界面を構成する受光面１２１Ａにおいて屈折して採光面材１２０Ａ内に採光される。

採光された光Ｌ６は、採光面材１２０Ａの受光面１２１Ａとは反対側の面１２５Ａに複数形成された突起部１２７Ａに達し、採光面材１２０Ａと充填層１４０Ａとの界面を構成する傾斜面部１２８Ａにおいて全反射される。全反射された光は、光Ｌ７として充填層１４０Ａ内に導光される。
導光された光Ｌ７は、充填層１４０Ａと伝送面材１３０Ａとの界面を構成する、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと対向する面１３５Ａにおいて屈折して、伝送面材１３０Ａ内に導光される。

伝送面材１３０内に導光された光Ｌ８は、空気層と伝送面材１３０Ａとの界面を構成する、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと反対側の面１３１Ａにおいて、下方に向かって全反射される。
下方に向かって全反射された光Ｌ９は、充填層１４０Ａと伝送面材１３０Ａとの界面を構成する、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと対向する面１３５Ａにおいて、下方に向かって再び全反射される。
このようにして、下方に向かって全反射された光Ｌ１０は、面１３１Ａ及び面１３５Ａとの間で繰り返し全反射されながら、下方の照射装置５０に向かって伝送され、照射口５１から対象物６に向かって照射される（図１参照）。

本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、採光面材１２０Ａの受光面１２１Ａと反対側の面１２５Ａに複数の突起部１２７Ａを形成してプリズム形状とし、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと対向する面１３５Ａを、光の伝送方向の下流側（下方）に向かうに従い採光面材１２０Ａ側に傾斜させた。また、採光面材１２０Ａと伝送面材１３０Ａとの間に、採光面材１２０Ａの屈折率ｎ１及び伝送面材１３０Ａの屈折率ｎ２のいずれよりも０．０８〜０．２０小さい屈折率ｎ３を有する充填層１４０Ａを配置した。

これにより、採光面材１２０Ａの受光面１２１Ａと反対側の面１２５Ａのプリズム形状を構成する、突起部１２７Ａの傾斜面部１２８Ａにおいて、採光した光Ｌ６の全反射条件を満たすことができ、光Ｌ６を全反射させて効率良く充填層１４０Ａに導くことができる。
また、空気層と伝送面材１３０Ａとの界面を構成する、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと反対側の面１３１Ａにおいて、充填層１４０Ａを介して伝送面材１３０Ａ内に導光された光Ｌ８の全反射条件を満たすことができ、光Ｌ８を下方に向けて全反射させることができる。
さらには、伝送面材１３０Ａと採光面材１２０Ａとの界面を構成する、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと対向する面１３５Ａにおいて、全反射された光Ｌ９の全反射条件を満たすことができ、光Ｌ９を下方に向けて全反射させることができる。
以上のようにして、外部への漏出を抑制しつつ、伝送面材１３０Ａ内で光を繰り返し全反射させながら下方の照射装置５０に伝送できる。従って、本実施形態によれば、従来よりも、伝送面材１３０Ａから漏出する光量を低減できる採光装置１１０Ａを提供できる。

また本実施形態によれば、採光面材１２０Ａと伝送面材１３０Ａは、充填層１４０Ａを介して一体化される。そのため、従来よりも高い強度を有する採光装置１１０Ａを提供できる。

また本実施形態では、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと反対側の面１３１Ａを、光の伝送方向の下流側（下方）に向かうに従い採光面材１２０Ａと反対側に傾斜させた。
これにより、空気層と伝送面材１３０Ａとの界面を構成する、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと反対側の面１３１Ａにおいて、充填層１４０Ａを介して伝送面材１３０Ａ内に導光された光Ｌ８の全反射条件を確実に満たすことができるとともに、光Ｌ８をより下方に向けて全反射させることができる。

［第２実施形態］
図３は、本発明の第２実施形態に係る採光装置１１０Ｂの縦断面図である。図３に示すように、本実施形態に係る採光装置１１０Ｂは、伝送面材１３０Ｂの構成が第１実施形態と相違する以外は、第１実施形態と同一の構成である。

伝送面材１３０Ｂは、第１実施形態の伝送面材１３０Ａと比べて、その鉛直方向の断面形状が相違する以外は同一の構成である。具体的には、第１実施形態の伝送面材１３０Ａでは、採光面材１２０Ａと反対側の面１３１Ａが鉛直方向に対して傾斜しているのに対して、本実施形態の伝送面材１３０Ｂでは、採光面材１２０Ａと反対側の面１３１Ｂが鉛直方向に対して平行となっている。それ以外は両者は同一の構成である。

本実施形態の採光装置１１０Ｂは、第１実施形態と同様に動作する。即ち、伝送面材１３０Ｂの採光面材１２０Ａと反対側の面１３１Ｂが鉛直方向に対して平行であっても、光Ｌ８及びＬ１０の全反射条件を満たすことができる。
従って本実施形態によれば、伝送面材１３０Ｂ内における全反射方向は第１実施形態ほど下方に向けられないものの、基本的には第１実施形態と同様の効果が奏される。また本実施形態によれば、第１実施形態と比べて、伝送面材１３０Ｂの厚みを薄くでき、採光装置を小型化できる。

［第３実施形態］
図４は、本発明の第３実施形態に係る採光装置１１０Ｃの縦断面図である。図４に示すように、本実施形態に係る採光装置１１０Ｃは、伝送面材１３０Ｃ及び充填層１４０Ｃの構成が第１実施形態と相違する以外は、第１実施形態と同一の構成である。

伝送面材１３０Ｃは、第１実施形態の伝送面材１３０Ａと比べて、その鉛直方向の断面形状が相違する以外は同一の構成である。具体的には、第１実施形態の伝送面材１３０Ａでは、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと対向する面１３５Ａが、伝送方向下流側（下方）に向かうに従い採光面材１２０Ａ側に傾斜する１つの傾斜平面のみで構成されているのに対して、本実施形態の伝送面材１３０Ｃでは、採光面材１２０Ａと対向する面１３５Ｃが、第１傾斜面部１３６Ｃと第２傾斜面部１３７Ｃとの繰り返し構造により構成されている。それ以外は両者は同一の構成である。

第１傾斜面部１３６Ｃは、伝送方向下流側（下方）に向かうに従い採光面材１２０Ａ側に傾斜する傾斜面により形成される。第１傾斜面部１３６Ｃと水平方向とのなす角θ４の大きさは、第１実施形態の伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと対向する面１３５Ａと水平方向とのなす角θ３と同様の大きさに設定される。具体的には、第１傾斜面部１３６Ｃは、鉛直方向に対して３〜１２°の範囲内で傾斜しているのが好ましい。即ち、第１傾斜面部１３６Ｃと水平方向とのなす角θ４は、７８°〜８７°の範囲内に設定されるのが好ましい。例えば、面１３５Ｃの鉛直方向に対する傾斜角度が５°となるように、θ４は８５°に設定される。

第２傾斜面部１３７Ｃは、伝送方向下流側（下方）に向かうに従い採光面材１２０Ａとは反対側に傾斜する傾斜面により形成される。第２傾斜面部１３７Ｃと水平方向とのなす角θ５の大きさは、４５°〜５８°の範囲内に設定されるのが好ましい。例えば第２傾斜面部１３７Ｃと水平方向とのなす角θ５は、５１．４°に設定される。

これにより、伝送面材１３０Ｃの採光面材１２０Ａと対向する面１３５Ｃには、第１傾斜面部１３６Ｃと第２傾斜面部１３７Ｃとが接続されることで複数の凸部が形成される。即ち、伝送面材１３０Ｃの採光面材１２０Ａと対向する面１３５Ｃは、これら凸部によるプリズム形状を有している。

なお、第１傾斜面部１３６Ｃ及び第２傾斜面部１３７Ｃによって形成されるプリズム形状は、図４に示すように凸部が０．８〜４．０ｍｍのピッチで形成されるのが好ましい。例えば、これら凸部のピッチは、３．７ｍｍに設定される。

また同様に、本実施形態の充填層１４０Ｃも、その伝送面材側の表面形状が、伝送面材１３０Ｃの採光面材１２０Ａと対向する面１３５Ｃの表面形状に対応しており、この点において第１実施形態と相違している。

本実施形態の採光装置１１０Ｃは、第１実施形態と同様に動作する。即ち、伝送面材１３０Ｃの採光面材１２０Ａと対向する面１３５Ｃがプリズム形状であっても、光Ｌ９の全反射条件を満たすことができる。
従って本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が奏される。また本実施形態によれば、第１実施形態と比べて、伝送面材１３０Ｃの厚みを薄くでき、採光装置を小型化できる。

［第４実施形態］
図５は、本発明の第４実施形態に係る採光装置１１０Ｄの縦断面図である。図５に示すように、本実施形態に係る採光装置１１０Ｄは、伝送面材１３０Ｄ及び充填層１４０Ｃの構成が第１実施形態と相違する以外は、第１実施形態と同一の構成である。

より詳しくは、本実施形態の伝送面材１３０Ｄは、採光面材１２０Ａと反対側の面１３１Ｂが、第２実施形態と同様に鉛直方向に対して平行となっている。また、採光面材１２０Ａと対向する面１３５Ｃが、第３実施形態と同様に第１傾斜面部１３６Ｃと第２傾斜面部１３７Ｃとの繰り返し構造により構成されている点が相違する。

本実施形態の採光装置１１０Ｄは、第１実施形態と同様に動作する。従って本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が奏される。また本実施形態によれば、第１実施形態と比べて、伝送面材１３０Ｄの厚みを薄く維持しながら、伝送面材１３０Ｄ内においてより確実に光を全反射させて伝送できる。即ち、採光装置を小型化しつつ、漏出光量をより低減できる。

［第５実施形態］
図６は、本発明の第５実施形態に係る採光装置１１０Ｅの縦断面図である。図６に示すように、本実施形態に係る採光装置１１０Ｅは、第１実施形態に係る複数の採光装置１１０Ａが、鉛直方向に並べて配置された構造を有する。図６に示す例では、第１実施形態の採光装置１１０Ａが鉛直方向に３つ並べて配置されている。

複数の採光装置１１０Ａ間では、採光面材１２０Ａの受光面１２１Ａと反対側の各面１２５Ａのプリズム形状が相違している。より詳しくは、傾斜面部１２８Ａの傾斜角度が、複数の採光装置１１０Ａ間で相違している。即ち、図６に示すように、傾斜面部１２８Ａと水平面部１２９Ａとのなす角θ１１、θ１２及びθ１３の大きさが、３２．０〜３９．０°の範囲内でそれぞれ相違している。これにより、例えば季節により太陽高度が変化する太陽からの光を、季節によらず複数の採光装置１１０Ａにより効率良く採光できるようになっている。

また、複数の採光装置１１０Ａは、互いに隣接する端面同士が接合されている。具体的には、採光面材１２０Ａや伝送面材１３０Ａと同様のアクリル接着剤により、互いに隣接する端面同士が接合されている。

本実施形態の採光装置１１０Ｅは、伝送面材１３０Ａで光が伝送されるまでは、第１実施形態と同様に動作する。また、より上段の採光装置１１０Ａにおいて伝送面材１３０Ａの下端まで伝送された光は、その下段に配置された採光装置１１０Ａの伝送面材１３０Ａ内に導光された後、該伝送面材１３０Ａ内で再び全反射を繰り返しながら下方に伝送され、さらに下段に配置された採光装置１１０Ａの伝送面材１３０Ａへと導かれる。

従って本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が奏される。また、複数の採光装置１１０Ａ間において、採光面材１２０Ａの受光面１２１Ａと反対側の各面１２５Ａのプリズム形状（傾斜面部１２８Ａの傾斜角度）が相違していることにより、例えば季節により太陽高度が変化する太陽からの光を、季節によらず複数の採光装置１１０Ａにより効率良く採光できる。
また、本実施形態の採光装置１１０Ｅによれば、単一の採光装置１１０Ａを伝送方向に延長させた場合に生じる、伝送面材１３０Ａ下端における厚み（図６の左右方向の寸法）の増大を抑制できる。

［第６実施形態］
図７は、本発明の第６実施形態に係る採光装置１１０Ｆの縦断面図である。図７に示すように、本実施形態に係る採光装置１１０Ｆは、第２実施形態に係る複数の採光装置１１０Ｂが鉛直方向に並べて配置された構造を有する。図７に示す例では、第２実施形態の採光装置１１０Ｂが鉛直方向に３つ並べて配置されている。

第５実施形態と同様に、複数の採光装置１１０Ｂ間では、採光面材１２０Ａの受光面１２１Ａと反対側の各面１２５Ａのプリズム形状が相違している。より詳しくは、傾斜面部１２８Ａと水平面部１２９Ａとのなす角θ１１、θ１２及びθ１３の大きさが、３２．０〜３９．０°の範囲内でそれぞれ相違している。
また第５実施形態と同様に、複数の採光装置１１０Ｂは、互いに隣接する端面同士が接合されている。

本実施形態の採光装置１１０Ｆは、第５実施形態と同様に動作する。従って本実施形態によれば、第１実施形態及び第５実施形態と同様の効果が奏される。

［第７実施形態］
図８は、本発明の第７実施形態に係る採光装置１１０Ｇの縦断面図である。図８に示すように、本実施形態に係る採光装置１１０Ｇは、第５実施形態に係る採光装置１１０Ｅに対して、補助伝送面材１６０を追加した構造を有する。

補助伝送面材１６０は、複数の採光装置１１０Ａを鉛直方向に並べて配置した場合に、伝送面材１３０Ａの採光面材１２０Ａと反対側の各面１３１Ａに生じる段差面を、面一とする機能を有する。例えば図８に示すように、第１実施形態の採光装置１１０Ａを３つ鉛直方向に並べて配置した例では、補助伝送面材１６０は、第１補助伝送面材１６１と、第２補助伝送面材１６２とにより構成される。

図８に示す各採光装置１１０Ａを、上方から順に、上段の採光装置１１０Ａ、中断の採光装置１１０Ａ、下段の採光装置１１０Ａとした場合、第１補助伝送面材１６１は、下段の採光装置１１０Ａと中段の採光装置１１０Ａとの接合時に、各伝送面材１３０Ａによって生じる段差面を面一にするように配置される。同様に、第２補助伝送面材１６２は、中段の採光装置１１０Ａと上段の採光装置１１０Ａとの接合時に、各伝送面材１３０Ａによって生じる段差面を面一にするように配置される。

これら第１補助伝送面材１６１及び第２補助伝送面材１６２は、伝送面材１３０Ａと同様に、アクリル樹脂等からなる透明の板状部材により形成される。

本実施形態に係る採光装置１１０Ｇは、第５実施形態と同様の動作に加えて、次のように動作する。即ち、各伝送面材１３０Ａの空気層と接する側の下端から漏出するおそれのあった光Ｌ１１、Ｌ１２が、より下方に配置された補助伝送面材１６０内に導光された後、該補助伝送面材１６０内で全反射を繰り返しながら下方の照射装置へと伝送される。
従って本実施形態によれば、第５実施形態と同様の効果が奏されることに加えて、各伝送面材１３０Ａの空気層と接する側の下端からの漏出光量を低減できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
上記いずれの実施形態においても、採光面材の受光面を平面で構成したが、これに限定されない。例えば従来のように、受光面に、湾曲部を有する複数の突起を設けてもよい。

また、上記いずれの実施形態においても、採光面材及び伝送面材にはアクリル樹脂を用いたが、これに限定されない。例えば、屈折率が１．５９の透明なポリカーボネート樹脂により、採光面材及び伝送面材を形成することもできる。この場合には、充填層として屈折率が１．４９のアクリル樹脂を用いることが好ましい。

また、第５実施形態〜第７実施形態では、複数の採光装置間において、採光面材の受光面と反対側の各面のプリズム形状（傾斜面部の傾斜角度）を異なるものとしたが、これに限定されず、同一であってもよい。
さらには、第１実施形態〜第４実施形態の各採光装置を適宜組み合わせて並べて配置してもよく、その並びも特に限定されない。例えば、水平方向に複数並べて配置してもよい。

２…照明装置
５０…照射装置
１１０Ａ〜１１０Ｇ…採光装置
１２０Ａ…採光面材
１２１Ａ…受光面
１２５Ａ…採光面材の受光面と反対側の面
１２７Ａ…突起部（プリズム形状）
１２８Ａ…傾斜面部
１３０Ａ〜１３０Ｄ…伝送面材
１３１Ａ，１３１Ｂ…伝送面材の採光面材と反対側の面
１３５Ａ，１３５Ｃ…伝送面材の採光面材と対向する面
１３６Ｃ…第１傾斜面部
１３７Ｃ…第２傾斜面部
１４０Ａ，１４０Ｃ…充填層
１６０…補助伝送面材
１６１…第１補助伝送面材
１６２…第２補助伝送面材

Claims (3)

1. 複数並んで配置されることで構成される採光装置であって、
   光を採光する採光面材と、
   前記採光面材の受光面と反対側の面に対向して配置され、前記採光面材により採光された光を伝送する伝送面材と、を備える採光装置であって、
   前記採光面材の受光面と反対側の面は、プリズム形状を有し、
   前記伝送面材の前記採光面材と対向する面は、光の伝送方向の下流側に向かうに従い前記採光面材側に傾斜し、
   前記採光面材と前記伝送面材の間に配置される充填層と、
   前記複数の採光装置間における前記伝送面材の前記採光面材と反対側の各面が面一となるように配置された補助伝送面材とを備え、
   前記充填層の屈折率が、前記採光面材の屈折率よりも０．０８〜０．２０小さく、前記充填層の屈折率が、前記伝送面材の屈折率よりも０．０８〜０．２０小さく、
   前記複数の採光装置間では、前記採光面材の受光面と反対側の各面のプリズム形状が異なるとともに、隣接する前記採光装置の端面同士が接合されている採光装置。
2. 前記伝送面材の前記採光面材と対向する面は、プリズム形状を有する請求項１に記載の採光装置。
3. 前記伝送面材の前記採光面材と反対側の面は、光の伝送方向の下流側に向かうに従い前記採光面材と反対側に傾斜している請求項１又は２に記載の採光装置。

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