JPH1125726A

JPH1125726A - 導光装置および照明システム

Info

Publication number: JPH1125726A
Application number: JP17495697A
Authority: JP
Inventors: Shinji Kodaira; 真二小平
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 1999-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】太陽光を室内に導入する照明システムの保守
管理を容易にする。【解決手段】採光装置12と導光装置14とを接続して、
照明システム11を構成する。採光装置12は、光学系21を
カバー体22で密閉する。光学系21の前方に、赤外域光を
反射する光干渉多層膜を備えた光学フィルタを備える。
カバー体22の表面に、二酸化チタンを主成分とした膜28
を設ける。光ダクト33の筒状の導光体32は、開口した入
光部36および出光部37を入光部カバー41および出光部カ
バー42で覆って密閉する。光ダクト33を断熱材46で包
む。光ダクト33の内部の汚れや結露を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、筒状の導光体で光
を伝送する導光装置および照明システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、実公平４−５５３６５号
公報記載の照明システムが知られている。この照明シス
テムでは、採光装置（太陽光集光装置）により太陽光を
採光し、角筒状の光ダクトに入光させ、照明を行うよう
になっている。また、採光装置は、太陽を追尾する平面
鏡と、この平面鏡により鉛直方向に方向変換された平行
な太陽光を光ダクトに入射させる凹面鏡および凸面鏡と
などを備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、屋外に設置した採光装置と屋内の出光部
との間を、筒状の光ダクトを通って換気ダクトのように
空気が流れ、光ダクト内に汚れが付着し、あるいは冬場
は結露が生じて、光の伝送の効率が低下する一方、建築
物内に設置された光ダクト内側の清掃は困難である問題
を有している。また、凹面鏡により集光される光には、
可視光線の他、赤外域光や紫外域光なども含まれるた
め、集光された光で照射された部分が高温になる場合に
は、光ダクトに耐熱材料や不燃材料を用いる必要があ
り、コストが上昇する問題を有している。特に筒状の光
ダクトを用いる構成では、導光された光が室内に照射さ
れると、室内の熱量負荷が増大し、空調負荷が大きくな
る問題を有している。さらに、採光装置は屋外に設置さ
れ、汚れなどにより採光効率が低下するため、清掃作業
が必要になり、特に、採光装置の設置場所によっては、
安全性の確保などのために、煩雑な清掃作業が必要にな
る問題を有している。

【０００４】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、光を効率よく伝送あるいは採光できるとともに、
保守管理も容易な導光装置および照明システムを提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の導光装置
は、光を伝送する筒状の導光体、この導光体に開口して
設けられた入光部、およびこの導光体に開口して設けら
れた出光部を備えた光ダクトと；光ダクトを包囲するよ
うに配設された断熱材と；入光部を密閉して覆う透光性
を有する入光部カバーと；出光部を密閉して覆う透光性
を有する出光部カバーと；を具備したものである。

【０００６】そして、この構成では、筒状の導光体によ
り光が入光部から出光部へ伝送される。導光体の開口し
た入光部は入光部カバーで密閉して覆われ、開口した出
光部は出光部カバーで密閉して覆われるとともに、光ダ
クトは断熱材で包囲されるので、導光体の内側の中空部
の汚れや結露が防止され、光が効率よく伝送されるとと
もに、保守管理も容易になる。

【０００７】請求項２記載の照明システムは、光を伝送
する筒状の導光体、この導光体に開口して設けられた入
光部、およびこの導光体に開口して設けられた出光部を
備えた光ダクトと；光ダクトを包囲するように配設され
た断熱材と；光を採光して出射する光学系、および、こ
の光学系の光路上に設けられ、赤外域光を反射または吸
収する光学フィルタを有する採光装置と；出光部を密閉
して覆う透光性を有する出光部カバーと；を具備したも
のである。

【０００８】そして、この構成では、採光装置により採
光された光が、入光部から光ダクトに入光され、筒状の
導光体により伝送され、出光部から出光されて照明が行
われる。そして、光学系から出射される光について、可
視域光以外の光が低減されるので、この採光装置が備え
られる照明システムの導光装置あるいは照明される部分
の温度上昇が容易に抑制され、コストの低減が可能にな
る。さらに、導光体の開口した入光部を採光装置で覆
い、開口した出光部は出光部カバーで密閉して覆うとと
もに、光ダクトを断熱材で包囲することにより、導光体
の内側の中空部の汚れや結露が防止され、光が効率よく
伝送されるとともに、保守管理も容易になる。

【０００９】請求項３記載の照明システムは、請求項２
記載の照明システムにおいて、光学系の全体を覆い、光
学フィルタを一体的に設けたカバー体を備えたものであ
る。

【００１０】そして、この構成では、光学系の全体をカ
バー体で覆ったので、光学系の汚れが抑制され、保守管
理が容易になる。また、カバー体に光学フィルタを一体
的に設けることにより、構成が簡略化され、コストが低
減される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の導光装置および照
明システムの一実施の形態を図面を参照して説明する。

【００１２】図１は、本発明の導光装置を備えた照明シ
ステムの一実施の形態を示す構成図、図２は、同上照明
システムの構成図、図３は、同上採光装置の構成図、図
４は、本発明の採光装置の他の実施の形態を示す構成図
である。

【００１３】図２において、１は建築物で、この建築物
１の屋内には、地上および地下に複数の部屋３が設けら
れている。

【００１４】また、図１および図２において、11は照明
システムで、この照明システム11は、採光装置12と導光
装置（光伝送装置）14となどを接続して構成され、太陽
光などの自然光を採光し、室内照明光として導入した太
陽光により各部屋の照明を行うようになっている。

【００１５】そして、採光装置12は、図１ないし図３に
示すように、建築物１の屋外に備えられ、鏡体およびレ
ンズなどを適宜組み合わせた光学系（太陽光集光部）21
と、ドーム状のカバー体（採光部カバー）22と、光学系
21を駆動および制御する図示しない制御装置となどを備
えている。

【００１６】そして、光学系21は、凹面鏡である集光用
光学素子（集光ミラー）24と、この集光用光学素子24の
焦点近傍に設けられ、集光された光を平行光に変換する
凸面鏡である平行光変換素子（平行光変換ミラー）25
と、平行光変換素子25で反射された平行光の方向を変え
る平面鏡である方向変換素子（方向変換ミラー）26とな
どを備えている。そして、制御装置により、集光用光学
素子24の正面開口部24aが光源である太陽に向かうよう
に光学系21は制御され、この正面開口部24a から入射し
た平行光である太陽直射光は、集光用光学素子24で集光
され、平行光変換素子25で再度平行光に変換され、集光
用光学素子24の背面開口部24b を通り、方向変換素子26
で略垂直下方に向かう光に変換され、導光装置14に出射
される。

【００１７】さらに、カバー体22は、採光装置（太陽光
集光装置）12全体を覆い、少なくとも光学系21を気密お
よび液密に覆うドーム状の透明保護カバーである。ま
た、このカバー体22の外表面には、光学フィルタを構成
する膜28が形成されている。そして、この膜28は、二酸
化チタン（ＴｉＯ₂）を主成分とし、紫外線吸収層とし
て機能し、紫外域光を吸収するようになっている。

【００１８】さらに、光学系21の集光用光学素子24の正
面開口部24a の前方には、光学フィルタ29が設けられ、
この光学フィルタ29には、波長選択反射層として機能
し、赤外域光を反射する光干渉多層膜30が形成されてい
る。そこで、カバー体22表面の膜28および集光用光学素
子24前面の光干渉多層膜30により、集光用光学素子24に
は、可視域光の光のみが当たり、可視域光の光のみが導
光装置14に出射されるようになっている。

【００１９】また、導光装置14は、採光装置12と各部屋
３との間を連結して、太陽光を伝送する円筒状の導光体
32を備えた光ダクト（光伝送ダクト）33と、図示しない
制御装置となどを備えている。そして、導光体32は、例
えば、プリズムシートを内面に巻き付けた管体であり、
この導光体32の内側は、光が伝送される光路である中空
部35となる。

【００２０】そして、この導光体32の一端部に開口し
て、入光部36が設けられるとともに、導光体32の中間部
および他端部が各部屋３に分岐して開口し、出光部37が
形成されている。

【００２１】さらに、入光部36には、この入光部36を密
閉して覆う透光性を有する入光部カバー41が備えられて
いるとともに、各出光部37には、これら出光部37を密閉
して覆う透光性を有する出光部カバー（光ダクト端部カ
バー）42が備えられ、光ダクト33が気密および液密に密
閉されている。

【００２２】また、光ダクト33の導光体32の中空部35に
は、屈曲部分あるいは分岐部分に位置して、適宜鏡体な
どからなる屈曲手段44あるいは分岐手段45が設けられて
いる。そして、各分岐手段45は、適宜制御手段により制
御され、各部屋３に必要な光量を伝送するようになって
いる。

【００２３】さらに、光ダクト33の周囲には、この光ダ
クト33を包囲するようにして、断熱材46が備えられてい
る。

【００２４】そして、本実施の形態によれば、光ダクト
33は、プリズムシートを内面に巻き付けた導光体32を備
え、導光体32の内側を、光が伝送される中空部35とした
ため、採光装置12により採光された太陽光を効率良く伝
送し、照明することができる。そして、この導光体32
は、開口した入光部36が入光部カバー41で密閉して覆わ
れ、開口した出光部37が出光部カバー42で密閉して覆わ
れ、光ダクト33が密閉されているとともに、光ダクト33
の周囲には、この光ダクト33を包囲するようにして断熱
材46を備えたため、導光体32の内側の中空部35の汚れや
結露を低減でき、光を効率よく伝送できるとともに、清
掃作業を不要にして、保守管理を容易にでき、また、断
熱効果を向上することもできる。

【００２５】また、採光装置12についても、カバー体22
で採光装置12全体を気密および液密に覆うことにより、
内部の汚れや結露を低減でき、光を効率よく採光できる
とともに、保守管理を容易にできる。

【００２６】なお、採光装置12の内部と光ダクト33の入
光部36とを気密および液密に接続することにより、採光
装置12と光ダクト33との内部を全体として密閉すること
もでき、この場合には、入光部カバー41を省略すること
もできる。

【００２７】さらに、採光装置12を覆うカバー体22の表
面には、二酸化チタン（ＴｉＯ₂）を主成分とする膜28
を形成したため、紫外域光を吸収できる。

【００２８】また、カバー体22に紫外域光を吸収する膜
28を形成するとともに、光学系21の集光用光学素子24の
正面開口部24a の前方には、赤外域光を反射する光干渉
多層膜30を備えた光学フィルタ29を設けたため、集光用
光学素子24には可視域光の光のみが選択的に当って集光
され、可視域光のみの光、特に、赤外域光をカットした
光が導光装置14に出射される。そこで、採光装置12の光
学系21や構造体、および導光装置14の温度上昇を抑制で
きるとともに、伝送される光自体の熱量も削減でき、部
屋３の室内の空調負荷を低減することができる。

【００２９】なお、採光装置12、導光装置14、あるいは
部屋３の室内の温度上昇の抑制のためには、できるだけ
可視域光あるいは可視域光以下を集光して伝送させれば
良く、例えば、採光装置12は、赤外域光および紫外域光
の少なくとも一方について、反射および吸収の少なくと
も一方を行う光学フィルタ（波長選択反射層）を光学系
21の光路上のいずれか１か所以上に設け、あるいは、導
光装置14は、入光部36を覆う入光部カバー41に、赤外線
カットフィルタを備えることもできる。そして、光学フ
ィルタとしては、ガラスまたは透光性樹脂の少なくとも
片面に光干渉多層膜を形成したもののほか、ＩＴＯまた
はＳｎＯ₂といった透明電極を形成したもの、あるい
は、これら光干渉多層膜と透明電極とを組み合わせたも
のを用いることができる。また、光学フィルタの位置
も、光学系21の集光用光学素子24の正面開口部24a の前
方に備える光学フィルタ29に限られず、採光装置12を覆
うカバー体22に一体的に赤外線反射膜を設けることもで
きる。あるいは、集光用光学素子24と平行光変換素子25
との中間、平行光変換素子25と入光部36との中間に赤外
線反射膜を備えた光学フィルタを設けることなどもでき
る。さらに、図４に示すように、集光用光学素子24の反
射面に光学フィルタを構成する光干渉多層膜51を形成す
ることもできる。そして、この光干渉多層膜51は、波長
選択反射層として機能し、可視域光のみを反射し、集光
することにより、集光用光学素子24には、可視域光の光
のみが当たり、可視域光の光のみが導光装置14に出射さ
れるようになっている。なお、これらの構成において、
光学フィルタの大きさ（径寸法）は、この光学フィルタ
を設けた位置の光路を通過する光線の大きさと同等以上
であることが望ましいが、光線の一部が光学フィルタを
通過する構成とすることもできる。

【００３０】また、上記の実施の形態では、光源とし
て、太陽光などの自然光を用いたが、無電極ＨＩＤラン
プ、メタルハライドランプなどの人工光源を光源とし、
あるいは自然光と人工光源とを組み合わせて用いること
もできる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１記載の導光装置によれば、筒状
の導光体により、光を入光部から出光部へ伝送し、照明
を行うことができる。導光体の開口した入光部は入光部
カバーで密閉して覆われ、開口した出光部は出光部カバ
ーで密閉して覆われるとともに、光ダクトは断熱材で包
囲されるため、導光体の内側の中空部の汚れや結露を防
止でき、光を効率よく伝送できるとともに、保守管理も
容易にできる。

【００３２】請求項２記載の照明システムによれば、採
光装置により採光された光は、入光部から光ダクトに入
光され、筒状の導光体により伝送され、出光部から出光
されて照明を行うことができる。そして、光学系から出
射される光について、可視域光以外の光を低減できるた
め、この採光装置が備えられる照明システムの導光装置
あるいは照明される部分の温度上昇を容易に抑制でき、
コストの低減が可能になる。さらに、導光体の開口した
入光部を採光装置で覆い、開口した出光部は出光部カバ
ーで密閉して覆うとともに、光ダクトを断熱材で包囲す
ることにより、導光体の内側の中空部の汚れや結露を防
止でき、光を効率よく伝送できるとともに、保守管理を
容易にできる。

【００３３】請求項３記載の照明システムによれば、請
求項２記載の効果に加え、光学系の全体をカバー体で覆
ったため、光学系の汚れを抑制し、保守管理を容易にで
きる。また、カバー体に光学フィルタを一体的に設けた
ため、構成を簡略化でき、コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導光装置を備えた照明システムの一実
施の形態を示す構成図である。

【図２】同上照明システムの構成図である。

【図３】同上採光装置の構成図である。

【図４】本発明の採光装置の他の実施の形態を示す構成
図である。

【符号の説明】

11 照明システム 12 採光装置 14 導光装置 22 カバー体 28 光学フィルタを構成する膜 29 光学フィルタ 32 導光体 33 光ダクト 36 入光部 37 出光部 41 入光部カバー 42 出光部カバー 46 断熱材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を伝送する筒状の導光体、この導光体
に開口して設けられた入光部、およびこの導光体に開口
して設けられた出光部を備えた光ダクトと；光ダクトを
包囲するように配設された断熱材と；入光部を密閉して
覆う透光性を有する入光部カバーと；出光部を密閉して
覆う透光性を有する出光部カバーと；を具備したことを
特徴とする導光装置。
【請求項２】光を伝送する筒状の導光体、この導光体
に開口して設けられた入光部、およびこの導光体に開口
して設けられた出光部を備えた光ダクトと；光ダクトを
包囲するように配設された断熱材と；光を採光して出射
する光学系、および、この光学系の光路上に設けられ、
赤外域光を反射または吸収する光学フィルタを有する採
光装置と；出光部を密閉して覆う透光性を有する出光部
カバーと；を具備したことを特徴とする照明システム。
【請求項３】光学系の全体を覆い、光学フィルタを一
体的に設けたカバー体を備えたことを特徴とする請求項
２記載の照明システム。