JP7281057B2 - 採光装置 - Google Patents

Description

この発明は、採光装置に関するものである。

特許文献１には、一次反射鏡、二次反射鏡、光ダクトを含んで構成される光搬送装置が記載されている。一次反射鏡は太陽の位置に従って向きを変化させながら太陽光を直接受光するので太陽光を日中安定して受光できる。一次反射鏡で反射された光は平行光なので拡散しない。従って二次反射鏡に光ダクトを用いずに直接受光させることができる。二次反射鏡で反射された平行光は、光ダクトの採光口に出射される。

特開２００７―１１５４１７号公報（段落００１３、００１４、図１）

しかしながら、特許文献１に記載される光搬送装置は、太陽の位置に従って一次反射鏡の向きを変化させている。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、太陽の動きを追尾することなく太陽光を採光することを目的としている。

採光装置は、第１の面、前記第１の面と対向する第２の面および側面を含む板形状であって、前記第１の面にシリンドリカル凹レンズのレンズ面が形成され、前記第２の面の前記レンズ面と対向する領域に平面形状が形成される光学部品を備え、前記第１の面は、前記レンズ面として、複数のプリズムで形成されるフレネル形状の領域を含み、各プリズムを構成する２つのプリズム面のうち前記レンズ面に対応するプリズム面を第１のプリズム面とし、他のプリズム面を第２のプリズム面とすると、前記フレネル形状の領域には、前記シリンドリカル凹レンズの光軸に平行な光線が前記第２の面の側から入射した場合に、前記第１のプリズム面で反射した後に前記第２のプリズム面で屈折して、前記第２の面から前記第１の面の方向に出射する第１の領域が含まれ、前記第１の領域は、第１のプリズムおよび第２のプリズムを含み、前記第１のプリズムは前記第２のプリズムよりも前記光軸の側に位置しており、前記第１の領域内において、前記第１のプリズムおよび前記第２のプリズムを含む複数のプリズムの形状または配列は、前記シリンドリカル凹レンズのレンズ面を構成する複数のプリズムにより形成されるフレネル形状の領域であって、光軸に平行な光線が入射した場合に光軸により近いプリズムの前記第１のプリズム面での入射角が光軸から遠い前記第２のプリズムの前記第１のプリズム面での入射角よりも小さくなる前記シリンドリカル凹レンズの通常のフレネル形状を構成する複数のプリズムの形状または配列とは異なり、前記光軸に平行な光線が入射した場合に前記第１のプリズムの前記第１のプリズム面での入射角が、前記第２のプリズムの前記第１のプリズム面での入射角よりも大きいことを特徴とする。
また、採光装置は、第１の面、前記第１の面と対向する第２の面および側面を含む板形状であって、前記第１の面にシリンドリカル凹レンズのレンズ面が形成され、前記第２の面の前記レンズ面と対向する領域に平面形状が形成される光学部品を備え、前記第１の面は、前記レンズ面として、複数のプリズムで形成されるフレネル形状の領域を含み、前記複数のプリズムの各プリズムを構成する２つのプリズム面のうちレンズ面に対応するプリズム面を第１のプリズム面とし、他のプリズム面を第２のプリズム面とすると、前記フレネル形状の領域には、前記シリンドリカル凹レンズの光軸に平行な光線が前記第２の面の側から入射した場合に、前記第１のプリズム面で反射した後に前記第２のプリズム面で屈折して、前記第２の面から前記第１の面の方向に出射する第１の領域が含まれ、前記第１の領域には、前記シリンドリカル凹レンズの対応するレンズ面と曲率、コーニック定数および非球面係数の各々の絶対値が等しいシリンドリカル凸レンズ面に対応する複数のプリズムにより構成されるフレネル形状が形成されていてもよい。

本発明によれば、太陽の動きを追尾することなく太陽光を採光することができる。

太陽光線の採光を説明する模式図である。 実施の形態１に係る採光装置１００の構成を示す構成図である。 光学部品１の光線追跡図ある。 光学部品１の光線追跡図ある。 光学部品１２の光線追跡の結果の一例を示す。 光学部品１２の光線追跡の結果の一例を示す。 光学部品１２の光線追跡の結果の一例を示す。 光学部品１２の領域１２ｃの光線追跡の結果の一例を示す。 光学部品１の領域１ｃの光線追跡の結果の一例を示す。 太陽の高度θと方位φとを示す模式図である。 窓採光を採用する場合の建築物の一例を示す模式図である。 シミュレーション条件を説明する説明図である。 光学部品１のシミュレーション結果を示す図である。 光学部品１２のシミュレーション結果を示す図である。 変形例１に係る採光装置２００の構成を示す構成図である。 吹き抜けでの採光を採用する場合の建築物の一例を示す模式図である。 シミュレーション条件を説明する説明図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 変形例２に係る採光装置３００の構成を示す構成図である。 光学部品１０の光線追跡図ある。 光学部品１０の光線追跡図ある。 光学部品１１の光線追跡の結果の一例を示す。 光学部品１１の光線追跡の結果の一例を示す。 シミュレーション結果を示す図である。 変形例３に係る光学部品１３の構成を示す構成図である。 境界部１０ｂｃ，１３ｂｃの光線追跡図ある。 境界部１０ｃｄ，１３ｃｄの光線追跡図ある。 シミュレーション結果を示す図である。

以下に示す実施の形態では、フレネル形状を含む凹レンズを用いて太陽光を採光している。

しかしながら、凹レンズがフレネルレンズで形成された場合には、全反射と屈折とによって、一部の領域で集光する光が発生する。そして、採光された光が導光部分において集光した場合には、導光部分が損傷してしまう可能性がある。光の導光部としては、例えば、建築物の吹き抜けなどが挙げられる。また、窓から太陽光を取り込む場合には、採光された光が天井などで集光して、建築物が損傷してしまう可能性がある。「吹き抜け」とは、下階部分の天井と上階部分の床とを設けないことで、建築物の上下方向を連続させた空間のことである。

以下に示す実施の形態では、フレネル形状の凹レンズの一部の領域で発生する集光を低減している。フレネルレンズで形成された凹レンズのプリズム形状を変更することで、昼光を採光する際の光の集光を低減している。フレネル形状は、複数のプリズムで形成されている。集光の発生する領域において、プリズムの配列を逆にすることで集光される光を発散する光に変更する。特に、以下に示す実施の形態は、太陽が南中した際の光の集光を低減している。太陽の南中時では、光の強度が最も高くなる。

＜座標の設定＞
説明を容易にするために、以下に示す図においてＸＹＺ座標を用いる。ＸＹＺ座標は、採光装置が設置された状態の座標である。Ｘ軸は、南北方向に平行な軸である。＋Ｘ軸方向が南（Ｓ）であり、－Ｘ軸方向が北（Ｎ）である。Ｙ軸は、東西方向に平行な軸である。＋Ｙ軸方向が東（Ｅ）であり、－Ｙ軸方向が西（Ｗ）である。Ｚ軸は、上下方向に平行な軸である。日中の太陽は＋Ｚ軸方向に位置する。つまり、＋Ｚ軸方向が空（天頂）の方向である。

「天頂」とは、天球上において観測者の真上に当たる点を指す。つまり、地平座標で高度が＋９０度の極をなす点である。地上から天頂の方向は、観測地点の垂直方向である。つまり、天頂方向は、観測地点の重力方向である。天頂方向は、観測地点の鉛直線方向である。

図２では、採光装置１００は壁に設けられた窓に設置されている。そのため、Ｘ軸方向は光線が採光装置１００に入射する方向である。昼光は、＋Ｘ軸方向から－Ｘ軸方向に向かって採光装置１００に入射する。Ｙ軸方向は、光学部品１のフレネルレンズのプリズムが並んでいる方向である。Ｚ軸方向は、光学部品１のフレネルレンズのプリズムが延びている方向である。光学部品１のフレネルレンズは直線状に延びている。

図１５では、採光装置２００は天井に設けられた窓に設置されている。そのため、Ｚ軸方向は光線が採光装置に入射する方向である。昼光は、＋Ｚ軸方向から－Ｚ軸方向に向かって入射する。Ｘ軸方向は、光学部品１_ＮＳのフレネルレンズのプリズムが並んでいる方向である。Ｙ軸方向は、光学部品１_ＮＳのフレネルレンズのプリズムが延びている方向である。Ｙ軸方向は、光学部品１_ＥＷのフレネルレンズのプリズムが並んでいる方向である。Ｘ軸方向は、光学部品１_ＥＷのフレネルレンズのプリズムが延びている方向である。光学部品１_ＮＳ，１_ＥＷのフレネルレンズは直線状に延びている。

－Ｘ軸方向側から＋Ｘ軸方向を見て、Ｘ軸を中心軸として、時計回りを＋ＲＸ方向とし、反時計回りを－ＲＸ方向とする。また、－Ｙ軸方向側から＋Ｙ軸方向を見て、Ｙ軸を中心軸として、時計回りを＋ＲＹ方向とし、反時計回りを－ＲＹ方向とする。また、－Ｚ軸方向側から＋Ｚ軸方向を見て、Ｚ軸を中心軸として、時計回りを＋ＲＺ方向とし、反時計回りを－ＲＺ方向とする。角度の正方向は、説明をしない限り、＋ＲＸ方向、＋ＲＹ方向または＋ＲＺ方向である。

＜フレネルレンズ＞
フレネルレンズは、光学レンズが持つ曲面を一連の溝に置き換えたものである。これらの溝が屈折面として個々に働き、例えば、平行光線の光路を曲げて焦点位置に光を集める。以下において、この溝によって形成される山の形状をプリズムと呼ぶ。また、プリズムを形成する面をプリズム面とも呼ぶ。

プリズムは、フレネルレンズの光軸側のプリズム面とフレネルレンズの周辺側のプリズム面とを備えている。つまり、プリズムは２つの面で形成されている。プリズムの光軸側の面は、光軸に近い側のプリズム面である。プリズムの周辺側の面は、光軸から遠い側のプリズム面である。それぞれのプリズム面が小さな屈曲面として働くことによって、全体としては一枚の大きなレンズとして機能する。

凸レンズの場合には、凸レンズの光軸に対して周辺側の面が凸レンズのレンズ面に対応する。また、凸レンズの光軸側の面は、通常、光軸に平行な面である。凹レンズの場合には、凹レンズの光軸側の面が凹レンズのレンズ面に対応する。また、凹レンズの光軸に対して凹レンズの周辺側の面は、通常、光軸に平行な面である。なお、光軸に平行な面は、例えば、平面である。光軸に平行な面は、例えば、平面形状をしている。また、光軸に平行な面は、例えば、作製上の理由などによって、光軸に対して傾斜する場合がある。

以下の実施の形態で示すプリズムは、レンズ形状のプリズム面を、そのレンズ形状のプリズム面に接する平面に平行な面で置き換えた形状を含む。つまり、フレネルレンズのプリズムは、光軸側のプリズム面と周辺側のプリズム面との両方が平面で形成されたプリズムを含む。フレネルレンズのプリズムは、２つの面が平面形状のプリズムを含む。

＜太陽光の採光＞
採光装置に関して、昼光を採光することを例として説明する。昼光は、太陽光による昼間の光のことである。昼光は、太陽からの直接光と間接光とを含む。太陽は、１日の内で東から西へと移動する。また、１日の内で高度が変化する。また、太陽光は平行光として扱える。つまり、昼光は平行光として扱える。

実施の形態に示す採光装置は、採光装置に入射する平行光の入射方向が変化する場合に、採光装置から出射される光の出射方向の変化を抑えることができる。

図１は、太陽光線の採光を説明する模式図である。図１（Ａ）は、凹形状のレンズ８１を用いて太陽光線Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂ，Ｌ_Ｃを採光している図である。図１（Ｂ）は、凸形状のレンズ８２を用いて太陽光線Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂ，Ｌ_Ｃを採光している図である。太陽９_Ａは太陽光線Ｌ_Ａを発する。太陽９_Ｂは太陽光線Ｌ_Ｂを発する。太陽９_Ｃは太陽光線Ｌ_Ｃを発する。

太陽９は、例えば、太陽９_Ａから太陽９_Ｂへと移動する。また、太陽９は、例えば、太陽９_Ｂから太陽９_Ｃへと移動する。図１において、例えば、Ｙ軸方向は太陽９の移動方向である。＋Ｙ軸方向は東の方向であり、－Ｙ軸方向は西の方向である。＋Ｘ軸方向は南の方向であり、－Ｘ軸方向は北の方向である。天頂は＋Ｚ軸方向に位置する。なお、図１は北半球の場合で示されている。

図１（Ａ）に示すレンズ８１は、凹レンズである。レンズ８１は、レンズ８１の光軸Ｃを中心として、Ｙ軸方向に８つの領域を含んでいる。光軸Ｃから＋Ｙ軸方向に向けて、レンズ８１の領域は、領域８１ａ_ｐ、領域８１ｂ_ｐ、領域８１ｃ_ｐそして領域８１ｄ_ｐの順に配置されている。光軸Ｃから－Ｙ軸方向に向けて、レンズ８１の領域は、領域８１ａ_ｍ、領域８１ｂ_ｍ、領域８１ｃ_ｍそして領域８１ｄ_ｍの順に配置されている。

図１（Ｂ）に示すレンズ８２は、凸レンズである。レンズ８２は、レンズ８２の光軸Ｃを中心として、Ｙ軸方向に８つの領域を含んでいる。光軸Ｃから＋Ｙ軸方向に向けて、レンズ８２の領域は、領域８２ａ_ｐ、領域８２ｂ_ｐ、領域８２ｃ_ｐそして領域８２ｄ_ｐの順に配置されている。光軸Ｃから－Ｙ軸方向に向けて、レンズ８２の領域は、領域８２ａ_ｍ、領域８２ｂ_ｍ、領域８２ｃ_ｍそして領域８２ｄ_ｍの順に配置されている。

図１（Ａ）の太陽９_Ａからレンズ８１に入射する光線Ｌ_Ａの入射角は、図１（Ｂ）の太陽９_Ａからレンズ８２に入射する光線Ｌ_Ａの入射角に等しい。同様に、図１（Ａ）の太陽９_Ｂからレンズ８１に入射する光線Ｌ_Ｂの入射角は、図１（Ｂ）の太陽９_Ｂからレンズ８２に入射する光線Ｌ_Ｂの入射角に等しい。図１（Ａ）の太陽９_Ｃからレンズ８１に入射する光線Ｌ_Ｃの入射角は、図１（Ｂ）の太陽９_Ｃからレンズ８２に入射する光線Ｌ_Ｃの入射角に等しい。

レンズ８１の焦点Ｆ_８１は、レンズ８１の出射面側に位置している。レンズ８２の焦点Ｆ_８２は、レンズ８２の入射面側に位置している。

図１（Ａ）の太陽９_Ａから出射された光線Ｌ_Ａは、レンズ８１の焦点Ｆ_８１に向かって進行する。光線Ｌ_Ａは、レンズ８１の領域８１ｄ_ｐから出射される。図１（Ａ）の太陽９_Ｂから出射された光線Ｌ_Ｂは、レンズ８１の焦点Ｆ_８１に向かって進行する。光線Ｌ_Ｂは、レンズ８１の領域８１ａ_ｐと領域８１ａ_ｍとの間から出射される。領域８１ａ_ｐと領域８１ａ_ｍとの間は、レンズ８１の光軸Ｃの位置である。図１（Ａ）の太陽９_Ｃから出射された光線Ｌ_Ｃは、レンズ８１の焦点Ｆ_８１に向かって進行する。光線Ｌ_Ｃは、レンズ８１の領域８１ｄ_ｍから出射される。

レンズ８１に入射した光線Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂ，Ｌ_Ｃは、レンズ８１の光軸Ｃに平行な光線として出射される。

図１（Ｂ）の太陽９_Ａから出射された光線Ｌ_Ａは、レンズ８２の焦点Ｆ_８２に向かって進行する。光線Ｌ_Ａは、レンズ８２の領域８２ｄ_ｍから出射される。図１（Ｂ）の太陽９_Ｂから出射された光線Ｌ_Ｂは、レンズ８２の焦点Ｆ_８２に向かって進行する。光線Ｌ_Ｂは、レンズ８２の領域８２ａ_ｐと領域８２ａ_ｍとの間から出射される。領域８２ａ_ｐと領域８２ａ_ｍとの間は、レンズ８２の光軸Ｃの位置である。図１（Ｂ）の太陽９_Ｃから出射された光線Ｌ_Ｃは、レンズ８２の焦点Ｆ_８２に向かって進行する。光線Ｌ_Ｃは、レンズ８２の領域８２ｄ_ｐから出射される。

レンズ８２に入射した光線Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂ，Ｌ_Ｃは、レンズ８２の光軸Ｃに平行な光線として出射される。

以上のように、レンズ８１，８２を用いて、移動する太陽９からの光線Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂ，Ｌ_Ｃをレンズ８１，８２の光軸Ｃに平行な光線に変換することができる。これによって、採光装置は、移動する太陽９からの光線Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂ，Ｌ_Ｃの出射方向の変化を抑えることができる。

また、例えば、凹レンズに平行光が入射した場合には、凹レンズから出射される光は発散光となる。そして、太陽９の位置が変化した場合でも、その発散光は光軸Ｃに平行な光線を含んでいる。そのため、凹レンズは、太陽９の位置の変化に対して、凹レンズから出射される発散光の出射方向の変化を抑えることができる。

太陽９からの光線Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂ，Ｌ_Ｃは、平行光線としてレンズ８１，８２に入射する。そのため、例えば、レンズ８１の領域８１ｄ_ｐをレンズ８２の領域８２ｄ_ｍと入れ替えることができる。レンズ８１は凹レンズである。レンズ８２は凸レンズである。つまり、＋Ｙ軸側の領域８１ｄ_ｐは、－Ｙ軸側の領域８２ｄ_ｍと置き換えられる。

同様に、例えば、レンズ８１の領域８１ｄ_ｍをレンズ８２の領域８２ｄ_ｐと入れ替えることができる。つまり、－Ｙ軸側の領域８１ｄ_ｍは、＋Ｙ軸側の領域８２ｄ_ｐと置き換えられる。

つまり、同じ入射角の光線Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂ，Ｌ_Ｃを光軸Ｃに対して平行な光にする変換する領域であれば、凹形状のレンズ８１の領域と凸形状のレンズ８２の領域とを入れ替えても、同様の効果を得ることができる。

実施の形態１．
図２は実施の形態１に係る採光装置１００の構成を示す図である。図２（Ａ）は、採光装置１００を＋Ｚ軸方向側から見た構成図である。図２（Ｂ）は、採光装置１００を－Ｙ軸方向側から見た構成図である。

図３は、採光装置１００の光学部品１の光線追跡の結果の一例を示す図である。図３は、光学部品１の平面部１ｅ側から平行光線（光線Ｌ）を入射した場合の光線の振る舞いを示す図である。平行光線（光線Ｌ）は、光学部品１の光軸Ｃに平行である。領域１ｂ、領域１ｃおよび領域１ｄに関しては、部分詳細図を付している。

図４は、光学部品１の光学面部１ｆ側から平行光線（光線Ｌ）を入射した場合の光線の振る舞いを示す図である。平行光線（光線Ｌ）は、光学部品１の光軸Ｃに平行である。各図２、３、４において、平行光線（光線Ｌ）は、＋Ｘ軸方向側から光学部品１に入射している。

採光装置１００は、光学部品１を備えている。採光装置１００は、光偏向部品２を備えることができる。なお、光学部品１の平面部１ｅ側の面上に光偏向部品２を一体として設けることができる。この場合には、光偏向部品２は光偏向部となる。

採光装置１００は、例えば、窓に設置されて、太陽光を屋内に導く装置として説明する。光偏向部品２は、太陽の高度変化に対して、屋内に入射する光の入射角の変化を抑制する機能を有している。光偏向部品２は、例えば、太陽光を屋内の天井に向けて出射する。光偏向部品２は、太陽の高度が変化した場合でも、窓から太陽光が照射される天井の位置までの距離の変化を抑制する。これによって、高度に関わらず、天井に照射される太陽光の位置の移動は抑えられる。そして、天井で反射された太陽光は、屋内の照明光として利用される。

例えば、光偏向部品２によって、太陽光が天井に照射される領域の窓からの距離の変化は低減される。しかし、太陽は１日の内で、東から西へと移動する。これに伴って、太陽光が天井に照射される領域も西から東へと移動する。光学部品１は、入射する太陽光を１つの方向に向かう光を含んで発散させることができる。ここで、１つの方向は、例えば、窓に垂直な方向である。１つの方向は、例えば、光学部品１に垂直な方向である。ここで、光学部品１は板形状をしている。つまり、光学部品１は、窓に平行な方向において、太陽光が天井に照射される位置の移動を低減する。採光装置１００は、太陽の位置が移動した場合でも、太陽光が照射される位置の移動を低減することができる。

＜採光装置１００の構成＞
≪光学部品１≫
光学部品１は、シリンドリカルレンズのレンズ面を備えている。シリンドリカルレンズのレンズ面は、フレネル形状のレンズ面を含んでいる。シリンドリカルレンズは、フレネル形状の領域を含んでいる。

光学部品１は、例えば、板形状をしている。板形状は、２つの対向する面を側面でつないだ形状である。光学部品１は、一方の面（光学面部１ｆ）にシリンドリカルレンズが形成されている。光学部品１は、他方の面に平面（平面部１ｅ）が形成されている。光学部品１の他方の面は、平面形状を含んでいる。他方の面の平面（平面部１ｅ）は、シリンドリカルレンズと対向する領域に形成されている。シリンドリカルレンズと対向する領域は平面形状をしている。

光学部品１は、一面が平面である。平面側の面を平面部１ｅと呼ぶ。光学部品１は、一面がシリンドリカルレンズの形成された面である。シリンドリカルレンズの形成された側の面を光学面部１ｆと呼ぶ。図２では、光学部品１の＋Ｘ軸方向側の面は、例えば、平面部１ｅである。光学部品１の－Ｘ軸方向側の面は、例えば、光学面部１ｆである。光学面部１ｆは、平面部１ｅと対向している。

光学部品１は、フレネルレンズの領域１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えている。光学部品１は、光学面部１ｆにフレネルレンズの領域１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えている。光学面部１ｆには、シリンドリカルレンズの領域１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが形成されている。光学面部１ｆは、光学部品１のシリンドリカルレンズの領域１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが形成されている面である。

以下の説明では、光学部品１をフレネルレンズとして説明する。つまり、光学面部１ｆをフレネルレンズが形成された面として説明する。通常、フレネルレンズのプリズムは、１つの面が曲面で形成されたレンズ面で形成されている。しかし、フレネルレンズのプリズムのレンズ面は、レンズ面に接する平面に平行な平面とすることができる。また、光学面部１ｆの一部の領域をレンズ面で形成されプリズムとして、他の領域を２つの平面で形成されるプリズムとすることができる。

例えば、領域１ａをレンズ面で形成されるプリズムとして、領域１ｂ，１ｃ，１ｄを２つの平面で形成されるプリズムとすることができる。領域１ａは、光学部品１のレンズ形状の中心部の領域である。領域１ｂ，１ｃ，１ｄは、光学部品１のレンズ形状の周辺部の領域である。

図２に示すように、光学部品１の曲率を有する方向はＹ軸方向である。光学部品１は光軸Ｃに対して対称である。このため、光軸Ｃに対して＋Ｙ軸方向側の光学部品１の光線追跡に関して説明し、光軸Ｃに対して－Ｙ軸方向側の説明は省略する。

光線Ｌは、光学部品１に入射する光線である。光線Ｌは、光軸Ｃに平行な平行光線である。光線Ｌは、光線Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄを含む。光線Ｌａは、領域１ａに入射する光線Ｌである。光線Ｌｂは、領域１ｂに入射する光線Ｌである。光線Ｌｃは、領域１ｃに入射する光線Ｌである。光線Ｌｄは、領域１ｄに入射する光線Ｌである。

＜フレネル形状の凹レンズの光学部品１２＞
次に、フレネル形状のシリンドリカル凹レンズが形成された光学部品１２について説明する。つまり、光学部品１２は、通常のフレネル形状のシリンドリカル凹レンズである。光学部品１２は、フレネル形状の凹レンズである。光学部品１２は、例えば、凹部のみで形成されている。

図５に光学部品１２の光線追跡の結果の一例を示す。図５は、光学部品１２の平面部１２ｅの側から平行光線（光線Ｌ）を入射した場合の光線の振る舞いを示す図である。平行光線（光線Ｌ）は、光学部品１２の光軸Ｃ_１２に平行である。領域１２ｃに関しては、部分詳細図を付している。

図６及び図７は、光学部品１２の光学面部１２ｆの側から平行光線（光線Ｌ）を入射した場合の光線の振る舞いを示す図である。平行光線（光線Ｌ）は、光学部品１２の光軸Ｃ_１２に平行である。図６と図７とでは、入射する光線のＹ軸方向の位置が異なる。そのため、実際の光線は、図６と図７とを重ねた状態の振る舞いをする。

《平面部１２ｅおよび光学面部１２ｆ》
図５に示す光学部品１２は、一方の面が平面（平面部１２ｅ）で他方の面（光学面部１２ｆ）にフレネル形状のシリンドリカル凹レンズが形成されている。光学部品１２は、一つの面が平面である。光学部品１２の一つの面は、平面形状を含んでいる。平面側の面を平面部１２ｅと呼ぶ。光学部品１２は、他の面がシリンドリカルレンズの形成された面である。シリンドリカルレンズの形成された側の面を光学面部１２ｆと呼ぶ。光学面部１２ｆは、平面部１２ｅと対向している。シリンドリカルレンズと対向する領域は平面形状をしている。

光学面部１２ｆは、例えば、シリンドリカル凹レンズ面の形状を含んでいる。シリンドリカル凹レンズ面は、フレネル形状を含んでいる。光学面部１２ｆは、例えば、４つのシリンドリカル凹レンズ面の領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを含んでいる。各領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄのプリズムは、プリズム１２ａ_Ｐ，１２ｂ_Ｐ，１２ｃ_Ｐ，１２ｄ_Ｐである。

《プリズム形状》
各プリズムのレンズ面に対応する面は、面１２ａ_Ｌ，１２ｂ_Ｌ，１２ｃ_Ｌ，１２ｄ_Ｌである。各プリズムの面１２ａ_Ｌ，１２ｂ_Ｌ，１２ｃ_Ｌ，１２ｄ_Ｌは、光軸Ｃ_１２に対して傾斜している。各溝の傾斜した面１２ａ_Ｌ，１２ｂ_Ｌ，１２ｃ_Ｌ，１２ｄ_Ｌはレンズ面である。

各プリズムの他の面は、面１２ａ_Ｆ，１２ｂ_Ｆ，１２ｃ_Ｆ，１２ｄ_Ｆである。各プリズムの他の面１２ａ_Ｆ，１２ｂ_Ｆ，１２ｃ_Ｆ，１２ｄ_Ｆは、説明を簡単にするために、平面部１２ｅに垂直な面としている。面１２ａ_Ｆ，１２ｂ_Ｆ，１２ｃ_Ｆ，１２ｄ_Ｆは、例えば、平面である。また、面１２ａ_Ｆ，１２ｂ_Ｆ，１２ｃ_Ｆ，１２ｄ_Ｆは、例えば、成型時の生産性を考慮して抜き勾配の範囲で傾斜してもよい。

光学部品１２は凹レンズである。そのため、各プリズムの光軸Ｃ_１２側の面は、面１２ａ_Ｌ，１２ｂ_Ｌ，１２ｃ_Ｌ，１２ｄ_Ｌである。各プリズムの周辺側の面は、面１２ａ_Ｆ，１２ｂ_Ｆ，１２ｃ_Ｆ，１２ｄ_Ｆである。

光軸Ｃ_１２から＋Ｙ軸方向に向けて、光学部品１２の領域は、領域１２ａ、領域１２ｂ、領域１２ｃそして領域１２ｄの順に配置されている。光学部品１２は、Ｙ軸方向において、光軸Ｃ_１２に対して対称であるため、光軸Ｃ_１２から－Ｙ軸方向の説明は省略する。

《領域１２ａ》
領域１２ａは、シリンドリカル凹レンズの光軸Ｃ_１２を含む領域である。領域１２ａは、シリンドリカル凹レンズの光軸Ｃ_１２に接する領域である。

図５に示すように、領域１２ａでは、平面部１２ｅから入射した光線Ｌａは１回の屈折で出射される。領域１２ａでは、平面部１２ｅから入射した光線Ｌａは面１２ａ_Ｌで屈折して出射される。領域１２ａから出射される光は発散された光である。領域１２ａから出射される光は発散光である。領域１２ａから出射される発散光は、光学部品１２の周辺側に進行する。

図６および図７に示すように、領域１２ａでは、光学面部１２ｆから入射した光線Ｌａは１回の屈折で出射される。領域１２ａでは、光学面部１２ｆから入射した光線Ｌａは面１２ａ_Ｌで屈折して出射される。領域１２ａから出射される光は発散光である。領域１２ａから出射される発散光は、光学部品１２の周辺側に進行する。

《領域１２ｂ》
領域１２ｂは、領域１２ａよりも光軸Ｃ_１２に対して周辺側に位置する領域である。

図５に示すように、領域１２ｂでは、平面部１２ｅから入射した光線Ｌｂは１回の反射で＋Ｙ軸方向に出射される。領域１２ｂでは、平面部１２ｅから入射した光線Ｌｂは面１２ｂ_Ｌで反射されて面１２ｂ_Ｆから＋Ｙ軸方向に出射される。ここでの反射は、例えば、全反射である。面１２ｂ_Ｆから出射された光線Ｌｂは、周辺側のプリズムに入射する。そのため、採光装置１００では、利用されない光となる。

図６および図７に示すように、領域１２ｂでは、光学面部１２ｆから入射した光線Ｌｂは１回の屈折で出射される。領域１２ｂでは、光学面部１２ｆから入射した光線Ｌｂは面１２ｂ_Ｌで屈折して出射される。領域１２ｂから出射される光は発散光である。領域１２ｂから出射される発散光は、光学部品１２の周辺側に進行する。

《領域１２ｃ》
領域１２ｃは、領域１２ｂよりも光軸Ｃ_１２に対して周辺側に位置する領域である。

図５に示すように、領域１２ｃでは、平面部１２ｅから入射した光線Ｌｃは１回の反射をした後に１回の屈折で出射される。領域１２ｃでは、平面部１２ｅから入射した光線Ｌｃは面１２ｃ_Ｌで反射をした後に面１２ｃ_Ｆで屈折して出射される。ここでの反射は、例えば、全反射である。領域１２ｃから出射される光は集光された光である。集光された光を集光光と呼ぶ。領域１２ｃから出射される光は集光点Ａ_１２ｃに集光する。集光点Ａ_１２ｃは、領域１２ｃに対して光学部品１２の周辺側に位置する。集光点Ａ_１２ｃは、領域１２ｃよりも周辺側に位置する。

図６に示すように、領域１２ｃでは、光学面部１２ｆから入射した光線Ｌｃは１回の屈折で出射される。領域１２ｃでは、光学面部１２ｆから入射した光線Ｌｃは面１２ｃ_Ｌで屈折して出射される。領域１２ｃから出射される光は発散光である。領域１２ｃから出射される発散光は、光学部品１２の周辺側に進行する。

図７に示すように、領域１２ｃでは、光学面部１２ｆから入射した光線Ｌｃは１回の屈折をした後に１回の反射をして出射される。ここでの反射は、例えば、全反射である。領域１２ｃでは、光学面部１２ｆから入射した光線Ｌｃは面１２ｃ_Ｌで屈折をした後に面１２ｃ_Ｆで反射をして出射される。領域１２ｃから出射される光は集光光である。領域１２ｃから出射される光は集光点Ａ_１２ｄに集光する。集光点Ａ_１２ｄは、光軸Ｃ_１２上に位置している。

図６および図７に示すように、領域１２ｃでは、光学面部１２ｆから入射した光線は発散光と集光光とに変換される。つまり、実際の光線は、発散光と集光光とを重ねた状態の振る舞いをする。

《領域１２ｄ》
領域１２ｄは、領域１２ｃよりも光軸Ｃ_１２に対して周辺側に位置する領域である。

図５に示すように、領域１２ｄでは、平面部１２ｅから入射した光線Ｌｄは２回の反射をした後に１回の屈折で出射される。ここでの反射は、例えば、全反射である。領域１２ｄでは、平面部１２ｅから入射した光線Ｌｄは面１２ｄ_Ｌで反射をして面１２ｄ_Ｆで反射をした後に面１２ｄ_Ｌで屈折して出射される。領域１２ｄから出射される光は発散光である。領域１２ｄから出射される発散光は、光学部品１２の光軸Ｃ_１２側に進行する。

図６に示すように、領域１２ｄでは、光学面部１２ｆから入射した光線Ｌｄは１回の屈折で出射される。領域１２ｄでは、光学面部１２ｆから入射した光線Ｌｄは面１２ｄ_Ｌで屈折して出射される。領域１２ｄから出射される光は発散光である。領域１２ｄから出射される発散光は、光学部品１２の周辺側に進行する。

図７に示すように、領域１２ｄでは、光学面部１２ｆから入射した光線Ｌｄは１回の屈折をした後に１回の反射で出射される。ここでの反射は、例えば、全反射である。領域１２ｄでは、光学面部１２ｆから入射した光線Ｌｄは面１２ｄ_Ｌ屈折をした後に面１２ｄ_Ｆで反射をして出射される。領域１２ｄから出射される光は集光光である。領域１２ｄから出射される光は集光点Ａ_１２ｄに集光する。

図６および図７に示すように、領域１２ｄでは、光学面部１２ｆから入射した光線は発散光と集光光とに変換される。つまり、実際の光線は、発散光と集光光とを重ねた状態の振る舞いをする。

＜光学部品１の構成＞
図３を用いて光学部品１の構成を説明する。

≪領域１ａ≫
領域１ａは、光学部品１２の領域１２ａと同様である。プリズム１ａ_Ｐ，１ｂ_Ｐ，１ｃ_Ｐ，１ｄ_Ｐは、プリズム１２ａ_Ｐ，１２ｂ_Ｐ，１２ｃ_Ｐ，１２ｄ_Ｐに対応する。面１ａ_Ｌは、面１２ａ_Ｌに対応する。面１ａ_Ｆは、面１２ａ_Ｆに対応する。光軸Ｃは、光軸Ｃ_１２に対応する。領域１ａの構成および領域１ａでの光線Ｌａの振る舞いに関しては、光学部品１２の説明で代用する。

光学部品１では、例えば、領域１ａをフレネルレンズとしている。しかし、領域１ａは、フレネルレンズでなくても良い。領域１ａは、通常の凹レンズでも良い。

≪領域１ｂ≫
領域１ｂは、光学部品１２の領域１２ｂと同様である。面１ｂ_Ｌは、面１２ｂ_Ｌに対応する。面１ｂ_Ｆは、面１２ｂ_Ｆに対応する。光軸Ｃは、光軸Ｃ_１２に対応する。領域１ｂの構成および領域１ｂでの光線Ｌｂの振る舞いに関しては、光学部品１２の説明で代用する。

本実施の形態１では、例えば、領域１ｂをフレネルレンズとしている。しかし、領域１ｂは、フレネルレンズでなくても良い。領域１ｂは、通常の凹レンズでも良い。領域１ｂを通常の凹レンズとすることで、光線Ｌｂが不要な光となることを防ぐことができる。

なお、光学部品１の光軸Ｃに対して傾斜して入射する光線の場合には、光線Ｌｂは有効な光となる場合がある。光軸Ｃに対して傾斜して入射する光線は、例えば、図１に示した光線Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｃなどである。

≪領域１ｃ≫
図８は、光学部品１２の領域１２ｃに平面部１２ｅから光Ｌｃが入射した場合の光の挙動を示した図である。図９は、光学部品１の領域１ｃに平面部１ｅから光Ｌｃが入射した場合の光の挙動を示した図である。

図８および図９において、領域１２ｃのプリズムの符号を１２ｃ_Ｐとする。また、プリズム１２ｃ_Ｐの２つの面を、面１２ｃ_Ｌおよび面１２ｃ_Ｆとする。

光学部品１の領域１ｃのプリズム１ｃ_Ｐは、光軸Ｃ側からプリズム１ｃ_１Ｐ、プリズム１ｃ_２Ｐ、プリズム１ｃ_３Ｐ、プリズム１ｃ_４Ｐそしてプリズム１ｃ_５Ｐの順番に配置されている。

なお、プリズム１２ｃ_Ｐの配列が分かりやすいように、光学部品１のプリズムを示す図９においても、図８の符号１２ｃ_１Ｐ，１２ｃ_２Ｐ，１２ｃ_３Ｐ，１２ｃ_４Ｐ，１２ｃ_５Ｐを用いている。図９において、プリズム１２ｃ_５Ｐは、光学部品１のプリズム１ｃ_１Ｐに対応する。プリズム１２ｃ_４Ｐは、光学部品１のプリズム１ｃ_２Ｐに対応する。プリズム１２ｃ_３Ｐは、光学部品１のプリズム１ｃ_３Ｐに対応する。プリズム１２ｃ_２Ｐは、光学部品１のプリズム１ｃ_４Ｐに対応する。プリズム１２ｃ_１Ｐは、光学部品１のプリズム１ｃ_５Ｐに対応する。

プリズム１２ｃ_１ｐの光軸Ｃ_１２側の面は面１２ｃ_１Ｌであり、光軸Ｃ_１２に対して周辺側の面は面１２ｃ_１Ｆである。プリズム１２ｃ_２Ｐの光軸Ｃ_１２側の面は面１２ｃ_２Ｌであり、光軸Ｃ_１２に対して周辺側の面は面１２ｃ_２Ｆである。プリズム１２ｃ_３Ｐの光軸Ｃ_１２側の面は面１２ｃ_３Ｌであり、光軸Ｃ_１２に対して周辺側の面は面１２ｃ_３Ｆである。プリズム１２ｃ_４Ｐの光軸Ｃ_１２側の面は面１２ｃ_４Ｌであり、光軸Ｃ_１２に対して周辺側の面は面１２ｃ_４Ｆである。プリズム１２ｃ_５Ｐの光軸Ｃ_１２側の面は面１２ｃ_５Ｌであり、光軸Ｃ_１２に対して周辺側の面は面１２ｃ_５Ｆである。ここで、面１２ｃ_１Ｌ，１２ｃ_２Ｌ，１２ｃ_３Ｌ，１２ｃ_４Ｌ，１２ｃ_５Ｌはレンズ面である。

まず、図８に示す領域１２ｃついて説明する。光Ｌｃは光軸Ｃ_１２に平行な光である。領域１２ｃでは、シリンドリカル凹レンズはフレネル形状である。領域１２ｃのプリズム１２ｃ_Ｐは、光軸Ｃ_１２側からプリズム１２ｃ_１Ｐ、プリズム１２ｃ_２Ｐ、プリズム１２ｃ_３Ｐ、プリズム１２ｃ_４Ｐそしてプリズム１２ｃ_５Ｐの順番に配置されている。

次に、図９に示す領域１ｃについて説明する。光Ｌｃは光軸Ｃに平行な光である。領域１ｃのプリズムは、図８に示す領域１２ｃのプリズム１２ｃ_１Ｐ，１２ｃ_２Ｐ，１２ｃ_３Ｐ，１２ｃ_４Ｐ，１２ｃ_５Ｐの配列を逆にしている。領域１ｃのプリズムは、光軸Ｃ側からプリズム１２ｃ_５Ｐ、プリズム１２ｃ_４Ｐ、プリズム１２ｃ_３Ｐ、プリズム１２ｃ_２Ｐそしてプリズム１２ｃ_１Ｐの順番に配置されている。

図８の１つのプリズム１２ｃ_Ｐに、一例として、入射角Ｅ_１、出射角Ｅ_２および出射角Ｅ_３を示している。入射角Ｅ_１は、光線Ｌｃが面１２ｃ_Ｌに入射する際の入射角である。出射角Ｅ_２は、面１２ｃ_Ｌで反射された光線Ｌｃが面１２ｃ_Ｆから出射する際の出射角である。ここでの反射は、例えば、全反射である。出射角Ｅ_３は、光線Ｌｃが光学部品１２から出射する際の出射角である。つまり、出射角Ｅ_３は、光軸Ｃ_１２に対する光学部品１２から出射する光線Ｌｃの傾斜角である。出射角Ｅ_３は、ＸＹ平面上における光学部品１２から出射する光線Ｌｃと光軸Ｃ_１２とのなす角である。ここでの角は鋭角である。

面１２ｃ_２Ｌに入射する光線Ｌｃの入射角Ｅ_１２は、面１２ｃ_１Ｌに入射する光線Ｌｃの入射角Ｅ_１１よりも大きい。面１２ｃ_３Ｌに入射する光線Ｌｃの入射角Ｅ_１３は、面１２ｃ_２Ｌに入射する光線Ｌｃの入射角Ｅ_１２よりも大きい。面１２ｃ_４Ｌに入射する光線Ｌｃの入射角Ｅ_１４は、面１２ｃ_３Ｌに入射する光線Ｌｃの入射角Ｅ_１３よりも大きい。面１２ｃ_５Ｌに入射する光線Ｌｃの入射角Ｅ_１５は、面１２ｃ_４Ｌに入射する光線Ｌｃの入射角Ｅ_１４よりも大きい。

入射角Ｅ_１が大きくなると、出射角Ｅ_２は大きくなる。出射角Ｅ_２が大きくなると、出射角Ｅ_３は小さくなる。つまり、入射角Ｅ_１が大きくなると、出射角Ｅ_３は小さくなる。例えば、プリズム１２ｃ_５Ｐに入射する光線Ｌｃの入射角Ｅ_１５は、プリズム１２ｃ_１Ｐに入射する光線Ｌｃの入射角Ｅ_１１よりも大きい。そのため、プリズム１２ｃ_５Ｐから出射される光線Ｌｃの出射角Ｅ_３５は、プリズム１２ｃ_１Ｐから出射される光線Ｌｃの出射角Ｅ_３１よりも小さい。

図８に示すように、プリズム１２ｃ_５Ｐがプリズム１２ｃ_１Ｐよりも外周側に配置される場合には、光学部品１２から出射される光線Ｌｃは集光する。つまり、集光点Ａ_１２ｃが発生する。図９に示すように、プリズム１２ｃ_５Ｐがプリズム１２ｃ_１Ｐよりも光軸Ｃ側に配置される場合には、光学部品１から出射される光線Ｌｃは発散する。

複数のプリズムが第１のプリズムおよび第２のプリズムを含むとする。そして、第１のプリズムは第２のプリズムよりもシリンドリカル凹レンズの光軸Ｃ_１２側に位置しているとする。

図８に示す領域１２ｃでは、光軸Ｃ_１２に平行な光線Ｌｃが面１２ｃ_Ｌに入射する入射角Ｅ_１は、第２のプリズムよりも第１のプリズムの方が小さい。そのため、第１のプリズムから出射される光線Ｌｃの出射角Ｅ_３は、第２のプリズムから出射される光線Ｌｃの出射角Ｅ_３よりも大きい。

図９に示す領域１ｃでは、光軸Ｃに平行な光線Ｌｃが面１ｃ_Ｌに入射する入射角は、第２のプリズムよりも第１のプリズムの方が大きい。そのため、第１のプリズムから出射される光線Ｌｃの出射角Ｅ_３は、第２のプリズムから出射される光線Ｌｃの出射角Ｅ_３よりも小さい。

図８に示す領域１２ｃでは、光軸Ｃ_１２側のプリズムの光の出射角Ｅ_３は、周辺側のプリズムの光の出射角Ｅ_３よりも大きい。つまり、光軸Ｃ_１２側のプリズムの光の偏向量は、周辺側のプリズムの光の偏向量よりも大きい。プリズムの光の偏向量は、入射する光Ｌｃと出射される光とがなす鋭角である。そのため、領域１２ｃから出射される光は、集光点Ａ_１２ｃを有する。

一方、図９に示す領域１ｃでは、光軸Ｃ側のプリズムの光の出射角Ｅ_３は、周辺側のプリズムの光の出射角Ｅ_３よりも小さい。つまり、光軸Ｃ側のプリズムの光の偏向量は、周辺側のプリズムの光の偏向量よりも小さい。そのため、領域１ｃから出射される光は発散される、そして、領域１ｃから出射される光は、領域１２ｃの集光点Ａ_１２ｃに相当する集光点を有さない。

≪領域１ｄ≫
領域１ｄは、光学部品１２の領域１２ｄと同様である。面１ｄ_Ｌは、面１２ｄ_Ｌに対応する。面１ｄ_Ｆは、面１２ｄ_Ｆに対応する。光軸Ｃは、光軸Ｃ_１２に対応する。領域１ｄの構成および領域１ｄでの光線Ｌｄの振る舞いに関しては、光学部品１２の説明で代用する。

＜太陽の挙動＞
図１０は、太陽の高度θと方位φとの一例を示す図である。表１には、東京における高度θの値と方位φの値とが示されている。方位φの０度は北に対応する。方位φの９０度は東に対応する。方位φの１８０度は南に対応する。方位φの２７０度は西に対応する。

以下に表１および表２を示す。単位は度である。表１および表２では、季節としては春分、夏至、秋分および冬至の値が示されている。また、時間としては１０時、１２時および１４時の値が示されている。

表１は、太陽の高度θと方位φとを示している。表１では、例えば、１０時から１４時までの値を示している。この時間帯は、太陽光（昼光）を建築物の内部に取り込むことを考慮した場合に、効果的な時間帯である。特に、太陽の高度θが低い場合には、建築物に取り込むことが可能な単位面積当たりのエネルギーが小さくなる。このため、例えば、１０時から１４時までが適切である。

表２は、表１に示した高度θおよび方位φに位置する太陽９からの光の入射角をＹＺ平面とＺＸ平面とに投影した値を示している。角度Ｖは、表１の太陽９の高度θおよび方位φをＹＺ平面に投影した場合の光の入射角である。ＹＺ平面上の入射角は、角度Ｖである。角度Ｖの正方向は、＋ＲＸ方向である。角度Ｈは、表１の太陽９の高度θおよび方位φをＺＸ平面に投影した場合の光の入射角である。ＺＸ平面上の入射角は、角度Ｈである。角度Ｈの正方向は、－ＲＹ方向である。

ＹＺ平面は、東西方向に平行な直線を含み水平面に垂直な平面である。ＺＸ平面は、南北方向に平行な直線を含み水平面に垂直な平面である。ＸＹ平面は、水平面に平行な面である。水平面に垂直な平面は、例えば、重力方向に平行な直線を含む面である。

入射角は、光線が入射するときの入射方向と境界面の法線とがなす角度である。ここでは、境界面はＸＹ平面に対応している。境界面の法線は、Ｚ軸に対応している。そのため、＋Ｚ軸方向が０度となる。

ＹＺ平面上において、角度Ｖの０度は＋Ｚ軸方向（空の方向）である。ＹＺ平面上において、角度Ｖの－９０度は＋Ｙ軸方向（東方向）である。ＹＺ平面上において、角度Ｖの＋９０度は－Ｙ軸方向（西方向）である。ＺＸ平面上において、角度Ｈの０度は＋Ｚ軸方向（空の方向）である。ＺＸ平面上において、角度Ｈの－９０度は＋Ｘ軸方向（南方向）である。

図２の採光装置１００に入射する光の角度Ｖの成分は、光学部品１によって偏向された成分である。採光装置１００に入射する光の角度Ｈの成分は、光偏向部品２によって偏向された成分である。

表２より、光学部品１は、角度Ｖで－４１度から＋５４．４度までの範囲の光を取り込めることが好ましい。また、角度Ｈは、１日の変化が小さいことが確認される。季節に応じて、角度Ｈをブラインド等で調整する。そして、ブラインド等で反射された光を光学部品１に入射させる。

また、窓採光用のプリズムシート（光偏向部品２）は入射した光を＋Ｚ軸方向に出射する。ここで、＋Ｚ軸方向は屋内の天井の方向である。そして、季節に関わらず、光学部品１は、＋Ｚ軸方向に偏向された光を入射する。なお、太陽光は、例えば、平行光として扱っている。

ブラインドは、通常、窓の内側に付けられる窓のための覆いのこと。ブラインドは、スラットと呼ばれる細長い板を糸で繋いでいる。そして、チルトポール（棒）またはコード（紐）によってスラットの角度は調節される。スラットはルーバーとも呼ばれる。スラットは金属またはプラスチックで作製されている。ここでは、スラットは太陽９からの光を屋内の天井の方向に反射している。

＜採光装置１００の設置例＞
図１１は、採光装置１００を用いて建築物４００の窓から昼光を採光した一例を示す図である。昼光は光線Ｌである。建築物４００は、例えば、７階建てである。採光装置１００は、建築物４００の＋Ｘ軸側（南側）に面した窓に設置されている。採光装置１００は、例えば、窓の上側（＋Ｚ軸側）に設置されている。

採光装置１００は、入射した昼光をＹ軸方向（東西方向）に発散させる。また、採光装置１００は、集光点の発生を抑制する。昼光を発散させることによって、例えば、グレアを軽減することができる。グレアは、不快感や物の見えづらさを生じさせるような「まぶしさ」のことである。採光装置１００は、反射グレアを軽減することができる。反射グレアは、例えば、天井で太陽９からの強い光が反射して生じる。

＜光学部品１のシミュレーション条件＞
図１２は、光学部品１のシミュレーションを行う条件を示す図である。

光学部品１は、例えば、正方形の板形状をしている。光学部品１は、ＹＺ平面に平行に配置されている。光学部品１の一辺の長さＷｏは、例えば、１００ｍｍである。また、光学部品１の入射面から評価面Ｐまでの距離Ｄは２１ｍである。ここで、光学部品１の入射面は平面部１ｅである。光学部品１の材質はＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）である。なお、光学部品１の材質はポリカーボネート（ＰＣ）でも構わない。その場合には、ポリカーボネートの屈折率はＰＭＭＡの屈折率と異なる。そのため、ポリカーボネートの場合のレンズ形状はＰＭＭＡの場合のレンズ形状と異なる。

光学部品１のシリンドリカルレンズは、Ｙ軸方向に曲率を有している。光学部品１の焦点距離は、領域１ｃを除いて３５ｍｍである。なお、領域１ｃにおいては、プリズムの配列を凹レンズの配列に対して逆にしている。そのため、領域１ｃの焦点距離は３５ｍｍとはならない。光学部品１の領域１ａ，１ｂ，１ｄは、偶数次非球面のプリズムを有するフレネルレンズである。光学部品１は、入射角が－５５度から＋５５度までの光線を取り込むように設計されている。なお、領域１ａ，１ｂ，１ｄの形状に関して、曲率、コーニック定数および非球面係数の各々の絶対値は等しい。

評価面Ｐは、例えば、正方形の形状をしている。評価面Ｐは、ＹＺ平面に平行に配置されている。評価面Ｐの一辺の長さＷｐは、例えば、３５．２４ｍである。評価面Ｐの大きさは、角度βが４０度となるように決定した。角度βは、下記式（１）で示される。角度βの正方向は、－ＲＺ方向である。なお、「／」は除算を表す。
β＝ａｒｃｔａｎ（（Ｗｐ／２）／Ｄ） ・・・（１）

光源Ｓは、平行光線を出射する。矩形形状の平行光線が光学部品１に入射する。光源Ｓの大きさは、平行光線が光学部品１に入射する際の入射角αに応じて変更される。

入射角αは、ＸＹ平面上の角度である。入射角αの正方向は、＋ＲＺ方向である。入射角αは、＋Ｚ軸方向側から見て、＋Ｘ軸方向に対して反時計回りで正の値を取る。例えば、入射角αが０度の場合には、平行光線はＸ軸に平行である。そして、平行光線は＋Ｘ軸方向から光学部品１に入射する。例えば、入射角αが９０度の場合には、平行光線はＹ軸に平行である。そして、平行光線は＋Ｙ軸方向から光学部品１に入射する。

例えば、入射角αが０度の場合には、光源Ｓは正方形の形状をしている。そして、光源Ｓの一辺の長さＷｓは、例えば、９９ｍｍである。入射角αが３０度の場合には、光源Ｓは長方形の形状をしている。そして、光源Ｓの短辺の長さＷｓ_１は、例えば、８６ｍｍである（９９ｍｍ×ｃｏｓ（（３０°×π）／１８０°）≒８６ｍｍ）。短辺の長さＷｓ_１は、光源ＳのＹＺ平面上のＹ方向の長さである。そして、光源Ｓの長辺の長さＷｓ_２は、例えば、９９ｍｍである。長辺の長さＷｓ_２は、光源ＳのＹＺ平面上のＺ方向の長さである。なお、「×」は乗算を表す。「°」は角度の単位の「度」を表す。また、「≒」は近似的に等しいことを表す。

シミュレーションでは、評価面Ｐ上におけるＹ軸方向の光の強度分布を求めている。入射角αの条件は、０度、１５度、３０度、４５度および５５度である。

＜光学部品１のシミュレーション結果＞
図１３は、光学部品１のシミュレーション結果を示す図である。縦軸は、入射角αを変化させた場合の最大の光強度で正規化した相対光強度［ａ．ｕ．］である。横軸は、評価面ＰのＹ軸方向の位置［ｍｍ］である。なお、横軸は、評価面Ｐと光軸Ｃとの交点を中心としている。

図１３（Ａ）では、入射角αが０度の場合を実線で示している。入射角αが１５度の場合を破線で示している。入射角αが３０度の場合を点線で示している。

図１３（Ｂ）では、入射角αが４５度の場合を実線で示している。入射角αが５５度の場合を破線で示している。

図１３（Ａ）に示すように、入射角αが３０度（点線）の場合には、＋Ｙ軸方向側の光強度が減少している。また、図１３（Ｂ）に示すように、入射角αが５５度（破線）の場合には、－Ｙ軸方向側の光強度が減少している。入射角αの変化に関わらず、光強度の強い箇所は評価面Ｐの中心付近に位置する。

光の発散によってグレアは軽減している。そして、光学部品１によって、入射角αの依存性を低減した光強度分布が得られる。

＜光学部品１２との比較＞

図１４は、光学部品１２のシミュレーション結果を示す図である。シミュレーションの条件は、図１２に示す光学部品１の条件と同様である。光学部品１２は、フレネル形状の凹レンズである。光学部品１２の曲率、コーニック定数および非球面係数の各々の絶対値は、図１３の光学部品１の領域１ａ，１ｂ，１ｄの形状の値と等しい。

縦軸は、入射角αを変化させた場合の最大の光強度で正規化した相対光強度［ａ．ｕ．］である。横軸は、評価面ＰのＹ軸方向の位置［ｍｍ］である。なお、横軸は、評価面Ｐと光軸Ｃ_１２の交点を中心としている。

図１４（Ａ）では、入射角αが０度の場合を実線で示している。入射角αが１５度の場合を破線で示している。入射角αが３０度の場合を点線で示している。

図１４（Ｂ）では、入射角αが４５度の場合を実線で示している。入射角αが５５度の場合を破線で示している。

入射角αが０度、１５度および３０度の場合には、図１３に示す光学部品１の結果は、光学部品１２の結果と比較してほぼ同等である。また、入射角αが４５度と５５度の場合も同様に、図１３に示す光学部品１の結果は、光学部品１２の結果と比較してほぼ同等である。従って、光学部品１は、光学部品１２と同等の発散の効果を得ている。

＜変形例１＞
図１５は変形例１に係る採光装置２００の構成を示す構成図である。採光装置２００は、光学部品１を２つ備えている。また、採光装置２００は、光偏向部品２を備えていない。採光装置２００は、これらの点において採光装置１００と相違する。光学部品１に関する説明は、採光装置１００での説明で代用する。２つの光学部品１を区別するために、光学部品１_ＮＳと光学部品１_ＥＷとして説明する。

板形状の光学部品１_ＮＳおよび光学部品１_ＥＷは、ＸＹ平面に平行に配置されている。光学部品１_ＮＳの平面部１ｅと光学部品１_ＥＷの平面部１ｅとは、ＸＹ平面に平行である。光学部品１_ＮＳは、光学部品１_ＥＷよりも＋Ｚ軸方向側に配置されている。光学部品１_ＮＳと光学部品１_ＥＷとは、Ｚ軸方向に重ねて配置されている。光学部品１_ＮＳの平面部１ｅと光学部品１_ＥＷの平面部１ｅとは、＋Ｚ軸方向側に位置している。日中の太陽は＋Ｚ軸方向側に位置する。つまり、＋Ｚ軸方向側が空（天頂）の方向である。そのため、光は平面部１ｅ側から光学部品１_ＮＳ，１_ＥＷに入射する。

光学部品１_ＮＳ，１_ＥＷは、シリンドリカルレンズの曲率を有する方向において、光軸Ｃに対して対称な形状をしている。光学部品１_ＮＳと光学部品１_ＥＷとは、曲率を有する方向が互いに直交して配置されている。図１５において、光学部品１_ＮＳの曲率を有する方向は、Ｘ軸（南北方向）に平行である。光学部品１_ＥＷの曲率を有する方向は、Ｙ軸（東西方向）に平行である。

≪吹き抜け４０を用いた建築物の採光例≫
図１６は、採光装置２００が設置された構成を示す構成図である。採光装置２００は、例えば、建築物４１０の屋上に設置されている。採光装置２００は、例えば、建築物４１０の吹き抜け４０を通して昼光を採光する。

建築物４１０は、例えば、７階建てである。建築物４１０の１つの階の高さＨａは、例えば、３ｍである。建築物４１０の高さＨｂは、例えば、２２．５ｍである。

吹き抜け４０の断面は、例えば、正方形の形状をしている。吹き抜け４０の断面は、ＸＹ平面に平行な断面である。吹き抜け４０の一辺の長さＷｃは、例えば、４ｍである。高さＨａ，Ｈｂと長さＷｃとから、取り込む昼光の発散角γ_１は下式（２）で表される。なお、発散角γ_１は半角である。
γ_１＝ａｒｃｔａｎ（（Ｗｃ／２）／（Ｈｂ－７×Ｈａ））・・・（２）

式（２）より、建築物４１０の上層階から下層階までに光を導く場合には、採光装置２００から出射される光の発散角γ_１は約５３度である。採光装置２００から出射される光の発散角は、全角で約１０６度である。

また、採光装置２００の出射面に光を発散させる構造などを設けることによって、建築物４１０の上層階に光を到達させることは容易である。このため、光の発散角γ_１を約５３度よりも狭くした場合でも、上層階から下層階まで昼光を到達させることができる。

建築物４１０の各階に光を到達させるためには、建築物４１０の最上階から１階までに到達する光が存在することが好ましい。建築物４１０の１階の床面に到達する光は、下式（３）の発散角γ_２で出射された光である。なお、発散角γ_２は半角である。
γ_２＝ａｒｃｔａｎ（（Ｗｃ／２）／Ｈｂ）・・・（３）

式（３）に建築物４１０の値を代入すると、発散角γ_２は約５度となる。従って、建築物４１０の１階で採光する場合には、半角が５度以上の発散角γ_２の光が存在することが好ましい。

図１５に示す採光装置２００を図１６の建築物４１０に適用する。これによって、建築物４１０の内部に昼光を導光することが可能となる。また、採光装置２００は、例えば、太陽９の動きに追尾するための駆動部を必要としない。また、例えば、室内に昼光を導光するためには、吹き抜け４０に面した窓面に窓採光用のフィルムなどを貼ることができる。

窓採光用のフィルムは、例えば、光偏向部品２である。各階の窓に設けられた光偏向部品２は、吹き抜け４０から各階に入射する光の入射角の違いを低減して、太陽光を屋内に導くことができる。これによって、昼光を屋内に導くことが可能となる。なお、採光量は、吹き抜け４０の一辺の長さＷｃに大きく依存する。

変形例１では、採光装置２００を吹き抜け４０に設置する場合を示している。しかし、採光装置２００の設置は吹き抜け４０でなくともかまわない。近接する建築物の間に採光装置２００を取り付けて、建築物の間の暗部を軽減しても良い。

≪採光装置２００の設置例≫
採光装置２００を建築物４１０に設置した場合の詳細を説明する。図１５は、採光装置２００の構成図である。ここで、採光装置２００を建築物４１０に設置する場合には、図１５に示す＋Ｙ軸方向は東である。－Ｙ軸方向は西である。＋Ｘ軸方向は南である。－Ｘ軸方向は北である。つまり、光学部品１_ＮＳの曲率を有する方向は、南北方向（Ｘ軸方向）である。光学部品１_ＥＷの曲率を有する方向は、東西方向（Ｙ軸方向）である。

光学部品１_ＮＳは、＋Ｚ軸方向から光を入射する。ここで、入射する光は、屋外の昼光である。光学部品１_ＮＳは、－Ｚ軸方向に光を出射する。光学部品１_ＮＳは、光学部品１_ＥＷに向けて光を出射する。光学部品１_ＮＳは、南北方向（Ｘ軸方向）に光を発散させる。

光学部品１_ＥＷは、＋Ｚ軸方向から光を入射する。ここで、入射する光は、光学部品１_ＮＳが出射した光である。光学部品１_ＥＷは、－Ｚ軸方向に光を出射する。光学部品１_ＥＷは、例えば、吹き抜け４０に向けて光を出射する。光学部品１_ＥＷは、東西方向（Ｙ軸方向）に光を発散させる。

採光装置２００は、光学部品１_ＮＳと光学部品１_ＥＷとの２枚の光学部品１を備えている。そして、採光装置２００は、南北方向と東西方向とに光を発散させる。採光装置２００によって発散された光は、－Ｚ軸方向に進行する光線を含んでいる。採光装置２００は、太陽９が移動した場合でも、－Ｚ軸方向に進行する光線を含む発散光を出射する。これによって、採光装置２００は、太陽を追尾することなく、屋上から昼光を採光して、建築物４１０の各階に導光することができる。図１６に示す建築物４１０に採光装置２００を設置した場合には、吹き抜け４０に面する各階に昼光を導光することが可能となる。

平行光線（昼光）の入射角αに対する光強度の分布は、図１３に示した光強度の分布と同じである。図１５（Ａ）に示すように、ＹＺ平面上の入射角は入射角α_ＥＷである。図１５（Ｂ）に示すように、ＺＸ平面上の入射角は入射角α_ＮＳである。入射角α_ＥＷの正方向は、＋ＲＸ方向である。入射角α_ＮＳの正方向は、＋ＲＹ方向である。光学部品１_ＮＳ，１_ＥＷから出射される光は、例えば、－Ｚ軸方向に対して±４０度の角度で発散している。

なお、北半球の日本では、太陽は北側に位置することはない。そのため、光軸Ｃに対して光学部品１_ＮＳの－Ｘ軸側の部分を削除することができる。そして、光軸Ｃに対して光学部品１_ＮＳの＋Ｘ軸側の部分を２つ並べて配置することができる。南半球では、光軸Ｃに対して光学部品１_ＮＳの＋Ｘ軸側の部分を削除することができる。そして、光軸Ｃに対して光学部品１_ＮＳの－Ｘ軸側の部分を２つ並べて配置することができる。

≪採光装置２００のシミュレーション条件≫
図１７は採光装置２００のシミュレーションの条件を示す図である。図１７に示された光学部品１_ＮＳ，１_ＥＷの配置は、図１５（Ｂ）と同様である。

光学部品１_ＮＳ及び光学部品１_ＥＷは、例えば、正方形の板形状をしている。光学部品１_ＮＳ，１_ＥＷは、ＸＹ平面に平行に配置されている。光学部品１_ＮＳ，１_ＥＷの一辺の長さＷｏは、例えば、１００ｍｍである。光学部品１_ＮＳは光学部品１_ＥＷの＋Ｚ軸方向に配置されている。光学部品１_ＮＳと光学部品１_ＥＷとのＺ方向の間隔は１ｍｍである。光学部品１_ＮＳの入射面から評価面Ｐまでの距離Ｄは２１ｍである。ここで、光学部品１_ＮＳ，１_ＥＷの入射面は平面部１ｅである。光学部品１_ＮＳ，１_ＥＷの材質はＰＭＭＡである。なお、光学部品１の材質はポリカーボネート（ＰＣ）でも構わない。その場合には、ポリカーボネートの屈折率はＰＭＭＡの屈折率と異なる。そのため、ポリカーボネートの場合のレンズ形状はＰＭＭＡの場合のレンズ形状と異なる。

光学部品１_ＮＳのシリンドリカルレンズは、Ｘ軸方向に曲率を有している。光学部品１_ＥＷのシリンドリカルレンズは、Ｙ軸方向に曲率を有している。光学部品１_ＮＳ，１_ＥＷの焦点距離は、領域１ｃを除いて３５ｍｍである。光学部品１_ＮＳ，１_ＥＷの領域１ａ，１ｂ，１ｄは、偶数次非球面のプリズムを有するフレネルレンズである。光学部品１_ＮＳ，１_ＥＷは、入射角が－５５度から＋５５度までの光線を取り込むように設計されている。なお、領域１ａ，１ｂ，１ｄの形状に関して、曲率、コーニック定数および非球面係数の各々の絶対値は等しい。

評価面Ｐは、例えば、正方形の形状をしている。評価面Ｐは、ＸＹ平面に平行に配置されている。評価面Ｐの一辺の長さＷｐは、例えば、３５．２４ｍである。評価面Ｐの大きさは、角度βが４０度となるように決定されている。角度βは、式（１）で表される。角度βの正方向は、＋ＲＹ方向である。

光源Ｓは、平行光線を出射する。矩形形状の平行光線が光学部品１_ＮＳに入射する。光源Ｓの大きさは、平行光線が光学部品１_ＮＳに入射する際の入射角αに応じて変更される。

入射角αは、ＺＸ平面上の角度である。＋Ｘ軸方向は南の方向である。入射角αの正方向は、＋ＲＹ方向である。入射角αは、＋Ｙ軸方向側から見て、＋Ｚ軸方向に対して反時計回りで正の値を取る。例えば、入射角αが０度の場合には、平行光線はＺ軸に平行である。そして、平行光線は＋Ｚ軸方向から光学部品１_ＮＳに入射する。例えば、入射角αが９０度の場合には、平行光線はＸ軸に平行である。そして、平行光は＋Ｘ軸方向から光学部品１_ＮＳに入射する。入射角αに対する光源Ｓの大きさは、座標は異なるが、図１２の説明と同様である。

≪採光装置２００のシミュレーション結果≫
図１８は、図１７に示す構成のシミュレーション結果を示す図である。

図１９は、図１７に示す構成において、光学部品１_ＮＳと光学部品１_ＥＷとのＺ軸方向の配置を逆にした場合のシミュレーション結果を示す図である。つまり、光学部品１_ＥＷが光学部品１_ＮＳの＋Ｚ軸側に配置されている。なお、図１７では、光学部品１_ＮＳが光学部品１_ＥＷの＋Ｚ軸側に配置されている。

縦軸は、入射角αを変化させた場合の最大の光強度で正規化した相対光強度［ａ．ｕ．］である。横軸は、評価面ＰのＸ軸方向またはＹ軸方向の位置［ｍｍ］である。なお、横軸は、評価面Ｐと光軸Ｃとの交点を中心としている。

図１８（Ａ）では、横軸は、評価面ＰのＸ軸方向の位置［ｍｍ］である。また、入射角αが０度の場合を実線で示している。入射角αが３０度の場合を破線で示している。入射角αが５５度の場合を点線で示している。

図１８（Ｂ）では、横軸は、評価面ＰのＹ軸方向の位置［ｍｍ］である。また、入射角αが０度の場合を実線で示している。入射角αが３０度の場合を破線で示している。入射角αが５５度の場合を点線で示している。

図１８（Ａ）に示すように、入射角αが３０度（破線）の場合には、＋Ｘ軸方向側の光強度が減少している。また、入射角αが５５度（点線）の場合には、－Ｘ軸方向側の光強度が減少している。入射角αの変化に関わらず、光強度の強い箇所は評価面Ｐの中心付近に位置する。

図１８（Ｂ）に示すように、評価面ＰのＹ軸方向の位置においては、入射角αの変化に関わらず、出射光は均一に発散している。０度、３０度および５５度の各入射角αの傾向が同様であることが確認できる。

図１９（Ａ）では、横軸は、評価面ＰのＸ軸方向の位置［ｍｍ］である。また、入射角αが０度の場合を実線で示している。入射角αが３０度の場合を破線で示している。入射角αが５５度の場合を点線で示している。

図１９（Ｂ）では、横軸は、評価面ＰのＹ軸方向の位置［ｍｍ］である。また、入射角αが０度の場合を実線で示している。入射角αが３０度の場合を破線で示している。入射角αが５５度の場合を点線で示している。

図１９（Ａ）に示すように、入射角αが３０度（破線）の場合には、＋Ｘ軸方向側の光強度が減少している。また、入射角αが５５度（点線）の場合には、－Ｘ軸方向側の光強度が減少している。入射角αの変化に関わらず、光強度の強い箇所は評価面Ｐの中心付近に位置する。図１９（Ａ）は、図１８（Ａ）と同様の傾向を示している。

図１９（Ｂ）に示すように、評価面ＰのＹ軸方向の位置においては、入射角αが５５度（点線）の場合には、Ｙ軸の中心から１．５５×１０^４［ｍｍ］よりも外側の領域では光がほとんど到達していない。つまり、相対光強度は０．０１［ａ．ｕ．］以下である。そして、光がほとんど到達していない領域は、Ｙ軸方向の正側および負側で発生している。

採光装置２００では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に光を発散させることが好ましい。図１９（Ｂ）では、Ｙ軸方向の発散幅が狭くなっている。図１９の構成は、光の発散の幅が狭い点で、図１８の構成より劣る。

光学部品１_ＥＷは、Ｘ軸方向にプリズムの溝が延在した形状である。このため、図１７に示すように、Ｘ軸方向に角度を有した平行光線Ｌが入射する場合には、平行光線Ｌの入射角αが０度の場合と比較して異なってくる。図１７では、平行光線ＬはＺＸ平面上で傾斜して光学部品１_ＮＳに入射している。

例えば、光学部品１に直線状の光を入射させる。直線状の光は、光学部品１の曲率を有する方向に平行である。例えば、図１７の光学部品１_ＮＳでは、Ｘ軸方向に延びた直線状の光が光学部品１_ＮＳに入射する。直線状の光が光学部品１に対して垂直に入射する場合には、光学部品１から出射される光は発散している。そして、光学部品１から出射される光の直線状の形状は維持される。つまり、評価面Ｐ上の光は直線状である。

しかし、直線状の光が光学部品１の曲率を有する方向に直角な方向に傾斜して入射する場合には、光学部品１から出射される光は発散している。ここで、「直線状の光が傾斜して入射する」とは、光学部品１に対して垂直に入射する直線状の光が光学部品１の曲率を有する方向に平行な軸を中心に回転した状態で入射することである。上述の図１７の光学部品１_ＮＳの例では、直線状の光はＲＸ方向に傾斜した状態で光学部品１_ＮＳに入射する。そして、光学部品１から出射される光の直線状の形状は歪曲される。つまり、評価面Ｐ上の光は歪曲している。「歪曲」とは、ゆがみまがることである。

また、光軸Ｃを中心とした凹面形状の周辺部分において、歪曲の度合いは大きい。つまり、光学部品１の周辺部分の光の出射角は、光軸Ｃ付近の出射角よりも大きい。図１７の光学部品１_ＮＳの例では、光軸Ｃと交差してＸ軸に平行な直線状の光はＲＸ方向に傾斜した状態で光学部品１_ＮＳに入射している。この場合には、ＸＹ平面（評価面Ｐ）上の光は、－Ｙ軸方向に凸形状でＹ軸に対称に曲がった形状をしている。

光学部品１に入射する光は平行光であることが望ましい。また、上述のように、一日の内の１０時から１４時までの採光で採光装置を設計すると、東西方向の入射角の最大値は、冬至の１４時で約５４度となる。一方、一年を通しての南北方向の南中時の入射角は、夏至で約１０度となり、冬至で約６０度となる。南北方向の入射角の最大値は、冬至の１４時で約６５度となる。そのため、光学部品１から出射される光の歪曲の度合いは、東西方向よりも南北方向の方が大きくなる。

例えば、光学部品１_ＮＳに太陽光Ｌが入射した後に光学部品１_ＥＷに入射する場合には、冬至の時期に、光学部品１_ＮＳは６０度の入射角の光を入射する。そして、光学部品１_ＮＳから出射される光は、光軸Ｃに平行な光線を含む発散光に変換される。そして、光学部品１_ＥＷは光軸Ｃに平行な光線を含む発散光を入射する。そのため、入射角が６０度の光の影響を緩和することができる。そして、評価面Ｐ上において出射光が到達する領域が狭くなることは低減される。

一方、光学部品１_ＥＷに太陽光Ｌが入射した後に光学部品１_ＮＳに入射する場合には、冬至の時期に、光学部品１_ＥＷは６０度の入射角の光を入射する。そして、光学部品１_ＥＷから出射される光は歪曲した光となる。つまり、光学部品１_ＥＷから出射される光の平行性は低下する。そのため、入射角が６０度の光の影響を緩和することができない。そして、評価面Ｐ上において出射光が到達する領域は狭くなる。

図１５では、光学部品１_ＮＳは、光学部品１_ＥＷの＋Ｚ軸側に配置されている。採光装置２００は、太陽光を＋Ｚ軸側から受ける。太陽光は、採光装置２００の＋Ｚ軸側から入射する。光学部品１_ＮＳは、入射した光をＸ軸方向（南北方向）に発散する。光学部品１_ＥＷは、入射した光をＹ軸方向（東西方向）に発散する。図１５に示す採光装置２００は、出射光が到達する領域が狭くなることを低減する。
＜変形例２＞
図２０は変形例２に係る採光装置３００の構成を示す構成図である。図２０（Ａ）は、採光装置３００を＋Ｚ軸方向側から見た構成図である。図２０（Ｂ）は、採光装置３００を－Ｙ軸方向側から見た構成図である。

図２１は、採光装置３００の光学部品１０の光線追跡の結果の一例を示す図である。図２１は、光学部品１０の平面部１ｅ側から平行光線（光線Ｌ）を入射した場合の光線の振る舞いを示す図である。境界部１０ｂｃ、領域１０ｃおよび領域１０ｄに関しては、部分詳細図を付している。

図２２は、光学部品１０の光学面部１０ｆ側から平行光線（光線Ｌ）を入射した場合の光線の振る舞いを示す図である。図２０、２１、２２において、平行光線（光線Ｌ）は、＋Ｘ軸方向側から光学部品１０に入射している。

光学部品１０は、領域１０ｃをフレネル形状のシリンドリカル凸レンズで置き換えている点で光学部品１と相違する。その他の点に関しては、光学部品１の説明で光学部品１０の説明を代用する。

＜フレネル形状の凸レンズの光学部品１１＞
まず、フレネル形状のシリンドリカル凸レンズが形成された光学部品１１について説明する。つまり、光学部品１１は、通常のフレネル形状のシリンドリカル凸レンズである。光学部品１１は、フレネル形状の凸レンズである。光学部品１１は、例えば、凸部のみで形成されている。

図２３および図２４に光学部品１１の光線追跡の結果の一例を示す。図２３は、光学部品１１の平面部１１ｅの側から平行光Ｌを入射した場合の光線の振る舞いを示す図である。図２４は、光学部品１１の光学面部１１ｆの側から平行光Ｌを入射した場合の光線の振る舞いを示す図である。

《平面部１１ｅおよび光学面部１１ｆ》
図２３に示す光学部品１１は、一方の面が平面（平面部１１ｅ）で他方の面（光学面部１１ｆ）にフレネル形状のシリンドリカル凸レンズが形成されている。光学部品１１は、一つの面が平面である。光学部品１１の一つの面は、平面形状を含んでいる。平面側の面を平面部１１ｅと呼ぶ。光学部品１１は、他の面がシリンドリカルレンズの形成された面である。シリンドリカルレンズの形成された側の面を光学面部１１ｆと呼ぶ。光学面部１１ｆは、平面部１１ｅと対向している。シリンドリカルレンズと対向する領域は平面形状をしている。

光学面部１１ｆは、例えば、シリンドリカル凸レンズ面の形状を含んでいる。シリンドリカル凸レンズ面は、フレネル形状を含んでいる。光学面部１１ｆは、例えば、４つのシリンドリカル凸レンズ面の領域１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを含んでいる。各領域１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのプリズムは、プリズム１１ａ_Ｐ，１１ｂ_Ｐ，１１ｃ_Ｐ，１１ｄ_Ｐである。

《プリズム形状》
各プリズムのレンズ面に対応する面は、面１１ａ_Ｌ，１１ｂ_Ｌ，１１ｃ_Ｌ，１１ｄ_Ｌである。各プリズムの面１１ａ_Ｌ，１１ｂ_Ｌ，１１ｃ_Ｌ，１１ｄ_Ｌは、光軸Ｃ_１１に対して傾斜している。各溝の傾斜した面１１ａ_Ｌ，１１ｂ_Ｌ，１１ｃ_Ｌ，１１ｄ_Ｌはレンズ面である。

各プリズムの他の面は、面１１ａ_Ｆ，１１ｂ_Ｆ，１１ｃ_Ｆ，１１ｄ_Ｆである。各プリズムの他の面１１ａ_Ｆ，１１ｂ_Ｆ，１１ｃ_Ｆ，１１ｄ_Ｆは、説明を簡単にするために、平面部１１ｅに垂直な面としている。面１１ａ_Ｆ，１１ｂ_Ｆ，１１ｃ_Ｆ，１１ｄ_Ｆは、例えば、平面である。また、面１１ａ_Ｆ，１１ｂ_Ｆ，１１ｃ_Ｆ，１１ｄ_Ｆは、例えば、成型時の生産性を考慮して抜き勾配の範囲で傾斜してもよい。

光学部品１１は凸レンズである。そのため、各プリズムの光軸Ｃ_１１側の面は、面１１ａ_Ｆ，１１ｂ_Ｆ，１１ｃ_Ｆ，１１ｄ_Ｆである。各プリズムの周辺側の面は、面１１ａ_Ｌ，１１ｂ_Ｌ，１１ｃ_Ｌ，１１ｄ_Ｌである。

光軸Ｃ_１１から＋Ｙ軸方向に向けて、光学部品１１の領域は、領域１１ａ、領域１１ｂ、領域１１ｃそして領域１１ｄの順に配置されている。光学部品１１は、Ｙ軸方向において、光軸Ｃ_１１に対して対称であるため、光軸Ｃ_１１から－Ｙ軸方向の説明は省略する。

《領域１１ａ》
領域１１ａは、シリンドリカル凸レンズの光軸Ｃ_１１を含む領域である。領域１１ａは、シリンドリカル凸レンズの光軸Ｃ_１１に接する領域である。

図２３に示すように、領域１１ａでは、平面部１１ｅから入射した光線Ｌａは１回の屈折で出射される。領域１１ａでは、平面部１１ｅから入射した光線Ｌａは面１１ａ_Ｌで屈折して出射される。領域１１ａから出射される光は集光光である。領域１１ａから出射される光は集光点Ａ_１１ａに集光する。集光点Ａ_１１ａは、光軸Ｃ_１１上に位置する。

図２４に示すように、領域１１ａでは、光学面部１１ｆから入射した光線Ｌａは１回の屈折で出射される。領域１１ａでは、光学面部１１ｆから入射した光線Ｌａは面１１ａ_Ｌで屈折して出射される。領域１１ａから出射される光は集光光である。領域１１ａから出射される光は焦点Ｆ_１１に集光する。

《領域１１ｂ》
領域１１ｂは、領域１１ａよりも光軸Ｃ_１１に対して周辺側に位置する領域である。

図２３に示すように、領域１１ｂでは、平面部１１ｅから入射した光線Ｌｂは１回の反射で－Ｙ軸方向に出射される。領域１１ｂでは、平面部１１ｅから入射した光線Ｌｂは面１１ｂ_Ｌで反射されて面１１ｂ_Ｆから－Ｙ軸方向に出射される。ここでの反射は、例えば、全反射である。面１１ｂ_Ｆから出射された光線Ｌｂは、光軸Ｃ_１１側のプリズムに入射する。そのため、採光装置１００では、利用されない光となる。

図２４に示すように、領域１１ｂでは、光学面部１１ｆから入射した光線Ｌｂは１回の屈折で出射される。領域１１ｂでは、光学面部１１ｆから入射した光線Ｌｂは面１１ｂ_Ｌで屈折して出射される。領域１１ｂから出射される光は集光光である。領域１１ｂから出射される光は焦点Ｆ_１１に集光する。

《領域１１ｃ》
領域１１ｃは、領域１１ｂよりも光軸Ｃ_１１に対して周辺側に位置する領域である。

図２３に示すように、領域１１ｃでは、平面部１１ｅから入射した光線Ｌｃは１回の反射をした後に１回の屈折で出射される。領域１１ｃでは、平面部１１ｅから入射した光線Ｌｃは面１１ｃ_Ｌで反射をした後に面１１ｃ_Ｆで屈折して出射される。ここでの反射は、例えば、全反射である。領域１１ｃから出射される光は発散された光である。発散された光を発散光と呼ぶ。領域１１ｃから出射される発散光は、光学部品１１の光軸Ｃ_１１側に進行する。

図２４に示すように、領域１１ｃでは、光学面部１１ｆから入射した光線Ｌｃは１回の屈折で出射される。領域１１ｃでは、光学面部１１ｆから入射した光線Ｌｃは面１１ｃ_Ｌで屈折して出射される。領域１１ｃから出射される光は集光光である。領域１１ｃから出射される光は焦点Ｆ_１１に集光する。

《領域１１ｄ》
領域１１ｄは、領域１１ｃよりも光軸Ｃ_１１に対して周辺側に位置する領域である。

図２３に示すように、領域１１ｄでは、平面部１１ｅから入射した光線Ｌｄは２回の反射をした後に１回の屈折で出射される。領域１１ｄでは、平面部１１ｅから入射した光線Ｌｄは面１１ｄ_Ｌで反射をして面１１ｄ_Ｆで反射をした後に面１１ｄ_Ｌで屈折して出射される。ここでの反射は、例えば、全反射である。領域１１ｄから出射される光は集光光である。領域１１ｄから出射される光は集光点Ａ_１１ｄに集光する。集光点Ａ_１１ｄは、光学部品１１の周辺側に位置する。集光点Ａ_１１ｄは、領域１１ｄよりも周辺側に位置する。

図２４に示すように、領域１１ｄでは、光学面部１１ｆから入射した光線Ｌｄは１回の屈折で出射される。領域１１ｄでは、光学面部１１ｆから入射した光線Ｌｄは面１１ｄ_Ｌで屈折して出射される。領域１１ｄから出射される光は集光光である。領域１１ｄから出射される光は焦点Ｆ_１１に集光する。

光学部品１１の凸レンズ面と光学部品１２の凹レンズ面との曲率半径、非球面係数およびコーニック定数の絶対値を等しくする。そして、光学部品１１，１２のプリズムの溝深さを一定とする場合には、光学部品１１の凸レンズ面の厚みを増す必要がある。特に、周辺部分のプリズムで光学部品１１の凸レンズ面の厚みを増す必要がある。周辺部分のプリズムは、例えば、領域１１ｃおよび領域１１ｄのプリズムである。領域１１ｃおよび領域１１ｄは、光学部品１１の周辺部分の領域である。

しかし、光学部品１１，１２の厚みの差によって、光学部品１１の焦点距離と光学部品１２の焦点距離とは異なる。つまり、焦点距離が光学部品１１と光学部品１２とで異なる。そのため、領域１１ｃの焦点距離と領域１２ｃの焦点距離とは異なる。

光学部品１０では、光学部品１２の領域１２ｃのプリズム形状を光学部品１１の領域１１ｃのプリズム形状に変更している。領域１０ａ，１０ｂ，１０ｄのプリズム形状は、領域１２ａ，１２ｂ，１２ｄのプリズム形状と同じである。領域１０ｃのプリズム形状は、領域１１ｃのプリズム形状と同じである。そのため、光学部品１０では、領域１０ｃ以外の領域１０ａ，１０ｂ，１０ｄの焦点距離と領域１０ｃの焦点距離とが異なる。

焦点距離を合わせるために、プリズムの溝の深さを異ならせることも可能である。しかし、光学部品１０の製造上、領域１０ａ，１０ｂ，１０ｄのプリズムの溝の深さと領域１０ｃのプリズムの溝の深さとを同一とすることが好ましい。光学部品１０から光軸Ｃに平行な光として出射される光線Ｌｃの光学部品１０への入射角は、光学部品１０の焦点距離によって異なる。しかし、領域１１ｃと領域１２ｃとの焦点距離の差による光線Ｌｃの入射角の差は、例えば、周辺部分の領域で約０．１度である。そのため、実際に使用する上では問題ない。

ここで、入射角の差△αの０．１度は、光学部品のＹ方向の寸法Ｗｏを１００［ｍｍ］とし、焦点距離Ｆｄを３５［ｍｍ］とし、厚さＴの変化量△Ｔを０．１２［ｍｍ］として下記の式（４）を用いて計算した。
△α＝ａｒｃｔａｎ（（Ｗｏ／２）／Ｆｄ）－ａｒｃｔａｎ（（Ｗｏ／２）／（Ｆｄ＋△Ｔ））・・・（４）

＜光学部品１０の構成＞
≪領域１０ａ，１０ｂ，１０ｄ≫
領域１０ａ，１０ｂ，１０ｄは、光学部品１の領域１ａ，１ｂ，１ｄと同様である。つまり、領域１０ａ，１０ｂ，１０ｄは、光学部品１２の領域１２ａ，１２ｂ，１２ｄと同様である。領域１０ａ，１０ｂ，１０ｄの構成および領域１０ａ，１０ｂ，１０ｄでの光線Ｌａの振る舞いに関しては、光学部品１および光学部品１２の説明で代用する。

≪領域１０ｃ≫
領域１０ｃを光学部品１１の領域１１ｃと置き換えることができる。図２１に示す領域１０ｃは、光学部品１１の光軸Ｃ_１１に対して同じ側の領域１１ｃと置き換えられている。そのため、領域１０ｃのプリズムの外周側の面は、面１０ｃ_Ｌである。面１０ｃ_Ｌはレンズ面である。

図１で説明したように、例えば、凹形状のレンズ８１の領域８１ｄ_ｐは、凸形状のレンズ８２の領域８２ｄ_ｍと置き換えられる。また、凹形状のレンズ８１の領域８１ｄ_ｍは、凸形状のレンズ８２の領域８２ｄ_ｐと置き換えられる。つまり、＋Ｙ軸側の領域１０ｃは、－Ｙ軸側の領域１１ｃと置き換えられる。また、－Ｙ軸側の領域１０ｃは、＋Ｙ軸側の領域１１ｃと置き換えられる。

変形例２では、光学部品１０が光軸Ｃ_１０を中心として対称の形状をしている。そのため、＋Ｙ軸側の領域１０ｃを＋Ｙ軸側の領域１１ｃと置き換えている。また、－Ｙ軸側の領域１０ｃを－Ｙ軸側の領域１１ｃと置き換えている。

しかし、領域１０ｃは、光学部品１１の光軸Ｃ_１１に対して反対側の領域１１ｃと置き換えられる。つまり、領域１０ｃが＋Ｙ軸側の領域の場合には、対応する領域１１ｃは－Ｙ軸側の領域である。また、領域１０ｃが－Ｙ軸側の領域の場合には、対応する領域１１ｃは＋Ｙ軸側の領域である。面１０ｃ_Ｌは、面１１ｃ_Ｌに対応する。面１０ｃ_Ｆは、面１１ｃ_Ｆに対応する。光軸Ｃは、光軸Ｃ_１１に対応する。領域１０ｃの構成および領域１０ｃでの光線Ｌｃの振る舞いに関しては、光学部品１１の説明で代用する。

なお、「＋Ｙ軸側」および「－Ｙ軸側」の説明では、光軸Ｃ_１０，Ｃ_１１がＸ軸上に位置しているとして説明している。

≪光偏向部品２≫
採光装置３００の光偏向部品２は、採光装置１００の光偏向部品２と同様である。採光装置３００の光偏向部品２の説明は、採光装置１００の光偏向部品２の説明で代用する。

＜光学部品１０のシミュレーション結果＞
図２５は、光学部品１０のシミュレーション結果を示す図である。縦軸は、入射角αを変化させた場合の最大の光強度で正規化した相対光強度［ａ．ｕ．］である。横軸は、評価面ＰのＹ軸方向の位置［ｍｍ］である。なお、横軸は、評価面Ｐと光軸Ｃの交点を中心としている。また、光学部品１０の作用を説明するためのシミュレーションを行う条件を示す図は、図１２で代用する。

図２５（Ａ）では、入射角αが０度の場合を実線で示している。入射角αが１５度の場合を破線で示している。入射角αが３０度の場合を点線で示している。

図２５（Ｂ）では、入射角αが４５度の場合を実線で示している。入射角αが５５度の場合を破線で示している。

図２５（Ａ）に示すように、入射角αが３０度（点線）の場合には、＋Ｙ軸方向側の光強度が減少している。また、図２５（Ｂ）に示すように、入射角αが５５度（破線）の場合には、－Ｙ軸方向側の光強度が減少している。入射角αの変化に関わらず、光強度の強い箇所は評価面Ｐの中心付近に位置する。

光の発散によってグレアは軽減している。そして、光学部品１０によって、入射角αの依存性を低減した光強度分布が得られる。なお、入射角αが５５度（図２５（Ｂ）の破線）の場合には、局所的に光強度の強い箇所（領域Ｐａ，Ｐｂ）が発生する。この光強度の強い箇所の発生要因は、光学部品１０の領域１０ｂと領域１０ｃとの境界部１０ｂｃを通過する光線と、領域１０ｃと領域１０ｄとの境界部１０ｃｄを通過する光線とである。

入射角αが０度、１５度および３０度の場合には、図２５に示す光学部品１０の結果は、光学部品１および光学部品１２の結果と比較してほぼ同等である。また、入射角αが４５度と５５度との場合には、光学部品１２の結果は、光学部品１０の結果と比較して、光強度分布の曲線が滑らかである。しかし、光学部品１０は、光学部品１および光学部品１２と同等の発散の効果を得ている。

＜変形例３＞
図２５に示すように、入射角αが５５度（図２５（Ｂ）の破線）の平行光線が入射した場合には、光学部品１０では、局所的に光強度の強い箇所が発生している。そこで、光学部品１０の領域１０ｂと領域１０ｃとの境界部１０ｂｃを工夫した形状とする。また、領域１０ｃと領域１０ｄとの境界部１０ｃｄを工夫した形状とする。これらによって、局所的に光強度の強い箇所の発生を抑制することが可能である。

図２６は、変形例３に係る光学部品１３の構成を示す構成図である。図２６は、光学部品１３の平面部１３ｅ側から平行光Ｌを入射した場合の光線の振る舞いを示す図である。光線Ｌｂｃは、光学部品１３の領域１３ｂと領域１３ｃとの境界部１３ｂｃに入射する光線である。光線Ｌｂｃは、図２６中では点線で示されている。光線Ｌｃｄは、光学部品１３の領域１３ｃと領域１３ｄとの境界部１３ｃｄに入射する光線である。光線Ｌｃｄは、図２６中では二点鎖線で示されている。光線Ｌｂｃ，Ｌｃｄは、光軸Ｃ_１３に平行である。

領域１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、光学部品１０の領域１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄと同じ形状をしている。領域１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを透過する光は、光学部品１０と同様の振る舞いを示す。そのため、その説明を省略する。

≪境界部１３ｂｃ≫
光学部品１０の領域１０ｂと領域１０ｃとの境界部１０ｂｃでは、頂点は１つである。図２１の部分詳細図（境界部１０ｂｃ）に示すように、境界部１０ｂｃでは、面１０ｂ_Ｌおよび面１０ｃ_Ｌで形成されるプリズムは１つの頂点Ｖ_１０ｂｃを備える。つまり、境界部１０ｂｃは、１つの頂点Ｖ_１０ｂｃを備える。

一方、光学部品１３の領域１３ｂと領域１３ｃとの境界部１３ｂｃでは、頂点は２つである。図２６の部分詳細図（境界部１３ｂｃ）に示すように、境界部１３ｂｃでは、面１３ｂ_Ｌおよび面１３ｂ_Ｆで形成されるプリズムは頂点Ｖ_{１３ｂｃ１}を有する。また、境界部１３ｂｃでは、面１３ｃ_Ｌおよび面１３ｃ_Ｆで形成されるプリズムは頂点Ｖ_{１３ｂｃ２}を有する。つまり、境界部１３ｂｃは、２つの頂点Ｖ_{１３ｂｃ１}，Ｖ_{１３ｂｃ２}を備える。

また、境界部１３ｂｃでのプリズムの高さは、領域１３ｂ，１３ｃのプリズムの高さよりも低い。つまり、Ｘ軸方向において、境界部１３ｂｃでのプリズムの頂点Ｖ_{１３ｂｃ１}，Ｖ_{１３ｂｃ２}は、領域１３ｂ，１３ｃのプリズムの頂点Ｖ_１３ｂ，Ｖ_１３ｃよりも＋Ｘ軸側に位置している。

これは、境界部１３ｂｃでの面１３ｂ_Ｌの傾きと面１３ｃ_Ｌの傾きとを領域１３ｂ，１３ｃと同様に維持するためである。境界部１３ｂｃでの面１３ｂ_Ｌの傾きは、例えば、領域１３ｂでの面１３ｂ_Ｌの傾きと等しい。また、境界部１３ｂｃでの面１３ｃ_Ｌの傾きは、例えば、領域１３ｃでの面１３ｃ_Ｌの傾きと等しい。

光学部品１３の境界部１３ｂｃでは、面１３ｂ_Ｌで反射された光線Ｌｂｃは、面１３ｂ_Ｆで屈折されて、光学部品１３から出射されている。同様に、面１３ｃ_Ｌで反射された光線Ｌｂｃは、面１３ｃ_Ｆで屈折されて、光学部品１３から出射されている。そして、光学部品１３の境界部１３ｂｃから出射された光は、利用されている。

一方、光学部品１０の境界部１０ｂｃでは、入射した光線Ｌｂｃが不要光となっている。つまり、光学部品１０の境界部１０ｂｃでは、利用される光量が減少している。

図２７（Ａ）は、図２１に示す境界部１０ｂｃを採用した場合に、図２５（Ｂ）に示す局所的な光強度の強い領域Ｐａから逆光線追跡を行った図である。図２７（Ｂ）は、図２６に示す境界部１３ｂｃを採用した場合に、光線追跡を行った図である。

図２７（Ａ）において、局所的な光強度の強い領域Ｐａに関して、光線の到達位置から光源の方向に逆光線追跡を行うことによって、原因を確認した。ここで、光線の到達位置は領域Ｐａである。その結果、図２７（Ａ）に示すように、領域Ｐａに到達する光線は、光学部品１０の境界部１０ｂｃのプリズムで屈折されて出射されている。領域Ｐａに到達する光線は、面１０ｂ_Ｌで屈折されて出射されている。つまり、領域Ｐａの発生は、境界部１０ｂｃのプリズムが原因である。

一方、図２７（Ｂ）では、境界部１３ｂｃを透過する光は、面１３ｂ_Ｌと面１３ｃ_Ｆとに分かれて屈折される。そして、各々の面１３ｂ_Ｌ，１３ｃ_Ｆで屈折された光は、異なる方向に進行する。つまり、境界部１３ｂｃに入射した光は発散される。そのため、領域Ｐａでの局所的な光強度は低下する。

≪境界部１ｃｄ≫
光学部品１３の領域１３ｃと領域１３ｄとの境界部１３ｃｄは底部Ｂ_１３ｃｄを備える。底部Ｂ_１３ｃｄは、例えば、平面である。底部Ｂ_１３ｃｄは、例えば、平面形状をしている。底部Ｂ_１３ｃｄは、例えば、平面部１３ｅに対して平行である。

図２８（Ａ）は、境界部１０ｃｄを採用した場合に、局所的な光強度の強い領域Ｐｂから逆光線追跡を行った図である。境界部１０ｃｄは、領域１０ｃと領域１０ｄとの境界の部分である。境界部１０ｃｄでは、底部Ｂ_１０ｃｄは面１０ｃ_Ｌと面１０ｄ_Ｌとの溝の底側の端部が接続された形状をしている。図２８（Ｂ）は、境界部１３ｃｄを採用した場合に、光線追跡を行った図である。

図２５において、局所的な光強度の強い領域Ｐｂに関して、光線の到達位置から光源の方向に逆光線追跡を行うことによって、原因を確認した。ここで、光線の到達位置は領域Ｐｂである。その結果、図２８（Ａ）に示すように、領域Ｐｂに到達する光線は光学部品１０の境界部１０ｃｄのプリズムで屈折されて出射されている。領域Ｐｂに到達する光線は、面１０ｄ_Ｌで屈折されて出射されている。つまり、領域Ｐｂの発生は、境界部１０ｃｄのプリズムが原因である。

一方、図２８（Ｂ）では、境界部１３ｃｄを透過する光は、面１３ｄ_Ｌと境界部１３ｃｄの底部Ｂ_１３ｃｄの面とに分かれて屈折される。そして、各々の面１３ｄ_Ｌおよび底部Ｂ_１３ｃｄの面で屈折された光は、異なる方向に進行する。つまり、境界部１３ｃｄに入射した光は発散される。そのため、領域Ｐｂでの局所的な光強度は低下する。

Ｘ軸方向において、底部Ｂ_１３ｃｄの面は、領域１３ｃの溝の底の部分（底部Ｂ_１３ｃ）および領域１３ｄの溝の底の部分（底部Ｂ_１３ｄ）よりも－Ｘ軸側に配置されている。つまり、底部Ｂ_１３ｃｄの面は、底部Ｂ_１３ｃおよび底部Ｂ_１３ｄよりも－Ｘ軸側に配置されている。－Ｘ軸側は、光学部品１３の光が出射される側である。また、境界部１３ｃｄの底部Ｂ_１３ｃｄは、ＸＹ面上で凹面形状でもよい。

＜光学部品１３のシミュレーション結果＞
図２９は、光学部品１３のシミュレーション結果を示す図である。縦軸は、入射角αを変化させた場合の最大の光強度で正規化した相対光強度［ａ．ｕ．］である。横軸は、評価面ＰのＹ軸方向の位置［ｍｍ］である。なお、横軸は、評価面Ｐと光軸Ｃ_１３の交点を中心としている。また、光学部品１３の作用を説明するためのシミュレーションを行う条件を示す図は、図１２で代用する。

図２９（Ａ）では、入射角αが０度の場合を実線で示している。入射角αが１５度の場合を破線で示している。入射角αが３０度の場合を点線で示している。

図２９（Ｂ）では、入射角αが４５度の場合を実線で示している。入射角αが５５度の場合を破線で示している。

入射角αが４５度と５５度との場合では、光学部品１３の結果は、光学部品１０の結果と比較して、局所的に光強度が強い箇所が軽減して、比較的滑らかな曲線となっている。これによって、光学部品１３は、一部の領域において集光する光の発生を軽減することができる。そして、光学部品１３は、入射する光を滑らかに発散させて、グレアを軽減することができる。

上述の実施の形態では、光学部品を成型の際の抜き勾配を０度として説明した。しかし、抜き勾配を考慮しても同様の効果が得られる。その際には、凹レンズ部と凸レンズ部の境界部のプリズムの形状を工夫することによって、局所的に光強度の高い領域の発生を抑制することが好ましい。

なお、上述の各実施の形態においては、「平行」または「垂直」などの部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す用語を用いている場合がある。これらは、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを表している。このため、請求の範囲に部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す記載をした場合には、製造上の公差又は組立て上のばらつき等を考慮した範囲を含むことを示している。

また、以上のように本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限るものではない。

１００，２００，３００ 採光装置、 １，１ｎｓ，１ｅｗ，１０，１１，１２，１３ 光学部品、 １ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 領域、 １ｂｃ，１０ｂｃ，１０ｃｄ， 境界部、 １ｅ，１０ｅ，１１ｅ，１２ｅ，１３ｅ 平面部、 １ｆ，１０ｆ，１１ｆ，１２ｆ，１３ｆ 光学面部、 １ｂｃ，１ｃｄ，１３ｂｃ，１３ｃｄ 境界部、 １ｂ_Ｌ，１ｃ_Ｌ，１ｄ_Ｌ，１ｂ_Ｆ，１ｃ_Ｆ，１ｄ_Ｆ，１０ｂ_Ｌ，１０ｃ_Ｌ，１０ｄ_Ｌ，１０ｂ_Ｆ，１０ｃ_Ｆ，１０ｄ_Ｆ，１１ａ_Ｌ，１１ｂ_Ｌ，１１ｃ_Ｌ，１１ｄ_Ｌ，１１ａ_Ｆ，１１ｂ_Ｆ，１１ｃ_Ｆ，１１ｄ_Ｆ，１２ａ_Ｌ，１２ｂ_Ｌ，１２ｃ_Ｌ，１２ｄ_Ｌ，１２ａ_Ｆ，１２ｂ_Ｆ，１２ｃ_Ｆ，１２ｄ_Ｆ，１３ｂ_Ｌ，１３ｃ_Ｌ，１３ｂ_Ｆ，１３ｃ_Ｆ 面、 １ｂ_Ｐ，１ｃ_Ｐ，１ｄ_Ｐ，１０ｂ_Ｐ，１０ｃ_Ｐ，１０ｄ_Ｐ，１２ａ_Ｐ，１２ｂ_Ｐ，１２ｃ_Ｐ，１２ｄ_Ｐ プリズム、 ２ 光偏向部品（光偏向部）、 ４００，４１０ 建築物、 ４０ 吹き抜け、 ８１，８２ レンズ、 ８１ａ１，８１ｂ１，８１ｃ１，８１ｄ１，８１ａ２，８１ｂ２，８１ｃ２，８１ｄ２，８２ａ１，８２ｂ１，８２ｃ１，８２ｄ１，８２ａ２，８２ｂ２，８２ｃ２，８２ｄ２ 領域、 ９，９_Ａ，９_Ｂ，９_Ｃ 太陽、 Ａ１１ａ，Ａ１１ｄ，Ａ１２ｃ，Ａ１２ｄ 集光点、 Ｂ１３ｃｄ，Ｂ１０ｃｄ 底部、 Ｃ，Ｃ１１，Ｃ１２ 光軸、 Ｄ 距離、 Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３ 角度、 Ｆ８１，Ｆ８２，Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ１ｃ 焦点、 Ｆｄ 焦点距離、 Ｈａ，Ｈｂ 高さ、 Ｌ，Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ 光線、 Ｐ 評価面、 Ｒ 領域、 Ｓ 光源、 Ｔ 厚さ、 Ｖ１０ｂｃ 頂点、 Ｗｏ，Ｗｐ，Ｗｓ_１，Ｗｓ_２，Ｗｃ 長さ、 α 入射角、 β 角度、 γ_１，γ_２ 発散角、 δ 出射角、 θ 高度、 φ 方位。

Claims (15)

1. 第１の面、前記第１の面と対向する第２の面および側面を含む板形状であって、前記第１の面にシリンドリカル凹レンズのレンズ面が形成され、前記第２の面の前記レンズ面と対向する領域に平面形状が形成される光学部品を備え、
   前記第１の面は、前記レンズ面として、複数のプリズムで形成されるフレネル形状の領域を含み、
   各プリズムを構成する２つのプリズム面のうち前記レンズ面に対応するプリズム面を第１のプリズム面とし、他のプリズム面を第２のプリズム面とすると、
   前記フレネル形状の領域には、前記シリンドリカル凹レンズの光軸に平行な光線が前記第２の面の側から入射した場合に、前記第１のプリズム面で反射した後に前記第２のプリズム面で屈折して、前記第２の面から前記第１の面の方向に出射する第１の領域が含まれ、
   前記第１の領域は、第１のプリズムおよび第２のプリズムを含み、前記第１のプリズムは前記第２のプリズムよりも前記光軸の側に位置しており、
   前記第１の領域内において、前記第１のプリズムおよび前記第２のプリズムを含む複数のプリズムの形状または配列は、前記シリンドリカル凹レンズのレンズ面を構成する複数のプリズムにより形成されるフレネル形状の領域であって、光軸に平行な光線が入射した場合に光軸により近いプリズムの前記第１のプリズム面での入射角が光軸から遠い前記第２のプリズムの前記第１のプリズム面での入射角よりも小さくなる前記シリンドリカル凹レンズの通常のフレネル形状を構成する複数のプリズムの形状または配列とは異なり、前記光軸に平行な光線が入射した場合に前記第１のプリズムの前記第１のプリズム面での入射角が、前記第２のプリズムの前記第１のプリズム面での入射角よりも大きい
   採光装置。
2. 前記第１の領域内におけるプリズムの配列が、前記シリンドリカル凹レンズの通常のフレネル形状におけるプリズムの配列と光軸に対して逆になっている
   請求項１に記載の採光装置。
3. 前記第１の領域内におけるプリズムの配列が、前記シリンドリカル凹レンズの対応するレンズ面と曲率、コーニック定数および非球面係数の各々の絶対値が等しい凸レンズ面を構成する複数のプリズムにより形成されるフレネル形状の領域であって、当該凸レンズ面において前記第１の領域に相当する領域と当該凸レンズ面の光軸を挟んで反対側の領域におけるプリズムの配列と同じ配列である請求項１に記載の採光装置。
4. 前記フレネル形状を形成している複数のプリズムの少なくとも一部のプリズムの前記第１のプリズム面が、平面である請求項１から３のいずれか１項に記載の採光装置。
5. 第１の面、前記第１の面と対向する第２の面および側面を含む板形状であって、前記第１の面にシリンドリカル凹レンズのレンズ面が形成され、前記第２の面の前記レンズ面と対向する領域に平面形状が形成される光学部品を備え、
   前記第１の面は、前記レンズ面として、複数のプリズムで形成されるフレネル形状の領域を含み、
   前記複数のプリズムの各プリズムを構成する２つのプリズム面のうちレンズ面に対応するプリズム面を第１のプリズム面とし、他のプリズム面を第２のプリズム面とすると、
   前記フレネル形状の領域には、前記シリンドリカル凹レンズの光軸に平行な光線が前記第２の面の側から入射した場合に、前記第１のプリズム面で反射した後に前記第２のプリズム面で屈折して、前記第２の面から前記第１の面の方向に出射する第１の領域が含まれ、
   前記第１の領域には、前記シリンドリカル凹レンズの対応するレンズ面と曲率、コーニック定数および非球面係数の各々の絶対値が等しいシリンドリカル凸レンズ面に対応する複数のプリズムにより構成されるフレネル形状が形成されている
   採光装置。
6. 前記第１の領域は、第１のプリズムおよび第２のプリズムを含み、前記第１のプリズムは前記第２のプリズムよりも前記光軸の側に位置しており、
   前記第１の領域内において、前記光軸に平行な光線が入射した場合に、前記第１のプリズム面での入射角は前記第１のプリズムの方が前記第２のプリズムよりも大きい
   請求項５に記載の採光装置。
7. 前記第１の領域内におけるプリズムの配列が、前記シリンドリカル凸レンズ面に対応する複数のプリズムにより構成されるフレネル形状の領域であって、当該凸レンズ面において前記第１の領域に相当する領域と当該凸レンズ面の光軸を挟んで反対側の領域におけるプリズムの配列と同じ配列である
   請求項５又は６に記載の採光装置。
8. 前記第１の領域は、第１のプリズムおよび第２のプリズムを含み、前記第１のプリズムは前記第２のプリズムよりも前記光軸の側に位置しており、
   前記第１の領域内において、前記光軸に平行な光線が入射した場合に、前記第１のプリズム面での入射角は前記第１のプリズムの方が前記第２のプリズムよりも小さい
   請求項５に記載の採光装置。
9. 前記第１の領域内におけるプリズムの配列が、前記シリンドリカル凸レンズ面に対応するフレネル形状の同じ領域におけるプリズム配列である
   請求項５又は８に記載の採光装置。
10. 前記第１の領域の前記光軸の側の領域を第２の領域とすると、
    前記第１の領域と前記第２の領域との境界部に、前記第１の領域に含まれるプリズムの頂点と前記第２の領域に含まれるプリズムの頂点の２つの頂点が形成されている請求項８又は９に記載の採光装置。
11. 前記第１の領域の前記光軸の側の領域を第２の領域とし、
    前記第１の領域と前記第２の領域との境界部における前記第１の領域のプリズムを第１の領域側プリズムとし、前記第２の領域のプリズムを第２の領域側プリズムとすると、
    前記第１の領域側プリズムの高さと前記第２の領域側プリズムの高さとは、前記第１の領域のプリズムの高さおよび前記第２の領域のプリズムの高さよりも低い
    請求項８から１０のいずれか１項に記載の採光装置。
12. 前記光軸を中心として前記第１の領域の周辺側の領域を第３の領域とすると、
    前記第１の領域と前記第３の領域との境界部において、前記第１の領域のプリズムの第１のプリズム面と前記第３の領域のプリズムの第１のプリズム面とを接続する平面形状または凹面形状の底部が形成されている請求項８から１１のいずれか１項に記載の採光装置。
13. 太陽からの光を入射して前記太陽の高度の変化に対して前記高度の変化に対応する方向の出射角の変化を抑制して出射する板形状の光偏向部品を備え、
    前記光学部品は、前記光偏向部品に対して重ねて配置され、
    前記シリンドリカル凹レンズの曲率を有する方向は、前記太陽の方位が変化する方向に平行である
    請求項１から１２のいずれか１項に記載の採光装置。
14. 一組の前記光学部品を備え、
    前記一組の光学部品は、第１の光学部品および第２の光学部品を含み、
    前記第１の光学部品および前記第２の光学部品は重ねて配置され、
    前記第１の光学部品の曲率を有する方向は、前記第２の光学部品の曲率を有する方向に対して直角である
    請求項１から１３のいずれか１項に記載の採光装置。
15. 前記第１の光学部品は太陽からの光を入射し、
    前記第２の光学部品は前記第１の光学部品から出射された光を入射し、
    前記第１の光学部品の曲率を有する方向は南北方向に平行であり、
    前記第２の光学部品の曲率を有する方向は東西方向に平行である
    請求項１４に記載の採光装置。

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