WO2015076245A1 - 採光装置及び採光スラット - Google Patents

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WO2015076245A1
WO2015076245A1 PCT/JP2014/080455 JP2014080455W WO2015076245A1 WO 2015076245 A1 WO2015076245 A1 WO 2015076245A1 JP 2014080455 W JP2014080455 W JP 2014080455W WO 2015076245 A1 WO2015076245 A1 WO 2015076245A1
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daylighting
light
base material
slats
slat
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PCT/JP2014/080455
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俊 植木
豪 鎌田
智子 南郷
昌洋 ▲辻▼本
崇 片山
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シャープ株式会社
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    • E06B9/24Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E06B9/38Other details
    • E06B9/386Details of lamellae
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    • E06B2009/2405Areas of differing opacity for light transmission control
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E06B9/24Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
    • E06B2009/2417Light path control; means to control reflection

Definitions

  • the present invention relates to a daylighting device and a daylighting slat.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2013-243185 filed in Japan on November 25, 2013, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • a blind or curtain is placed on the front of the window glass to block light incident from the window glass. Or peeping inside the room through the window glass.
  • Patent Document 1 a horizontal blind having an opening means at the top has been proposed (see Patent Document 1).
  • Patent Document 1 it is possible to block light with the lower blind while collecting light with the upper opening means.
  • the light incident from the window glass is radiated toward the ceiling, side walls, floor, etc. of the room.
  • the light directed to the ceiling is reflected by the ceiling and illuminates the room, and therefore substitutes for illumination light. Therefore, the light which goes to such a ceiling can expect the energy saving effect which saves the energy which a lighting installation consumes during the daytime.
  • One aspect of the present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and incorporates outdoor natural light (sunlight) efficiently indoors, and does not make a person who is indoors feel dazzling.
  • Another object of the present invention is to provide a daylighting device that can make the interior feel brighter and a daylighting slat suitable for use in such a daylighting device.
  • a daylighting apparatus includes a plurality of slats arranged side by side at a distance from each other, and a support mechanism that supports the plurality of slats so as to be freely suspended in a vertical direction. And at least some of the plurality of slats are constituted by daylighting slats, and the daylighting slats direct light incident on the inside from an obliquely upward direction toward the upper side from the other surface to the outside.
  • the daylighting slat includes a base material having light permeability and a plurality of protrusions arranged side by side on the one side of the base material. May be.
  • the daylighting slat may have a base material that faces the plurality of protrusions with an air layer interposed therebetween.
  • the daylighting slat may include a light diffuser that diffuses light emitted from the other surface to the outside.
  • the daylighting slat may have a bent or curved shape in a cross section in a direction perpendicular to the longitudinal direction. Good.
  • a daylighting apparatus includes a plurality of slats arranged side by side at a distance from each other, and a support mechanism that supports the plurality of slats so as to be freely suspended in a vertical direction. And at least some of the plurality of slats are configured by daylighting slats, and the daylighting slats have an incident angle of light incident obliquely from above with respect to one surface thereof with respect to the normal of the one surface. When the angle is equal to or greater than a certain angle, light is emitted from the one surface to the outside, and when the angle is less than a certain angle with respect to the normal line of the one surface, the light is emitted from the other surface to the outside.
  • the daylighting slat is configured such that a first base material having light permeability and a second base material are disposed to face each other with an air layer interposed therebetween,
  • the structure which has the structure where the surface where the said 1st base material and the said 2nd base material oppose each other was mutually parallel, and the said opposing surface inclined with respect to the normal line of the said one surface may be sufficient.
  • the plurality of slats are positioned below the daylighting unit including a daylighting unit configured by the daylighting slats,
  • the light-shielding part comprised by the slat which has light-shielding property may be sufficient.
  • the support mechanism may be configured to support the plurality of slats so as to be movable up and down.
  • the support mechanism may be configured to support the plurality of slats in a tiltable manner.
  • a daylighting slat according to a third aspect of the present invention includes a base material having light permeability, and a plurality of protrusions arranged side by side on one surface of the base material. Light incident on the inside from an obliquely upward direction is emitted obliquely upward from the other surface of the base material to the outside.
  • the daylighting slat according to (11) may include a base material that faces the plurality of protrusions and an air layer.
  • the daylighting slat according to (11) or (12) may include a light diffuser that diffuses light emitted from the other surface of the base material to the outside.
  • the base material may have a bent or curved shape in a cross section in a direction orthogonal to a longitudinal direction thereof. Good.
  • the first base material having light permeability and the second base material are arranged to face each other with an air layer interposed therebetween, and the first The opposing surfaces of the base material and the second base material are parallel to each other, and the opposing surfaces are inclined with respect to the normal of one surface of the first base material,
  • an incident angle of light incident on the one surface of the base material obliquely from above with respect to the one surface of the first base material is equal to or larger than a certain angle with respect to the normal line of the one surface of the first base material
  • Light is emitted from one surface to the outside, and light is emitted from the other surface of the second base material to the outside when the angle is less than a certain angle with respect to the normal line of the one surface of the first base material.
  • outdoor natural light can be efficiently taken indoors, and the interior can be brightened to the inside without feeling dazzling. It is possible to provide a daylighting device that can be felt, and a daylighting slat suitable for use in such a daylighting device.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the external appearance of the lighting apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a 1st figure for demonstrating schematic structure of the lighting slat with which the lighting apparatus shown in FIG. 1 is provided. It is a 2nd figure for demonstrating schematic structure of the lighting slat with which the lighting apparatus shown in FIG. 1 is provided. It is the 1st perspective view which expanded the principal part of the lighting apparatus shown in FIG. It is the 2nd perspective view which expanded the principal part of the lighting apparatus shown in FIG. It is a schematic diagram which shows an example of the room model in which the lighting apparatus shown in FIG. 1 was installed.
  • FIG. 1 It is a perspective view for demonstrating the function of the lighting part and light-shielding part with which the lighting apparatus shown in FIG. 1 is provided. It is a side view for demonstrating the function of the lighting slat which comprises a lighting part. It is a 1st side view for demonstrating the function of the light-shielding slat which comprises a light-shielding part. It is a 2nd side view for demonstrating the function of the light-shielding slat which comprises a light-shielding part. It is a 1st side view for demonstrating the tilting operation
  • FIG. 3 is a plan view showing a ceiling of a room model 2000.
  • FIG. It is a graph which shows the relationship between the illumination intensity of the light (natural light) daylighted indoors by the lighting apparatus, and the illumination intensity (illumination dimming system) by an indoor lighting apparatus.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of the daylighting apparatus 1. Further, in the following description, the positional relationship (upper and lower, left and right, front and rear) of the daylighting device 1 is based on the positional relationship (upper and lower, left and right, front and rear) when the lighting device 1 is used, and unless otherwise specified. Also in the drawings, it is assumed that the positional relationship of the daylighting apparatus 1 matches the positional relationship with respect to the paper surface.
  • the daylighting device 1 includes a plurality of slats 2 that are spaced apart from each other and arranged in parallel in the horizontal direction, and a support mechanism 3 that supports the plurality of slats 2 so as to be freely suspended in the vertical direction. Yes. Moreover, in the lighting device 1, while supporting the some slat 2 so that raising / lowering is possible, it supports the some slat 2 so that tilting is possible.
  • the plurality of slats 2 include a daylighting unit 5 constituted by a plurality of daylighting slats 4 having daylighting properties, and a light shielding unit 7 constituted by a plurality of light shielding slats 6 having a light shielding property, which are located below the daylighting unit 5. And have.
  • the daylighting slats 4 and the light shielding slats 6 are collectively treated as the slats 2 unless otherwise distinguished.
  • the daylighting slat 4 constituting the daylighting unit 5 includes a long plate-like base material 8 having light transmittance and a plurality of protrusions formed side by side on one surface of the base material 8.
  • FIG. 2A is a perspective view showing a schematic configuration of the daylighting slat 4.
  • FIG. 2B is an X-X ′ sectional view of the daylighting slat 4 shown in FIG. 2A.
  • illustrations of configurations other than the base material 8 and the protrusions 9 are omitted, and the shapes thereof are also simplified.
  • the substrate 8 is made of a light transmissive resin such as a thermoplastic polymer, a thermosetting resin, or a photopolymerizable resin. Further, as the light transmissive resin, those made of acrylic polymer, olefin polymer, vinyl polymer, cellulose polymer, amide polymer, fluorine polymer, urethane polymer, silicone polymer, imide polymer, etc. are used. be able to.
  • a light transmissive resin such as a thermoplastic polymer, a thermosetting resin, or a photopolymerizable resin.
  • the light transmissive resin those made of acrylic polymer, olefin polymer, vinyl polymer, cellulose polymer, amide polymer, fluorine polymer, urethane polymer, silicone polymer, imide polymer, etc. are used. be able to.
  • polymethyl methacrylate resin PMMA
  • triacetyl cellulose PET
  • cycloolefin polymer COP
  • PC polyethylene naphthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PES polyethersulfone
  • PI polyimide
  • the protrusion 9 is made of an organic material having light transmissivity and photosensitivity such as acrylic resin, epoxy resin, or silicone resin. Moreover, what mixed the polymerization initiator, the coupling agent, the monomer, the organic solvent, etc. can be used for these organic materials. Furthermore, the polymerization initiator contains various additive components such as a stabilizer, an inhibitor, a plasticizer, a fluorescent brightening agent, a release agent, a chain transfer agent, and other photopolymerizable monomers. Also good. In addition, materials described in Japanese Patent No. 41299991 can be used.
  • the total light transmittance of the protrusion 9 is preferably 90% or more as defined by JIS K7361-1. Thereby, sufficient transparency can be obtained.
  • the plurality of protrusions 9 extend in the longitudinal direction (length direction) of the base material 8 and are arranged side by side in the short direction (width direction) of the base material 8.
  • Each protrusion 9 constitutes a prism body having a triangular cross section.
  • the projecting portion 9 includes a first surface portion 9a facing one surface of the substrate 8, a second surface portion 9b adjacent to the first surface portion 9a and the first corner portion 10a, and a first surface portion 9b.
  • the third surface portion 9c is adjacent to the first surface portion 9a and the second corner portion 10b opposite to the first corner portion 10a, and is adjacent to the second surface portion 9b and the third corner portion 10c. And have.
  • the range of the incident angle of the light totally reflected by the second surface portion 9b or the third surface portion 9c becomes the widest, the light incident on the protruding portion 9 is efficiently transferred to the other surface side of the base material 8. Can guide well. As a result, the loss of light incident on the protrusions 9 can be suppressed, and the luminance of light emitted from the other surface of the substrate 8 can be increased.
  • the refractive index of the base material 8 and the refractive index of the protrusion 9 are substantially equal.
  • the reason is that, for example, when the refractive index of the substrate 8 and the refractive index of the protrusion 9 are greatly different, when light enters the substrate 8 from the protrusion 9, the protrusion 9 and the substrate 8 Unnecessary light refraction or reflection may occur at the interface. In this case, there is a possibility that problems such as failure to obtain desired lighting characteristics and a decrease in luminance may occur.
  • a plurality of protrusions 9 can be formed on the substrate 8 by using a photolithography technique.
  • the daylighting slat 4 can be manufactured by a method such as a melt extrusion method, a mold extrusion method, or an imprint method.
  • a method such as a melt extrusion method or a mold extrusion method, the base material 8 and the protrusion 9 are integrally formed of the same resin.
  • the light shielding slat 6 constituting the light shielding portion 7 is made of a long plate-like base material 11 having light shielding properties.
  • the base material 11 may be any material that is generally used as a so-called blind slat, and examples thereof include metal, wood, and resin. Moreover, what coated the surface of the base material 11 etc. can be mentioned.
  • the support mechanism 3 includes a plurality of ladder cords 12 arranged in parallel in the vertical direction (short direction of the plurality of slats 2), a fixing box 13 that supports upper end portions of the plurality of ladder cords 12, and a plurality of ladder cords 12. And an elevating bar 14 attached to the lower end.
  • a pair of ladder cords 12 are arranged side by side on both the left and right sides of the center portion of the plurality of slats 2.
  • each ladder cord 12 includes a pair of front and rear vertical cords 15a and 15b arranged in parallel to each other, and a pair of upper and lower horizontal cords 16a and 16b spanned between the vertical cords 15a and 15b.
  • the horizontal cords 16a and 16b are arranged at equal intervals in the longitudinal direction (vertical direction) of the vertical cords 15a and 15b.
  • Each slat 2 is arranged in a state of being inserted between each of the vertical cords 15a and 15b and the horizontal cords 16a and 16b.
  • FIG. 3A and 3B are enlarged perspective views of the main part of the daylighting apparatus 1.
  • FIG. 3A shows a state where the slats 2 are opened
  • FIG. 3B shows a state where the slats 2 are closed. Indicates the state.
  • the fixed box 13 is located at the top of the plurality of slats 2 arranged in parallel to each other, and is arranged in parallel with the plurality of slats 2.
  • the elevating bar 14 is located at the lowermost part of the plurality of slats 2 arranged in parallel to each other, and is arranged in parallel with the plurality of slats 2.
  • the vertical cords 15 a and 15 b constituting each ladder cord 12 are suspended from the fixed box 15 while being pulled vertically downward by the weight of the elevating bar 16.
  • the support mechanism 3 includes an elevating operation unit 17 for elevating the plurality of slats 2 and a tilt operation unit 18 for tilting the plurality of slats 2.
  • the lifting operation unit 17 has a plurality of lifting cords 19 as shown in FIGS.
  • the plurality of lifting / lowering cords 19 are arranged in parallel with the vertical cords 15 a and 15 b constituting the ladder cord 12. Further, the plurality of lift cords 19 are attached to the lift bar 14 at the lower ends thereof through the holes 20 formed in each slat 2.
  • the upper and lower ends of the plurality of lifting cords 19 are drawn inside the fixed box 13 and drawn out from the window portion 21 provided on one side of the fixed box 13.
  • the lifting / lowering cord 19 drawn out from the window portion 21 is connected to one end of the operation cord 22.
  • the other end of the operation cord 22 is attached to one end of the lift bar 14.
  • the lifting / lowering cord 19 is pulled into the inside of the fixed box 13 by pulling the operation cord 22 from the state where the lifting / lowering bar 14 is located at the lowest position.
  • the lifting / lowering cord 19 is fixed by a stopper (not shown) provided inside the window portion 21.
  • the raising / lowering bar 14 can be fixed in arbitrary height positions.
  • the lifting bar 14 can be lowered by its own weight by releasing the fixing of the lifting cord 19 by the stopper. Thereby, the raising / lowering bar 14 can be located in the lowest part again.
  • the tilt operation unit 18 has an operation lever 23 on one side of the fixed box 15.
  • the operation lever 23 is attached to be rotatable about an axis.
  • the vertical cords 15a and 15b constituting the ladder cord 12 can be moved up and down in opposite directions by rotating the operation lever 23 about the axis. Accordingly, the plurality of slats 2 can be tilted while being synchronized with each other between a state where the slats 2 shown in FIG. 3A are opened and a state where the slats 2 shown in FIG. 3B are closed. .
  • the daylighting apparatus 1 having the above-described configuration is arranged in a state where a plurality of slats 2 are opposed to the inner surface of the window glass while being suspended from the upper part of the window glass or the like. Moreover, the lighting part 5 is arrange
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a room model 1000 in which the daylighting apparatus 1 is installed.
  • the room model 1000 is a model that assumes use of the daylighting apparatus 1 in an office, for example.
  • a room model 1000 shown in FIG. 4 is a room surrounded by a ceiling 1001, a floor 1002, a front side wall 1004 to which a window glass 1003 is attached, and a back side wall 1005 facing the front side wall 1004.
  • 1006 illustrates a case where outdoor light L is incident obliquely from above through the window glass 1003.
  • the daylighting apparatus 1 is disposed in a state of facing the inner surface of the window glass 1003.
  • the height dimension (dimension from the ceiling 1001 to the floor 1002) H1 of the room 1006 is 2.7 m
  • the vertical dimension H2 of the window glass 1003 is 1.8 m from the ceiling 1001
  • the vertical dimension of the lighting unit 5 H3 is 0.6 m from the ceiling 1001
  • the depth dimension (dimension from the front side wall 1004 to the back side wall 1005) W is 16 m.
  • the room model 1000 there are a person Ma sitting on a chair in the room 1006 and a person Mb standing on the floor 1002 in the back of the room 1006.
  • the eye height Ha of the person Ma sitting on the chair is set to 0.8 m from the floor 1002
  • the eye height Hb of the person Mb standing on the floor 1002 is set to 1.8 m from the floor 1002.
  • a region (hereinafter referred to as a glare region) G that makes the people Ma and Mb in the room 1006 feel dazzled is a range of eye heights Ha and Hb of the people Ma and Mb in the room.
  • the vicinity of the window glass 1003 in the room 1006 is a region F where the outdoor light L is directly irradiated mainly through the window glass 1003.
  • This region F is in the range of 1 m from the side wall 1004 on the near side.
  • the glare region G is a range from a position 1 m away from the front side wall 1004 excluding the region F to the back side wall 1005 in the height range of 0.8 m to 1.8 m from the floor 1002. .
  • each daylighting slat 4 In the daylighting unit 5, as shown in FIGS. 4 and 5, the light L incident on the one surface of each daylighting slat 4 from obliquely upward is directed obliquely upward from the other surface of each daylighting slat 4 to the outside. And exit. Specifically, in each daylighting slat 4, as shown in FIG. 6, the light L incident on each projection 9 from the second surface portion 9b is totally reflected by the third surface portion 9c, and then is directed to the ceiling 1001. Is emitted from the other surface of the substrate 8.
  • the luminance of light toward the ceiling 1001 while reducing the luminance of the light toward the glare region G and the light toward the floor 1002 among the light L incident on the room 1006 through the window glass 1003. Can be relatively increased. That is, the light L incident on the room 1006 through the window glass 1003 can be efficiently emitted toward the ceiling 1001. Further, the light L toward the ceiling 1001 can be irradiated to the back of the room 1006 without causing the people Ma and Mb in the room 1006 to feel dazzling.
  • the light L ′ reflected by the ceiling 1001 illuminates the room 1006 brightly over a wide area, instead of illumination light.
  • an energy saving effect that saves the energy consumed by the lighting equipment in the room 1006 during the day can be expected.
  • each light shielding slat 6 the light L incident on the one surface of each light shielding slat 6 from obliquely above is shielded by each light shielding slat 6. Since the light-shielding unit 7 is located below the daylighting unit 5, among the light L incident on the room 1006 through the window glass 1003, it is possible to shield mainly the light toward the glare region G and the light toward the floor 1002. It is.
  • the angle of the light L toward the ceiling can be adjusted in the daylighting unit 5 by tilting the plurality of slats 2.
  • the light shielding part 7 as shown in FIGS. 7A and 7B, the light L incident between the light shielding slats 6 can be adjusted by tilting the plurality of slats 2, or each of the light shielding slats 6 can be adjusted.
  • 7A shows a state where the light shielding slats 6 are closed
  • FIG. 7B shows a state where the light shielding slats 6 are opened.
  • the daylighting apparatus 1 by moving the plurality of slats 2 up and down, for example, when the elevating bar 14 is positioned at the boundary between the daylighting unit 5 and the light shielding unit 7, the lighting device 1 faces the light shielding unit 7 of the window glass 1003.
  • the area can be opened.
  • the raising / lowering bar 14 is located in the uppermost part, the whole surface of the window glass 1003 can be opened.
  • the daylighting apparatus 1 of the present embodiment when used, the light L incident on the room 1006 through the window glass 1003 is directed toward the ceiling 1001 of the room 1006 by the plurality of daylighting slats 4 constituting the daylighting unit 5. And the light L traveling toward the glare region G can be shielded by the plurality of light shielding slats 6 constituting the light shielding unit 7.
  • the daylighting device 1 the outdoor natural light (sunlight) is efficiently taken into the room 1006 through the daylighting unit 5, and the people Ma and Mb in the room 1006 do not feel dazzling in the room 1006. It is possible to make it feel brighter to the back.
  • the light incident from the window glass 1003 can be blocked by the light blocking portion 7, and the indoor 1006 can be prevented from being peeked through the window glass 1003.
  • the number and size of the slats 2 can be appropriately changed according to the size of the window glass 1003.
  • the ladder cord 12 supports the plurality of slats 2 in parallel with each other, the number of the ladder cords 12 can be increased.
  • the plurality of daylighting slats 4 constituting the daylighting unit 5 are arranged on the upper side, and the plurality of daylighting slats 6 constituting the light shielding unit 7 are arranged on the lower side.
  • the plurality of daylighting slats 2 may be constituted by the daylighting slats 4.
  • the support mechanism 3 is configured to manually operate the lifting operation unit 17 and the tilting operation unit 18 described above.
  • the driving means such as a drive motor, The tilting operation of the plurality of slats 2 may be automatically operated.
  • the plurality of daylighting slats 4 constituting the daylighting unit 5 and the daylighting slats 6 constituting the light shielding unit 7 are tilted independently of each other.
  • the structure which operates may be sufficient.
  • the light L incident on the room 1006 through the window glass 1003 is collected by closing the daylighting unit 5 and the light shielding unit 7.
  • the plurality of daylighting slats 4 constituting the unit 5 irradiate the ceiling 1001 of the room 1006, and the light L toward the glare region G is shielded by the plurality of light shielding slats 6 constituting the light shielding unit 7.
  • each daylighting slat 4 is adjusted by rotating only the plurality of daylighting slats 4 constituting the daylighting unit 5 accordingly.
  • the light L incident on the room 1006 through the window glass 1003 can be irradiated toward the ceiling 1001 of the room 1006 by the plurality of daylighting slats 4 constituting the daylighting unit 5.
  • the light shielding part 7 can be opened while the daylighting part 5 is closed.
  • the light L incident on the room 1006 through the window glass 1003 is irradiated toward the ceiling 1001 of the room 1006 by the plurality of daylighting slats 4 constituting the daylighting unit 5 and the light shielding slats 6 constituting the light shielding part 7.
  • the outdoor situation can be seen through the window glass 1003 from between.
  • the protrusion 9 is not limited to the above-described prism body having a triangular cross section, and, for example, a structure including a prism body having a right-angled triangular cross section, such as the protrusion 9A shown in FIG. 9A. 9B, and may be configured by a prism body having a trapezoidal (rectangular) cross section as in the protruding portion 9B shown in FIG. 9B, and the cross sectional shape can be appropriately changed.
  • the shapes of the second protrusions 92 formed on the side surface are different from each other.
  • the first protrusion 91 is configured by a prism body having an angle that emits light incident on the daylighting slat 4A toward the ceiling 1001 of the room 1006 when the altitude of the sun is relatively low.
  • the second protrusion 92 is configured by a prism body having an angle that emits light incident on the daylighting slat 4A toward the ceiling 1001 of the room 1006 when the altitude of the sun is relatively high.
  • the light incident on the first protrusion 91 and the second protrusion 92 is irradiated toward the ceiling 1001 of the room 1006 in accordance with the difference in the angle of the light L incident on the daylighting slat 4A. Therefore, it is possible to suppress the change in the irradiation position of the room 1006 due to the change in altitude of the sun.
  • the daylighting slat 4B having the curved shape shown in FIG. 11 can obtain the same effect as the daylighting slat 4A having the bent shape shown in FIG. Further, the daylighting slat 4B has a curved shape, whereby the angle at which the light incident on the daylighting slat 4B is emitted toward the ceiling 1001 of the room 1006 can be continuously changed.
  • the plurality of slats 2 can have a bent or curved shape in a cross section in a direction perpendicular to the longitudinal direction thereof, whereby the rigidity can be increased.
  • the daylighting apparatus 1 may have a configuration using a daylighting slat 4C as shown in FIG. 12 instead of the daylighting slat 4.
  • the daylighting slat 4C has one base material 8A having light permeability, a plurality of protrusions 9 formed side by side on one surface of the one base material 8A, and the plurality of protrusions 9 opposed to each other with an air layer interposed therebetween. And the other base material 8B. That is, the daylighting slat 4C has a configuration in which a base material 8B is further added to the configuration of the daylighting slat 4.
  • the same material as the said base material 8 can be used for the base materials 8A and 8B.
  • the other base material 8B is made to face the protrusions 9. It can produce by bonding with one base material 8A in a state.
  • the daylighting slat 4C can be manufactured by a method such as a melt extrusion method, a mold extrusion method, or an imprint method. In methods such as the melt extrusion method and the mold extrusion method, the base materials 8A and 8B and the protrusion 9 are integrally formed of the same resin.
  • the window glass 1003 is arranged with the surface opposite to the surface on which the projections 9 of the daylighting slats 4C are formed facing each other. That is, in this daylighting slat 4C, the light L incident on the inside of one base material 8A from obliquely upward to the inside is refracted by the protrusion 9 and then obliquely upward from the other base material 8B to the outside. Exit.
  • the same effect as that obtained when the daylighting slat 4 is used can be obtained. That is, the light L incident on the room 1006 through the window glass 1003 can be efficiently emitted toward the ceiling 1001 of the room 1006 by the daylighting slat 4C. Further, the light L toward the ceiling 1001 can be irradiated to the back of the room 1006 without causing the people Ma and Mb in the room 1006 to feel dazzling.
  • the plurality of protrusions 9 are disposed between the one base material 8 ⁇ / b> A and the other base material 8 ⁇ / b> B, thereby protecting the plurality of protrusions 9 and preventing the protrusions 9 from becoming dirty. It is possible to prevent.
  • Examples of the light diffuser 30 include those in which a light diffusion layer in which spherical fine particles of about several hundred to several tens of ⁇ m are dispersed in a resin is formed on the other surface of the substrate 8.
  • the fine particles are made of a material having a refractive index different from that of the surrounding resin. Thereby, light can be diffused by the refracting action at the interface between the fine particles and the resin.
  • FIG. 14A is a perspective view showing a schematic configuration of the daylighting slat 4E.
  • 14B is a Y-Y ′ cross-sectional view of the daylighting slat 4E shown in FIG. 14A.
  • the light diffuser is not limited to the above-described form, and an example having a surface shape shown in FIG.
  • FIG. 16A is a schematic diagram of a room model 1000 showing lighting characteristics when light diffusibility is imparted to the lighting slats.
  • FIG. 16B is a schematic diagram of the room model 1000 showing the daylighting characteristics when light diffusibility is imparted to the daylighting slats.
  • the daylighting slats when light diffusibility is not imparted to the daylighting slats, the light L from the daylighting slats is irradiated straight toward the ceiling. Accordingly, when outdoor natural light (sunlight) directly strikes the daylighting slats 4 on a sunny day, for example, the sunlight L refracted by the daylighting slats 4 is reflected, so that the light L heading toward the ceiling is originally expected. The person M may directly see (depending on the installation height of the daylighting slat 4 and the position of the sun). In this case, such light is recognized as glare and unpleasant glare.
  • Sunlight can be regarded as a point light source with extremely high brightness and directivity. For this reason, when the light L enters straightly, the light L enters the room 1006 while maintaining the characteristics of high brightness and high directivity. If this is in the eyes of M alone, it will feel very dazzling.
  • the daylighting slat 4 when the daylighting slat 4 is provided with light diffusibility, the amount of the light L reaching the back of the room is relatively small, but there is an advantage that the spread of the light L in the lateral direction can be obtained.
  • the entire room (in the horizontal direction) from end to end can be brightened even if the window glass is small.
  • the central part of the room can be brightened even if the sun is inserted from an oblique direction.
  • FIG. 17 is a graph showing the light scattering characteristics of the light diffuser. Specifically, FIG. 17 is a graph in which the measurement light is irradiated from the vertical direction with respect to the light diffuser and the light intensity received by moving the opposite light receiver in the polar angle direction is normalized with a peak value of 1. It is.
  • FIG. 18A is a plan view of the room model 1000 for explaining the light diffusion characteristics of the daylighting slats 4.
  • FIG. 18B is a side view of the room model 1000 for explaining the light diffusion characteristics of the daylighting slats 4.
  • a light diffuser having a weak scattering property with a full value width of several degrees to 20 degrees so that the directivity of light toward the ceiling is not significantly reduced.
  • the daylighting slat 4 preferably has a light scattering characteristic that spreads light in the horizontal direction and does not spread light in the vertical direction. That is, when the light spreads in the vertical direction, the light toward the ceiling diffuses in the direction of the person on the floor side, and the brightness seen by the person is higher than when the directivity is high.
  • FIGS. 19A to 19C show an example of a daylighting slat 4F having anisotropic scattering characteristics.
  • FIG. 19A is a perspective view showing a schematic configuration of the daylighting slat 4F.
  • FIG. 14B is a ZZ ′ cross-sectional view of the daylighting slat 4F shown in FIG. 19A.
  • FIG. 19C is a perspective view showing the in-plane structure of the light diffuser 33 included in the daylighting slat 4F shown in FIG. 19A.
  • the daylighting slat 4F has a configuration in which a light diffuser 33 is provided on the other surface of the base material 8 separately from the plurality of protrusions 9 provided on the one surface of the base material 8.
  • the light diffusing body 33 has a so-called pseudo-stripe structure in which stripe-shaped protrusions 33 a extending in a generally short direction (width direction) are arranged in the longitudinal direction (length direction) of the substrate 8.
  • the daylighting slat 4F is provided with anisotropic scattering characteristics by this pseudo stripe structure.
  • FIG. 20 shows a graph in which the light intensity in the horizontal direction (0 ° -180 °) is measured.
  • the broken line shown in FIG. 20 shows a graph obtained by measuring the light intensity in the vertical direction (90 ° -270 °).
  • the full width at half maximum in the horizontal direction of the light diffuser 33 is about 32 °, and the full width at half maximum in the vertical direction of the light diffuser 33 is about 5 °.
  • the diffused light spreads in the horizontal direction and the diffused light does not spread so much in the vertical direction. Can be obtained.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the daylighting slat 40.
  • the daylighting apparatus 50 has the same configuration as the daylighting apparatus 1 except that it includes a daylighting slat 40 instead of the daylighting slat 4. Therefore, in the following description, the configuration of the daylighting slat 40 will be described.
  • a first base material 41 and a second base material 42 having light permeability are arranged to face each other with an air layer interposed therebetween, and the first base material 41 and the second base material are arranged.
  • the surfaces 41 b and 42 a facing the surface 42 are parallel to each other, and the surfaces 41 b and 42 a facing each other are inclined with respect to the normal line H of the surface 41 a of the first substrate 41.
  • the angle ⁇ formed by the opposing surfaces 41b and 42a with respect to the normal H of the one surface 41a of the first base material 41 is inclined at 83 °.
  • the incident angle ⁇ of the light L1 that is incident on the one surface 41 a of the first base material 41 obliquely from above is a constant angle with respect to the normal H of the one surface 41 a of the first base material 41.
  • the light L1 is incident from the one surface 41a of the first base material 41, and then totally reflected by the other surface 41b of the first base material 41, and the first base material 41 The light is emitted from one surface 41a of 41 to the outside.
  • the incident angle ⁇ of the light L2 incident on the inner surface 41a of the first base material 41 obliquely from above is less than a certain angle with respect to the normal H of the first surface 41a of the first base material 41 (for example, The light L2 is incident from one surface 41a of the first base material 41, then passes through the other surface 41b of the first base material 41, and further, the light L2 of the second base material 42 After entering the one surface 42a, the light is emitted from the other surface 42b of the second base material 42 to the outside.
  • the light slat 40 can block the light L1 that has entered the room 1006 through the window glass 1003 when the altitude of the sun is relatively high.
  • the light L2 incident on the room 1006 through the window glass 1003 can be collected from the lighting slat 40. Accordingly, outdoor natural light (sunlight) can be blocked in the summer and outdoor natural light (sunlight) can be taken indoors in the winter.
  • FIG. 22A and 22B are schematic views showing a room model in which the daylighting apparatus 1 according to the present embodiment is installed, FIG. 22A is a schematic side view thereof, and FIG. 22B is a schematic plan view thereof. Moreover, the number shown in FIG. 22A and FIG. 22B shows the measurement position by an illuminometer.
  • the size of the room is 6.4m wide, 9m deep, and 2.7m high.
  • the window glass 1003 of the room faces south-southwest, and sunlight is inserted when the sun is located in front of noon on a sunny day in mid-September.
  • the daylighting device 1 is installed on the right window glass 1003, and a light-shielding blind S is installed on the left window glass 1003.
  • the daylighting apparatus 1 includes a daylighting unit 5 in which daylighting slats 4 are arranged side by side at a position where the height from the floor is 2 m, and a light shielding unit 7 in which lower side light shielding slats 6 are arranged. ing.
  • the width of the daylighting device 1 is 4 m, and the height of the daylighting unit 5 is 0.7 m.
  • a UV curable resin layer having a thickness of about 300 ⁇ m is formed on one surface of a base material 8 made of PET resin, and a protrusion 9 having a thickness of about several tens of ⁇ m is formed.
  • the daylighting slat 4 is arranged with the surface on which the projections 9 are formed facing the window side.
  • FIG. 23 is a photograph of the light traveling toward the ceiling when the daylighting apparatus 1 is installed on the front surface of the window glass.
  • the daylighting device 1 on the right side of the photograph is set, the light from the daylighting unit 5 is irradiated toward the ceiling. Moreover, it turns out that the light which goes to this ceiling is irradiated to the back of the room.
  • the light-shielding blind on the left side of the photograph is installed, it can be seen that the room is dark by being shielded by the light-shielding slats.
  • the difference in room brightness between the side where the daylighting apparatus 1 is installed (right side of the photograph) and the side where the shade blind is installed (left side of the photograph) is obvious, and the ceiling is brightly illuminated on the right side of the room, The illuminance in the room is also high.
  • the illuminance on the right side of the room at this time was measured, the illuminance on the ceiling (height 2.7 m) at a depth of 4.5 m in the room was 1300 lx, and the work surface illuminance at a height of 1 m was 1000 lx. It was. At this time, the altitude of the sun in the south was 57 °, and it is probable that the sun was located at the same altitude at the time of photographing. At this time, the illuminance meter installed on the window glass showed 60000 lx.
  • the lower limit of illuminance to be maintained indoors is 500 lx. Therefore, it can be seen that when the daylighting apparatus 1 is used, sufficient illuminance is obtained.
  • the depth of the room where the measurement was performed was 9 m, but when the illuminance on the work surface at a position 9 m deep on the right side of the room was measured at about the same time, it was 700 lx. For this reason, on the right side of the room, sufficient brightness was secured to work with a personal computer up to the interior of the room without turning on the lighting equipment, and the work could be performed comfortably.
  • the light from the daylighting section 5 preferentially illuminates the ceiling, the ceiling space became brighter and the atmosphere of the entire room was bright and felt open.
  • the light shielding part 7 is provided under the daylighting part 5, it was possible to work comfortably without feeling dazzling during the work.
  • the indoor lighting fixture was not lighted at this time, the energy used for the lighting fixture and the electricity bill were zero.
  • FIG. 24 is a photograph of the light traveling toward the ceiling when a daylighting device using the daylighting slat 4D is installed on the front surface of the window glass.
  • a lighting device using a lighting slat 4D is installed in the right window, and a light-shielding blind is installed in the left window as a comparison.
  • shooting date is different from the case shown in FIG. 23, shooting was performed in the same room at the same time in the same period.
  • a light diffusion film is disposed on the other side of the daylighting slat 4 to impart light diffusibility.
  • the light from the daylighting unit 5 is irradiated toward the ceiling. Moreover, it turns out that the light which goes to this ceiling is irradiated to the back of the room. Furthermore, the light from the lighting flat 4D toward the ceiling is diffused, so that the ceiling is more uniformly illuminated and the shadow is not visible.
  • the illuminance on the right side of the room at this time was measured, the illuminance on the ceiling (height 2.7 m) at a depth of 4.5 m in the room was 900 lx, and the work surface illuminance at a height of 1 m was 800 lx. It was.
  • FIG. 25 is a photograph taken of light traveling toward the ceiling when a light-shielding blind is installed.
  • the right side is a light shielding state with the light shielding slats of the light shielding blinds closed
  • the left side is a daylighting state with the light shielding slats of the light shielding blinds open.
  • shooting date is different from the case shown in FIG. 17, shooting was performed in the same room at the same time in the same period.
  • the bright area is limited to a narrow area near the window glass even on the side where the light-shielding blind is opened (left side of the photograph).
  • the illuminance on the right side of the room at this time was measured, the illuminance on the ceiling (height 2.7 m) at a depth of 4.5 m in the room was 300 lx, and the work surface illuminance at a height of 1 m was 300 lx. It was.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating a room model 2000 including a daylighting device and an illumination dimming system.
  • FIG. 27 is a plan view showing the ceiling of the room model 2000.
  • the ceiling material constituting the ceiling 2003a of the room 2003 into which external light is introduced may have high light reflectivity.
  • a light-reflective ceiling material 2003A is installed on the ceiling 2003a of the room 2003 as a light-reflective ceiling material.
  • the light-reflective ceiling material 2003A is intended to promote the introduction of outside light from the daylighting device 2010 installed in the window 2002 into the interior of the room, and is installed on the ceiling 2003a near the window. Yes. Specifically, it is installed in a predetermined area E (an area about 3 m from the window 2002) of the ceiling 2003a.
  • the light-reflective ceiling material 2003A is external light introduced into the room through the window 2002 in which the daylighting apparatus 2010 of the present invention (the daylighting apparatus of any of the above-described embodiments) is installed. Efficiently leads to the back of the room.
  • the external light introduced from the lighting device 2010 toward the indoor ceiling 2003a is reflected by the light-reflective ceiling material 2003A and changes its direction to illuminate the desk surface 2005a of the desk 2005 placed in the interior of the room. The effect of brightening the desk top surface 2005a is exhibited.
  • the light-reflective ceiling material 2003A may be diffusely reflective or specularly reflective, but has the effect of brightening the desk top surface 2005a of the desk 2005 placed in the interior of the room, and is in the room. In order to achieve both effects of suppressing glare light that is unpleasant for humans, it is preferable that the characteristics of the two are appropriately mixed.
  • the light introduced into the room by the daylighting apparatus 2010 of the present invention goes to the ceiling near the window 2002, but the vicinity of the window 2002 often has a sufficient amount of light. Therefore, by using together the light-reflective ceiling material 2003A as described above, the light incident on the ceiling (region E) in the vicinity of the window can be distributed toward the back of the room where the amount of light is small compared to the window.
  • the light-reflective ceiling material 2003A is formed by, for example, embossing a metal plate such as aluminum with unevenness of about several tens of microns, or depositing a metal thin film such as aluminum on the surface of a resin substrate on which similar unevenness is formed. Can be created. Or the unevenness
  • the emboss shape formed on the light-reflective ceiling material 2003A it is possible to control the light distribution characteristics and the light distribution in the room. For example, when embossing is performed in a stripe shape extending toward the back of the room, the light reflected by the light-reflective ceiling material 2003A is in the left-right direction of the window 2002 (direction intersecting the longitudinal direction of the unevenness). spread. When the size and direction of the window 2002 in the room 2003 are limited, the light is reflected in the horizontal direction by the light-reflective ceiling material 2003A and the interior of the room 2003 is moved to the back of the room. It can be reflected toward.
  • the daylighting apparatus 2010 of the present invention is used as a part of the illumination dimming system in the room 2003.
  • the lighting dimming system includes, for example, a lighting device 2010, a plurality of indoor lighting devices 2007, a solar radiation adjusting device 2008 installed in a window, a control system 2009 thereof, and a light-reflective ceiling material installed on a ceiling 2003a. 2003A and the entire room.
  • a lighting device 2010 is installed on the upper side, and a solar radiation adjusting device 2008 is installed on the lower side.
  • a blind is installed as the solar radiation adjustment device 2008, but this is not a limitation.
  • a plurality of indoor lighting devices 2007 are arranged in a grid in the left-right direction (Y direction) of the window 2002 and the depth direction (X direction) of the room.
  • the plurality of indoor lighting devices 2007 together with the daylighting device 2010 constitute an entire lighting system of the room 2003.
  • an office ceiling 2003a in which the length L1 in the left-right direction (Y direction) of the window 2002 is 18 m and the length L2 in the depth direction (X direction) of the room 2003 is 9 m is shown.
  • the indoor lighting devices 2007 are arranged in a grid pattern with an interval P of 1.8 m in the horizontal direction (Y direction) and the depth direction (X direction) of the ceiling 2003a. More specifically, 50 indoor lighting devices 2007 are arranged in 10 rows (Y direction) ⁇ 5 columns (X direction).
  • the indoor lighting device 2007 includes an indoor lighting fixture 2007a, a brightness detection unit 2007b, and a control unit 2007c.
  • the indoor lighting fixture 2007a is configured by integrating the brightness detection unit 2007b and the control unit 2007c. It is.
  • the indoor lighting device 2007 may include a plurality of indoor lighting fixtures 2007a and a plurality of brightness detection units 2007b. However, one brightness detector 2007b is provided for each indoor lighting device 2007a.
  • the brightness detection unit 2007b receives the reflected light of the irradiated surface illuminated by the indoor lighting fixture 2007a, and detects the illuminance of the irradiated surface.
  • the brightness detector 200b detects the illuminance of the desk surface 2005a of the desk 2005 placed indoors.
  • the control units 2007c provided for each room lighting device 2007 are connected to each other.
  • Each indoor lighting device 2007 is configured such that the illuminance of the desk top surface 2005a detected by each brightness detecting unit 2007b becomes a constant target illuminance L0 (for example, average illuminance: 750 lx) by the control units 2007c connected to each other.
  • Feedback control is performed to adjust the light output of the LED lamp of each indoor lighting fixture 2007a.
  • FIG. 28 is a graph showing the relationship between the illuminance of the light (natural light) collected indoors by the daylighting device and the illuminance (illumination dimming system) by the indoor lighting device.
  • the illuminance on the desk surface by the daylighting device 2010 decreases as the distance from the window increases.
  • the indoor lighting device 2007 is installed on the indoor ceiling without installing the lighting device 2010 on the window
  • the illuminance on the desk surface increases as the distance from the window increases.
  • the desk surface in the room is greater than when either lighting device 2010 or indoor lighting device 2007 (illumination dimming system) is used. It can be seen that the illuminance of is generally increased. Due to the effect of the daylighting device 2010, the edge of the window is brightest, and a slight decrease in brightness is observed with increasing distance from the window, but a substantially constant illuminance (average illuminance: 750 lx) is obtained.
  • the daylighting device 2010 and the lighting dimming system indoor lighting device 2007
  • One embodiment of the present invention is a daylighting apparatus that efficiently incorporates outdoor natural light (sunlight) into a room and makes it feel brighter to the inside of the room without feeling dazzling for a person in the room. Etc.
  • Elevating operation part 18 Tilting operation part 19 ... Elevating cord 20 ... Hole part 21 ... Window part 22 ... Operation code 23 ... Operating lever 30 ; Light diffuser 31 ... Fine particle 32 ... Light diffusing film 40 ... lighting slat 41 ... first base material 42 ... second base material 1000 ... room model 1001 ... ceiling 1002 ... floor 1003 Window glass 1004 ... in front of the side wall 1005 ... the rear wall 1006 ... indoor M, Ma, Mb ... people G ... glare area

Landscapes

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Abstract

 互いに間隔を空けて並んで配置される複数のスラット(2)と、複数のスラット(2)を鉛直方向に吊り下げ自在に支持する支持機構(3)と、を備え、複数のスラット(2)のうち少なくも一部が採光スラット(4)により構成され、採光スラット(4)は、その一面に対して斜め上方から内部に入射した光を、その他面から外部へと斜め上方に向けて出射する。

Description

採光装置及び採光スラット
 本発明は、採光装置及び採光スラットに関する。
 本願は、2013年11月25日に、日本に出願された特願2013-243185号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 例えば、オフィスなどでは、窓ガラス等を通して屋外の自然光(太陽光)が屋内(室内)に入射するため、屋内に居る人に眩しさを感じさせることがある。このため、仕事中に眩しさを感じさせることがないように、また、セキュリティーやプライバシー保護の観点などから、窓ガラスの前面にブラインドやカーテン等を配置して、窓ガラスから入射する光を遮光したり、窓ガラスを通して室内を覗き見されるのを防いだりする場合がある。
 この場合、屋内が暗くなることによって、日中でも屋内の照明設備のほとんどを点灯せざるを得ない。このため、照明設備が消費するエネルギーを節約することができず、電力消費量の増加や、これに伴うCO排出量の増加などが問題となっている。
 これに対して、例えば、上部に開口手段を持つ横型ブラインドが提案されている(特許文献1を参照。)。この特許文献1に記載の横型ブラインドでは、上部の開口手段により採光しながら、下部のブラインドにより遮光することが可能である。
特開2011-52377号公報
 ところで、窓ガラスから入射した光は、室内の天井や、側壁、床などに向けて照射される。このうち、天井に向かう光は、天井で反射して室内を照らすため、照明光の代わりとなる。したがって、このような天井に向かう光は、日中に照明設備が消費するエネルギーを節約する省エネルギー効果が期待できる。
 一方、上述した上部に開口手段を持つ横型ブラインドの場合、上部の開口手段から入射した光は、窓ガラスに近い室内の手前の方に集中するため、室内の奥の方まで照らすことは困難である。さらに、天井に向かう光を室内の奥の方まで照射することができないため、天井で反射された光によって室内を広範囲に亘って照らすことは困難である。したがって、この場合、日中でも室内の照明設備のほとんどを消灯することができず、上述した省エネルギー効果も十分に得ることができない。
 本発明の一つの態様は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、屋外の自然光(太陽光)を屋内に効率良く採り入れると共に、屋内に居る人に眩しさを感じさせずに、屋内の奥の方まで明るく感じさせることができる採光装置、並びにそのような採光装置に用いて好適な採光スラットを提供することを目的の一つとする。
 上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。
(1) 本発明の第1の態様に係る採光装置は、互いに間隔を空けて並んで配置される複数のスラットと、前記複数のスラットを鉛直方向に吊り下げ自在に支持する支持機構と、を備え、前記複数のスラットのうち少なくも一部が採光スラットにより構成され、前記採光スラットは、その一面に対して斜め上方から内部に入射した光を、その他面から外部へと斜め上方に向けて出射する。
(2) 前記(1)に記載の採光装置において、前記採光スラットは、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に並んで配置された複数の突起部と、を有する構成であってもよい。
(3) 前記(2)に記載の採光装置において、前記採光スラットは、前記複数の突起部と空気層を挟んで対向する基材を有する構成であってもよい。
(4) 前記(2)又は(3)に記載の採光装置において、前記採光スラットは、その他面から外部へと出射される光を拡散させる光拡散体を有する構成であってもよい。
(5) 前記(1)~(4)の何れか一項に記載の採光装置において、前記採光スラットは、その長手方向と直交する方向の断面において屈曲又は湾曲した形状を有する構成であってもよい。
(6) 本発明の第2の態様に係る採光装置は、互いに間隔を空けて並んで配置される複数のスラットと、前記複数のスラットを鉛直方向に吊り下げ自在に支持する支持機構と、を備え、前記複数のスラットのうち少なくも一部が採光スラットにより構成され、前記採光スラットは、その一面に対して斜め上方から内部に入射した光の入射角が、前記一面の法線に対して一定角度以上であるときに、前記一面から外部へと光を出射し、且つ、前記一面の法線に対して一定角度未満であるときに、その他面から外部へと光を出射する。
(7) 前記(6)に記載の採光装置において、前記採光スラットは、光透過性を有する第1の基材と第2の基材とが空気層を挟んで対向して配置されると共に、前記第1の基材と前記第2の基材との対向する面が互いに平行、且つ、当該対向する面が前記一面の法線に対して傾斜した構造を有する構成であってもよい。
(8) 前記(1)~(7)の何れか一項に記載の採光装置において、前記複数のスラットは、前記採光スラットにより構成される採光部と、前記採光部の下方に位置して、遮光性を有するスラットにより構成される遮光部と、を有する構成であってもよい。
(9) 前記(1)~(8)の何れか一項に記載の採光装置において、前記支持機構は、前記複数のスラットを昇降自在に支持する構成であってもよい。
(10) 前記(1)~(8)の何れか一項に記載の採光装置において、前記支持機構は、前記複数のスラットを傾動自在に支持する構成であってもよい。
(11) 本発明の第3の態様に係る採光スラットは、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に並んで配置された複数の突起部と、を有し、前記基材の一面に対して斜め上方から内部に入射した光を、前記基材の他面から外部へと斜め上方に向けて出射する。
(12) 前記(11)に記載の採光スラットにおいて、前記複数の突起部と空気層を挟んで対向する基材を有する構成であってもよい。
(13) 前記(11)又は(12)に記載の採光スラットにおいて、前記基材の他面から外部へと出射される光を拡散させる光拡散体を有する構成であってもよい。
(14) 前記(11)~(13)の何れか一項に記載の採光スラットにおいて、前記基材は、その長手方向と直交する方向の断面において屈曲又は湾曲した形状を有する構成であってもよい。
(15) 本発明の第4の態様に係る採光スラットは、光透過性を有する第1の基材と第2の基材とが空気層を挟んで対向して配置されると共に、前記第1の基材と前記第2の基材との対向する面が互いに平行、且つ、当該対向する面が前記第1の基材の一面の法線に対して傾斜した構造を有し、前記第1の基材の一面に対して斜め上方から内部に入射した光の入射角が、前記第1の基材の一面の法線に対して一定角度以上であるときに、前記第1の基材の一面から外部へと光を出射し、且つ、前記第1の基材の一面の法線に対して一定角度未満であるときに、前記第2の基材の他面から外部へと光を出射する。
 以上のように、本発明の一つの態様によれば、屋外の自然光(太陽光)を屋内に効率良く採り入れると共に、屋内に居る人に眩しさを感じさせずに、屋内の奥の方まで明るく感じさせることができる採光装置、並びにそのような採光装置に用いて好適な採光スラットを提供することが可能である。
本発明の第1の実施形態に係る採光装置の外観を示す斜視図である。 図1に示す採光装置が備える採光スラットの概略構成を説明するための第1の図である。 図1に示す採光装置が備える採光スラットの概略構成を説明するための第2の図である。 図1に示す採光装置の要部を拡大した第1の斜視図である。 図1に示す採光装置の要部を拡大した第2の斜視図である。 図1に示す採光装置が設置された部屋モデルの一例を示す模式図である。 図1に示す採光装置が備える採光部及び遮光部の機能を説明するための斜視図である。 採光部を構成する採光スラットの機能を説明するための側面図である。 遮光部を構成する遮光スラットの機能を説明するための第1の側面図である。 遮光部を構成する遮光スラットの機能を説明するための第2の側面図である。 採光スラット及び遮光スラットの傾動動作を説明するための第1の側面図である。 採光スラット及び遮光スラットの傾動動作を説明するための第2の側面図である。 採光スラット及び遮光スラットの傾動動作を説明するための第3の側面図である。 採光スラットが備える突起部の変形例を示す第1の側面図である。 採光スラットが備える突起部の変形例を示す第2の側面図である。 採光スラットの変形例を示す側面図である。 採光スラットの変形例を示す側面図である。 採光スラットの変形例を示す側面図である。 採光スラットの変形例を示す側面図である。 採光スラットの変形例を示す第1の側面図である。 採光スラットの変形例を示す第2の側面図である。 光拡散体の表面形状を例示する平面図である。 光拡散性の有無による採光スラットの採光特性を示す部屋モデルの第1の模式図である。 光拡散性の有無による採光スラットの採光特性を示す部屋モデルの第2の模式図である。 光拡散体の光散乱特性を示すグラフである。 採光スラットの光拡散特性を説明するための部屋モデルの第1の模式図である。 採光スラットの光拡散特性を説明するための部屋モデルの第2の模式図である。 異方性散乱特性を有する採光スラットの一例を示す第1の図である。 異方性散乱特性を有する採光スラットの一例を示す第2の図である。 異方性散乱特性を有する採光スラットの一例を示す第3の図である。 図19A~図19Cに示す採光スラットが備える光拡散体の光散乱特性を示すグラフである。 本発明の第2の実施形態に係る採光装置が備える採光スラットの概略構成を示す側面図である。 実施例における採光装置が設置された部屋モデルを示す第1の模式図である。 実施例における採光装置が設置された部屋モデルを示す第2の模式図である。 窓ガラスの前面に採光装置を設置した場合の天井に向かう光を撮影した写真である。 窓ガラスの前面に光拡散性が付与された採光装置を設置した場合の天井に向かう光を撮影した写真である。 遮光ブラインドを設置した場合の天井に向かう光を撮影した写真である。 採光装置及び照明調光システムを備えた部屋モデル2000を示す図である。 部屋モデル2000の天井を示す平面図である。 採光装置によって室内に採光された光(自然光)の照度と、室内照明装置による照度(照明調光システム)との関係を示すグラフである。
 以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
 なお、以下の全ての図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
[第1の実施形態]
 先ず、本発明の第1の実施形態として、例えば図1に示す採光装置1について説明する。なお、図1は、採光装置1の外観を示す斜視図である。また、以下の説明において、採光装置1の位置関係(上下、左右、前後)については、採光装置1の使用時における位置関係(上下、左右、前後)に基づくものとし、特に説明がない限りは、図面においても、採光装置1の位置関係は、紙面に対する位置関係と一致するものとする。
 採光装置1は、図1に示すように、互いに間隔を空けて水平方向に平行に並ぶ複数のスラット2と、複数のスラット2を鉛直方向に吊り下げ自在に支持する支持機構3とを備えている。また、採光装置1では、複数のスラット2を昇降自在に支持すると共に、複数のスラット2を傾動自在に支持している。
 複数のスラット2は、採光性を有する複数の採光スラット4により構成される採光部5と、採光部5の下方に位置して、遮光性を有する複数の遮光スラット6により構成される遮光部7とを有している。なお、以下の説明において、採光スラット4と遮光スラット6とを特に区別しない場合は、スラット2としてまとめて扱うものとする。
 採光部5を構成する採光スラット4は、図2A,図2Bに示すように、光透過性を有する長尺板状の基材8と、基材8の一面に並んで形成された複数の突起部9とを有している。なお、図2Aは、採光スラット4の概略構成を示す斜視図である。図2Bは、図2A中に示す採光スラット4のX-X’断面図である。但し、図2A,図2Bに示す採光スラット4については、基材8及び突起部9以外の構成についての図示を省略し、その形状についても簡略化して示している。
 基材8は、熱可塑性ポリマーや熱硬化性樹脂、光重合性樹脂等の光透過性樹脂からなる。また、光透過性樹脂としては、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からなるものを用いることができる。その中でも、例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリイミド(PI)等を好適に用いることができる。基材2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9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及び感光性を有する有機材料で構成されている。また、これらの有機材料に、重合開始剤やカップリング剤、モノマー、有機溶媒等を混合したもの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に、各種の添加成分を含んでいてもよい。その他、特許第4129991号公報に記載の材料を用いることができる。突起部9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9は、基材8の長手方向(長さ方向)に延在し、且つ、基材8の短手方向(幅方向)に並んで設けられている。また、各突起部9は、断面三角形状のプリズム体を構成している。具体的に、この突起部9は、基材8の一面と対向する第1の面部9aと、第1の面部9aと第1の角部10aを挟んで隣接する第2の面部9bと、第1の面部9aと第1の角部10aとは反対側の第2の角部10bを挟んで隣接し且つ第2の面部9bと第3の角部10cを挟んで隣接する第3の面部9cとを有している。
 ここで、複数の突起部9の各間には、空気が存在しているため、この間が空気との界面となる。この間には、他の低屈折率材料で充填してもよい。しかしながら、突起部9の内部と外部との界面の屈折率差は、外部にいかなる低屈折率材料が存在する場合よりも空気が存在する場合に最大となる。したがって、空気が存在する場合は、スネル(Snell)の法則より、突起部9に入射した光のうち、第2の面部9b又は第3の面部9cで全反射する光の臨界角が最も小さくなる。これにより、第2の面部9b又は第3の面部9cで全反射される光の入射角の範囲が最も広くなることから、突起部9に入射した光を基材8の他面側へと効率良く導くことができる。結果として、突起部9に入射した光の損失が抑えられ、基材8の他面から出射される光の輝度を高めることができる。
 なお、基材8の屈折率と突起部9の屈折率とは略同等であることが望ましい。その理由は、例えば、基材8の屈折率と突起部9の屈折率とが大きく異なる場合、光が突起部9から基材8に入射したときに、これら突起部9と基材8との界面で不要な光の屈折や反射が生じることがある。この場合、所望の採光特性が得られない、輝度が低下するなどの不具合が生じる虞があるからである。
 また、採光スラット4の製造方法としては、例えば、フォトリソグラフィ技術を用いて基材8の上に複数の突起部9を形成することができる。また、フォトリソグラフィ技術を用いる方法以外にも、溶融押し出し法や型押し出し法、インプリント法などの方法によって、採光スラット4を製造することができる。溶融押し出し法や型押し出し法などの方法では、基材8と突起部9は同一の樹脂によって一体に形成される。
 遮光部7を構成する遮光スラット6は、図1に示すように、遮光性を有する長尺板状の基材11からなる。基材11は、いわゆるブラインド用のスラットとして一般的に使用されているものであればよく、例えば、金属製や木製、樹脂製のものを挙げることができる。また、基材11の表面に塗装等を施したものを挙げることができる。
 支持機構3は、鉛直方向(複数のスラット2の短手方向)に平行に並ぶ複数のラダーコード12と、複数のラダーコード12の上端部を支持する固定ボックス13と、複数のラダーコード12の下端部に取り付けられる昇降バー14とを備えている。
 ラダーコード12は、複数のスラット2の中央部を挟んだ左右の両側に一対並んで配置されている。各ラダーコード12は、図3A,図3Bに示すように、互いに平行に並ぶ前後一対の縦コード15a,15bと、縦コード15a,15bの間に掛け渡された上下一対の横コード16a,16bとを有し、且つ、横コード16a,16bが縦コード15a,15bの長手方向(鉛直方向)に等間隔に並んで配置された構成を有している。各スラット2は、縦コード15a,15bと横コード16a,16bとの各間に挿入された状態で配置されている。なお、図3A,図3Bは、採光装置1の要部を拡大した斜視図であり、図3Aは、各スラット2の間を開いた状態を示し、図3Bは、各スラット2の間を閉じた状態を示す。
 図1に示すように、固定ボックス13は、互いに平行に並ぶ複数のスラット2の最上部に位置して、これら複数のスラット2と平行に並んで配置されている。一方、昇降バー14は、互いに平行に並ぶ複数のスラット2の最下部に位置して、これら複数のスラット2と平行に並んで配置されている。各ラダーコード12を構成する縦コード15a,15bは、昇降バー16の自重により鉛直下向きに引っ張られた状態で、固定ボックス15より垂下されている。
 支持機構3は、複数のスラット2を昇降操作するための昇降操作部17と、複数のスラット2を傾動操作するための傾動操作部18とを備えている。
 昇降操作部17は、図1及び図3A,図3Bに示すように、複数の昇降コード19を有している。複数の昇降コード19は、それぞれラダーコード12を構成する縦コード15a,15bと平行に並んで配置されている。また、複数の昇降コード19は、各スラット2に形成された孔部20を貫通した状態で、その下端部が昇降バー14に取り付けられている。
 また、複数の昇降コード19は、その上端側が固定ボックス13の内部で引き回されて、固定ボックス13の一方側に設けられた窓部21から引き出されている。窓部21から引き出された昇降コード19は、操作コード22の一端と連結されている。操作コード22の他端は、昇降バー14の一端部に取り付けられている。
 昇降操作部17では、昇降バー14が最下部に位置する状態から、操作コード22を引っ張ることによって、昇降コード19が固定ボックス13の内側へと引き込まれる。これにより、複数のスラット2が下部側から順に昇降バー14の上に重なり合いながら、昇降バー14と共に上昇する。昇降コード19は、窓部21の内側に設けられたストッパー(図示せず。)により固定される。これにより、昇降バー14を任意の高さ位置で固定することができる。逆に、ストッパーによる昇降コード19の固定を解除することによって、昇降バー14を自重により降下させることができる。これにより、再び昇降バー14を最下部に位置させることができる。
 傾動操作部18は、図1に示すように、固定ボックス15の一方側に操作レバー23を有している。操作レバー23は、軸回りに回動自在に取り付けられている。傾動操作部18では、操作レバー23を軸回りに回動させることによって、ラダーコード12を構成する縦コード15a,15bを互いに逆向きに上下方向に移動操作することができる。これにより、図3Aに示す各スラット2の間を開いた状態と、図3Bに示す各スラット2の間を閉じた状態との間で、複数のスラット2を互いに同期させながら傾動させることができる。
 以上のような構成を有する採光装置1は、窓ガラス等の上部から吊り下げられた状態で、この窓ガラスの内面に複数のスラット2を対向させた状態で配置される。また、採光部5は、各採光スラット4の突起部9が形成された面を窓ガラスに対向させた状態で配置される。
 ここで、図4に示す部屋モデル1000を用いて採光装置1の採光部5及び遮光部7の機能について説明する。なお、図4は、採光装置1が設置された部屋モデル1000の一例を示す模式図である。
 部屋モデル1000は、例えば採光装置1のオフィスでの使用を想定したモデルである。具体的に、図4に示す部屋モデル1000は、天井1001と、床1002と、窓ガラス1003が取り付けられた手前の側壁1004と、手前の側壁1004と対向する奥の側壁1005とで囲まれる室内1006に、窓ガラス1003を通して屋外の光Lが斜め上方から入射する場合を模している。採光装置1は、窓ガラス1003の内面に対向した状態で配置されている。
 部屋モデル1000では、室内1006の高さ寸法(天井1001から床1002までの寸法)H1を2.7mとし、窓ガラス1003の縦寸法H2を天井1001から1.8mとし、採光部5の縦寸法H3を天井1001から0.6mとし、室内1006の奥行き寸法(手前の側壁1004から奥の側壁1005までの寸法)Wを16mとしている。
 部屋モデル1000では、室内1006の中の方に椅子に座っている人Maと、室内1006の奥の方に床1002に立っている人Mbとがいる。椅子に座っている人Maの眼の高さHaは、床1002から0.8mとし、床1002に立っている人Mbの眼の高さHbは、床1002から1.8mとしている。
 室内1006に居る人Ma,Mbに眩しさを感じさせる領域(以下、グレア領域という。)Gは、室内に居る人Ma,Mbの眼の高さHa,Hbの範囲である。また、室内1006の窓ガラス1003の付近は、主として窓ガラス1003を通して屋外の光Lが直接照射される領域Fである。この領域Fは、手前の側壁1004から1mの範囲としている。したがって、グレア領域Gは、床1002から0.8m~1.8mの高さ範囲のうち、領域Fを除いた手前の側壁1004より1m離れた位置から奥の側壁1005までの範囲となっている。
 採光部5では、図4及び図5に示すように、各採光スラット4の一面に対して斜め上方から内部に入射した光Lを、各採光スラット4の他面から外部へと斜め上方に向けて出射する。具体的に、各採光スラット4では、図6に示すように、第2の面部9bから各突起部9に入射した光Lが第3の面部9cで全反射した後、天井1001に向かう光Lとして、基材8の他面から出射される。
 これにより、図4に示すように、窓ガラス1003を通して室内1006に入射した光Lのうち、グレア領域Gに向かう光や床1002に向かう光の輝度を低減しながら、天井1001に向かう光の輝度を相対的に高めることが可能である。すなわち、窓ガラス1003を通して室内1006に入射した光Lを天井1001に向けて効率良く照射することができる。また、室内1006に居る人Ma,Mbに眩しさを感じさせることなく、天井1001に向かう光Lを室内1006の奥の方まで照射することができる。
 さらに、天井1001で反射された光L’は、照明光の代わりとして、室内1006を広範囲に亘って明るく照らすことになる。この場合、室内1006の照明設備を消灯することによって、日中に室内1006の照明設備が消費するエネルギーを節約する省エネルギー効果が期待できる。
 一方、遮光部7では、図4及び図5に示すように、各遮光スラット6の一面に対して斜め上方から内部に入射した光Lを、各遮光スラット6により遮光する。遮光部7は、採光部5よりも下方に位置するため、窓ガラス1003を通して室内1006に入射した光Lのうち、主にグレア領域Gに向かう光や床1002に向かう光を遮光することが可能である。
 また、採光装置1では、複数のスラット2を傾動操作することによって、採光部5において天井に向かう光Lの角度を調整することができる。一方、遮光部7においては、図7A,図7Bに示すように、複数のスラット2を傾動操作することによって、遮光スラット6の各間から入射する光Lを調整したり、遮光スラット6の各間から窓ガラス1003を通して屋外の様子を見たりすることができる。なお、図7Aは、各遮光スラット6の間を閉じた状態を示し、図7Bは、各遮光スラット6の間を開いた状態を示す。
 また、採光装置1では、複数のスラット2を昇降操作することによって、例えば、昇降バー14を採光部5と遮光部7との境界に位置させた場合、窓ガラス1003の遮光部7と対向する領域を開放した状態することができる。さらに、昇降バー14を最上部に位置させた場合、窓ガラス1003の全面を開放することができる。
 以上のように、本実施形態の採光装置1を用いた場合には、窓ガラス1003を通して室内1006に入射した光Lを採光部5を構成する複数の採光スラット4によって室内1006の天井1001に向けて照射すると共に、遮光部7を構成する複数の遮光スラット6によってグレア領域Gに向かう光Lを遮光することができる。
 したがって、この採光装置1によれば、採光部5を通して屋外の自然光(太陽光)を室内1006に効率良く採り入れると共に、室内1006に居る人Ma,Mbに眩しさを感じさせずに、室内1006の奥の方まで明るく感じさせることが可能である。一方、遮光部7によって窓ガラス1003から入射する光を遮光したり、窓ガラス1003を通して室内1006を覗き見されるのを防いだりすることが可能である。
 なお、本発明は、上記第1の実施形態として示す採光装置1の構成に必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
 例えば、上記スラット2の数や大きさ等については、窓ガラス1003の大きさに合わせて適宜変更を加えることができる。これに合わせて、上記ラダーコード12については、複数のスラット2を互いに平行な状態で支持するため、その配置する数を増やすことも可能である。
 また、上記採光装置1では、複数のスラット2のうち、採光部5を構成する複数の採光スラット4が上部側に配置され、遮光部7を構成する複数の遮光スラット6が下部側に配置された構成となっているが、このような構成に必ずしも限定されるものではなく、複数のスラット2のうち少なくも一部が採光スラット4により構成されていればよい。
 また、上記支持機構3では、上述した昇降操作部17と傾動操作部18とを手動で操作する構成となっているが、駆動モータ等の駆動手段を用いて、複数のスラット2の昇降操作と、複数のスラット2の傾動操作とを自動で操作する構成としてもよい。
 さらに、上記支持機構3では、例えば図8A~図8Cに示すように、採光部5を構成する複数の採光スラット4と、遮光部7を構成する複数の採光スラット6とを、それぞれ独立に傾動操作する構成であってもよい。
 具体的に、図8Aに示すように、太陽の高度が比較的高い場合には、採光部5及び遮光部7を閉状態とすることで、窓ガラス1003を通して室内1006に入射した光Lを採光部5を構成する複数の採光スラット4によって室内1006の天井1001に向けて照射すると共に、遮光部7を構成する複数の遮光スラット6によってグレア領域Gに向かう光Lを遮光する。
 一方、図8Bに示す太陽の高度が比較的低い場合には、これに合わせて、採光部5を構成する複数の採光スラット4のみを回動させることによって、各採光スラット4の角度を調整する。これにより、図8Aに示す場合と同様に、窓ガラス1003を通して室内1006に入射した光Lを採光部5を構成する複数の採光スラット4によって室内1006の天井1001に向けて照射することができる。
 また、図8Cに示すように、遮光部7を構成する複数の遮光スラット6のみを回動させることによって、採光部5を閉状態としながら、遮光部7を開状態とすることができる。これにより、窓ガラス1003を通して室内1006に入射した光Lを採光部5を構成する複数の採光スラット4によって室内1006の天井1001に向けて照射すると共に、遮光部7を構成する複数の遮光スラット6の間から窓ガラス1003を通して屋外の様子を見ることができる。
 また、突起部9については、上述した断面三角形状のプリズム体により構成されたものに限らず、例えば、図9Aに示す突起部9Aのように、断面直角三角形状のプリズム体により構成された構成であってもよく、図9Bに示す突起部9Bのように、断面台形(矩形)状のプリズム体により構成された構成であってもよく、その断面形状についても適宜変更を加えることができる。
 また、上記採光装置1では、上記採光スラット4の代わりに、その長手方向と直交する方向の断面において、例えば図10に示すような屈曲した形状を有する採光スラット4Aや、図11に示すような湾曲した形状を有する採光スラット4Bを用いた構成としてもよい。
 具体的に、図10に示す屈曲した形状の採光スラット4Aでは、その中間部で屈曲した基材8の一方(上部)側の面に形成された第1の突起部91と、他方(下部)側の面に形成された第2の突起部92との形状をそれぞれ異ならせている。第1の突起部91は、太陽の高度が比較的低い場合に、この採光スラット4Aに入射した光を室内1006の天井1001に向けて出射する角度のプリズム体により構成されている。一方、第2の突起部92は、太陽の高度が比較的高い場合に、この採光スラット4Aに入射した光を室内1006の天井1001に向けて出射する角度のプリズム体により構成されている。
 この構成の場合、採光スラット4Aに入射する光Lの角度の違いに合わせて、第1の突起部91と第2の突起部92とが入射した光を室内1006の天井1001に向けて照射するため、太陽の高度変化に伴う室内1006の照射位置の変動を抑制することが可能である。
 また、図11に示す湾曲した形状の採光スラット4Bでも、図10に示す屈曲した形状の採光スラット4Aと同様の効果を得ることができる。さらに、この採光スラット4Bでは、湾曲した形状を有することによって、この採光スラット4Bに入射した光を室内1006の天井1001に向けて出射する角度を連続的に変化させることができる。
 また、複数のスラット2は、その長手方向と直交する方向の断面において、屈曲又は湾曲した形状を有することで、その剛性を高めることが可能である。
 また、上記採光装置1では、上記採光スラット4の代わりに、図12に示すような採光スラット4Cを用いた構成としてもよい。この採光スラット4Cは、光透過性を有する一方の基材8Aと、一方の基材8Aの一面に並んで形成された複数の突起部9と、複数の突起部9と空気層を挟んで対向する他方の基材8Bとを有している。すなわち、この採光スラット4Cは、上記採光スラット4の構成に、更に基材8Bを追加した構成である。
 なお、基材8A,8Bには、上記基材8と同じ材質のものを使用することができる。また、採光スラット4Cの製造方法としては、例えば、フォトリソグラフィ技術を用いて一方の基材8Aの上に複数の突起部9を形成した後、他方の基材8Bを突起部9と対向させた状態で一方の基材8Aと貼合することで作製することができる。また、フォトリソグラフィ技術を用いる方法以外にも、溶融押し出し法や型押し出し法、インプリント法などの方法によって、採光スラット4Cを製造することができる。溶融押し出し法や型押し出し法などの方法では、基材8A,8Bと突起部9は同一の樹脂によって一体に形成される。
 この構成の場合、窓ガラス1003の内面に採光スラット4Cの突起部9が形成された面とは反対側の面を対向させた状態で配置される。すなわち、この採光スラット4Cでは、一方の基材8Aに対して斜め上方から内部へと入射した光Lを突起部9で屈折させた後、他方の基材8Bから外部へと斜め上方に向けて出射する。
 これにより、上記採光スラット4を用いた場合と同様の効果を得ることができる。すなわち、窓ガラス1003を通して室内1006に入射した光Lを採光スラット4Cによって室内1006の天井1001に向けて効率良く照射することができる。また、室内1006に居る人Ma,Mbに眩しさを感じさせることなく、天井1001に向かう光Lを室内1006の奥の方まで照射することができる。また、採光スラット4では、複数の突起部9を一方の基材8Aと他方の基材8Bとの間に配置することで、複数の突起部9を保護すると共に、突起部9が汚れるのを防ぐことが可能である。
 また、図13に示す採光スラット4Dのように、基材8の他面から外部へと出射される光Lを拡散させる光拡散体30を有した構成としてもよい。この場合、採光部5を構成する各採光フラット4Dから天井1001に向かう光Lが拡散されることによって、より均一な光Lを天井1001に向けて照射することができる。
 光拡散体30としては、例えば数百~数十μm程度の球状の微粒子を樹脂中に分散させた光拡散層を基材8の他面に形成したもの挙げることができる。また、微粒子としては、屈折率が周囲の樹脂とは異なる材質のものを用いる。これにより、微粒子と樹脂との界面での屈折作用によって光を拡散させることができる。微粒子の材質としては、例えばシリカ(酸化珪素、n(屈折率)=1.46)等の無機材料からなるものや、(メタ)アクリル酸エステル(n=1.49~1.57)、スチレン(n=1.6)などを中心としたモノマーを重合して得られる有機材料からなるものなどを用いることができる。
 また、図14A,図14Bに示す採光スラット4Eのように、基材8の他面に微粒子31を分散させた液体を塗工し乾燥させることによって、微粒子31による凹凸が表面に形成された光拡散フィルム32であってもよい。これにより、光が複雑に散乱させる光拡散効果を発現することができる。なお、図14Aは、採光スラット4Eの概略構成を示す斜視図である。図14Bは、図14A中に示す採光スラット4EのY-Y’断面図である。
 また、光拡散体については、上述した形態のものに限定されるものではなく、図15に示す表面形状を有するものを例示することができる。
 ここで、採光スラットに光拡散性が付与された場合と、採光スラットに光拡散性が付与されていない場合の採光特性について、図16A,図16Bを参照して説明する。なお、図16Aは、採光スラットに光拡散性が付与された場合の採光特性を示す部屋モデル1000の模式図である。図16Bは、採光スラットに光拡散性が付与された場合の採光特性を示す部屋モデル1000の模式図である。
 図16Aに示すように、採光スラットに光拡散性が付与されていない場合には、採光スラットからの光Lが直進的に天井に向けて照射される。したがって、例えば晴天日のように屋外の自然光(太陽光)が採光スラット4を直射する場合には、採光スラット4が屈折した太陽光を映し込むことで、本来であれば天井に向かう光Lを(採光スラット4の設置高さや太陽の位置によっては)人Mが直接見てしまうことがある。この場合、このような光が眩しく不快なグレアとして認識されてしまう。
 太陽光は輝度と指向性の非常に高い点光源とみなすことができる。このため、光Lが直進的に入射した場合、この光Lは高輝度・高指向性という特性を備えたまま室内1006に入射することになる。これが万が一人Mの眼に入ってしまった場合はとても眩しく感じられてしまう。
 これに対して、図16Bに示すように、採光スラット4に光拡散性が付与された場合には、上述したグレアの発生を防止することができる。すなわち、屋外から入射した太陽光を含む外光は、光拡散性が付与された採光スラット4により拡散されて、いわゆる柔らかい光Lに変換される。これにより、特定方向の輝度が低減され、グレアを引き起こしにくくなる。
 また、採光スラット4に光拡散性が付与された場合には、部屋の奥に届く光Lの光量は相対的に少なくなるが、横方向への光Lの拡がりが得られる利点がある。光Lが横方向に拡がることによって、窓ガラスが小さくても部屋の(横方向に)端から端に渡る全体を明るくすることができる。また、太陽が斜めから差し込んでも部屋の中央部を明るくすることができるなどの利点がある。
 次に、採光スラットの光拡散特性について、図17及び図18A,図18Bを参照して説明する。なお、図17は、光拡散体の光散乱特性を示すグラフである。具体的に、図17は、光拡散体に対して垂直方向から測定光が照射され、反対側の受光器を極角方向に動かして受光した光強度について、ピーク値を1として規格化したグラフである。図18Aは、採光スラット4の光拡散特性を説明するための部屋モデル1000の平面図である。図18Bは、採光スラット4の光拡散特性を説明するための部屋モデル1000の側面図である。
 図17に示すように、光拡散体としては、天井に向かう光の指向性をあまり落とさないように、値全幅が数°から20°程度の弱散乱性を有するものを用いることが好ましい。
 また、採光スラット4は、図18A,図18Bに示すように、横方向に光を拡げると共に、縦方向に光はあまり拡げない光散乱特性を有することが好ましい。すなわち、光が縦方向に拡がると、天井に向かう光が床側に居る人の方向に拡散し、指向性が高い場合に比べて人が見る輝度が高くなってしまう。
 具体的に、図19A~図19Cは、異方性散乱特性を有する採光スラット4Fの一例を示す。なお、図19Aは、採光スラット4Fの概略構成を示す斜視図である。図14Bは、図19A中に示す採光スラット4FのZ-Z’断面図である。
図19Cは、図19A中に示す採光スラット4Fが備える光拡散体33の面内構造を示す斜視図である。
 採光スラット4Fは、図19A~図19Cに示すように、基材8の一面に設けられた複数の突起部9とは別に、基材8の他面に光拡散体33が設けられた構成を有している。
光拡散体33は、概ね短手方向(幅方向)に延在するストライプ状の突起部33aが基材8の長手方向(長さ方向)に並ぶ、いわゆる疑似ストライプ構造を有している。採光スラット4Fには、この疑似ストライプ構造によって異方性散乱特性が付与されている。
 ここで、光拡散体33の光散乱特性を示すグラフを図20に示す。なお、図20中に示す実線は、水平方向(0°-180°)での光強度を測定したグラフを示す。図20中に示す破線は、鉛直方向(90°-270°)での光強度を測定したグラフを示す。また、光拡散体33の水平方向での半値全幅は約32°であり、光拡散体33の鉛直方向での半値全幅は約5°である。
 採光スラット4Fでは、このような光拡散体33を基材2の他面に配置することで、横方向には拡散光が拡がり、縦方向には拡散光があまり拡がらない理想的な異方性散乱特性を得ることができる。
[第2の実施形態]
 次に、本発明の第2の実施形態として、例えば図21に示す採光スラット40を備えた採光装置50について説明する。なお、図21は、採光スラット40の概略構成を示す断面図である。
 採光装置50は、上記採光スラット4の代わりに採光スラット40を備える以外は、上記採光装置1と同様の構成を有している。したがって、以下の説明では、採光スラット40の構成について説明を行うものとする。
 採光スラット40は、光透過性を有する第1の基材41と第2の基材42とが空気層を挟んで対向して配置されると共に、第1の基材41と第2の基材42との対向する面41b,42aが互いに平行、且つ、当該対向する面41b,42aが第1の基材41の一面41aの法線Hに対して傾斜した構造を有している。例えば、本実施形態では、当該対向する面41b,42aが第1の基材41の一面41aの法線Hに対して為す角度αが83°で傾斜している。
 採光スラット40では、第1の基材41の一面41aに対して斜め上方から内部に入射した光L1の入射角βが、第1の基材41の一面41aの法線Hに対して一定角度以上(例えば60°以上)であるときに、光L1は、第1の基材41の一面41aから入射した後、第1の基材41の他面41bで全反射し、第1の基材41の一面41aから外部へと出射される。
 一方、第1の基材41の一面41aに対して斜め上方から内部に入射した光L2の入射角βが、第1の基材41の一面41aの法線Hに対して一定角度未満(例えば60°未満)であるときに、光L2は、第1の基材41の一面41aから入射した後、第1の基材41の他面41bを透過し、更に、第2の基材42の一面42aに入射した後、第2の基材42の他面42bから外部へと出射される。
 したがって、この採光スラット40を備えた採光装置50では、太陽の高度が比較的高い場合には、窓ガラス1003を通して室内1006に入射した光L1を採光スラット40で遮光することができる。一方、太陽の高度が比較的低い場合には、窓ガラス1003を通して室内1006に入射した光L2を採光スラット40から採光することができる。
これにより、夏場は屋外の自然光(太陽光)を遮断しつつ、冬場は屋外の自然光(太陽光)を屋内に採り入れるといったことを行うことが可能である。
 以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
 本実施例では、先ず、実際に窓ガラスの前面に上記採光装置1を設置した場合の採光特性についての評価を行った。図22A及び図22Bは、本実施例における採光装置1が設置された部屋モデルを示す模式図であり、図22Aは、その側面模式図であり、図22Bは、その平面模式図である。また、図22A及び図22B中に示す番号は、照度計による測定位置を示す。
 部屋のサイズは、幅6.4m、奥行き9m、高さ2.7mである。部屋の窓ガラス1003は、南南西を向いており、9月中旬の晴れの日の正午過ぎに太陽が正面に位置した時に太陽光が差し込んでいる。また、向かって右側の窓ガラス1003には上記採光装置1を設置し、向かって左側の窓ガラス1003には比較として遮光ブラインドSを設置している。上記採光装置1は、床からの高さが2mの位置を境にして、上部に採光スラット4を並べて配置した採光部5と、下部に遮光スラット6を並べて配置した遮光部7とを構成している。採光装置1の幅は4m、採光部5の高さは0.7mである。
 採光スラット4については、PET樹脂からなる基材8一面に、厚み300μm程度のUV硬化性樹脂層を形成し、数十μm程度の突起部9を形成している。採光スラット4は、突起部9が形成された面を窓側に向けた状態で配置されている。
 図23は、窓ガラスの前面に採光装置1を設置した場合の天井に向かう光を撮影した写真である。図23に示すように、写真右側の採光装置1を設定した側では、採光部5からの光が天井に向けて照射されている。また、この天井に向かう光が室内の奥の方まで照射されていることがわかる。一方、写真左側の遮光ブラインドを設置した側では、遮光スラットにより遮光されることによって、室内が暗くなっていることがわかる。
 このように、上記採光装置1を設置した側(写真右側)と遮光ブラインドを設置した側(写真左側)との部屋の明るさの違いは歴然であり、部屋の右側では天井が明るく照らされ、室内の照度も高くなっている。
 このときの室内右側の照度を測定したところ、室内の奥4.5mの位置における天井(高さ2.7m)での照度は、1300lxであり、高さ1mでの作業面照度は1000lxであった。この時期の太陽の南中高度は57°であり、撮影時においても同程度の高度に太陽が位置していたものと考えられる。このとき窓ガラスに設置した照度計は60000lxを示していた。
 なお、「JIS Z9110 2011」の照明基準総則による照度基準では、VDTなどのパソコンによる作業を行う場合、室内で維持すべき照度の下限値は500lxとされている。したがって、上記採光装置1を用いた場合は、十分な照度を得ていることがわかる。
 また、本測定を行った部屋の奥行きは9mであったが、ほぼ同時刻に室内の右側の奥9mの位置での作業面照度を測定したところ700lxであった。このため、室内の右側においては、照明器具を点灯しなくても室内の奥までパソコンによる作業を行うのに十分な明るさが確保され、快適に作業を行うことができた。
 また、採光部5からの光は天井を優先的に照らすため、天井空間が明るくなり、部屋全体の雰囲気が明るく開放感が感じられた。一方、採光部5の下には遮光部7が設けられているため、作業中に眩しいと感じることなく快適に作業を行うことができた。また、このときに室内の照明器具を点灯しなかったので、照明器具に使用するエネルギー、及び電気代はゼロであった。
 比較として、窓ガラスの全面に亘って遮光ブラインドを設定し、全ての遮光ブラインドを閉じた状態で、前回と同じような天気の日に室内の照度を測定したところ、室内の奥4.5m及び奥9mの位置での作業面照度は、何れも100lx未満であった。このため、照明器具を点灯しない状態では、室内が暗くパソコンによる作業を快適に行うことができなかった。
 次に、上記採光装置1が備える採光スラット4を採光スラット4Dに代えた場合の採光特性についての評価を行った。図24は、窓ガラスの前面に採光スラット4Dを用いた採光装置を設置した場合の天井に向かう光を撮影した写真である。
 図24に示す写真において、右側の窓には採光スラット4Dを用いた採光装置を設置し、左側の窓には比較として遮光ブラインドを設置している。それ以外は、図23に示す場合と撮影日が異なるものの、同時期の同時刻に同じ部屋にて撮影を行った。
 採光スラット4Dについては、採光スラット4の他面に光拡散フィルムを配置し、光拡散性を付与している。
 図24に示すように、写真右側の採光スラット4Dを用いた採光装置を設定した側では、採光部5からの光が天井に向けて照射されている。また、この天井に向かう光が室内の奥の方まで照射されていることがわかる。さらに、採光フラット4Dから天井に向かう光が拡散されることによって、天井がより均一に照らされると共に影が見えなくなっている。
 このときの室内右側の照度を測定したところ、室内の奥4.5mの位置における天井(高さ2.7m)での照度は、900lxであり、高さ1mでの作業面照度は800lxであった。
 一方、写真左側の遮光ブラインドを設置した側では、遮光スラットにより遮光されることによって、室内が暗くなっていることがわかる。
 比較例として、図25は、遮光ブラインドを設置した場合の天井に向かう光を撮影した写真である。図25に示す写真において、右側は遮光ブラインドの遮光スラットを閉じた遮光状態であり、左側は遮光ブラインドの遮光スラットを開いた採光状態である。それ以外は、図17に示す場合と撮影日が異なるものの、同時期の同時刻に同じ部屋にて撮影を行った。
 図25に示すように、遮光ブラインドを開いた側(写真左側)でも、明るい領域が窓ガラスの近傍の狭い範囲に限られていることがわかる。
 このときの室内右側の照度を測定したところ、室内の奥4.5mの位置における天井(高さ2.7m)での照度は、300lxであり、高さ1mでの作業面照度は300lxであった。
[照明調光システム]
 図26は、採光装置及び照明調光システムを備えた部屋モデル2000を示す図である。
 図27は、部屋モデル2000の天井を示す平面図である。
 本発明において、外光が導入される部屋2003の天井2003aを構成する天井材は、高い光反射性を有していてもよい。図26及び図27に示すように、部屋2003の天井2003aには、光反射性を有する天井材として、光反射性天井材2003Aが設置されている。光反射性天井材2003Aは、窓2002に設置された採光装置2010からの外光を室内の奥の方に導入することを促進することを目的とするもので、窓際の天井2003aに設置されている。具体的には、天井2003aの所定の領域E(窓2002から約3mの領域)に設置されている。
 この光反射性天井材2003Aは、先に述べたように、本発明の採光装置2010(上述したいずれかの実施形態の採光装置)が設置された窓2002を介して室内に導入された外光を室内の奥の方まで効率よく導く働きをする。採光装置2010から室内の天井2003aへ向けて導入された外光は、光反射性天井材2003Aで反射され、向きを変えて室内の奥に置かれた机2005の机上面2005aを照らすことになり、当該机上面2005aを明るくする効果を発揮する。
 光反射性天井材2003Aは、拡散反射性であってもよいし、鏡面反射性であってもよいが、室内の奥に置かれた机2005の机上面2005aを明るくする効果と、室内に居る人とって不快なグレア光を抑える効果を両立するために、両者の特性が適度にミックスされたものが好ましい。
 本発明の採光装置2010によって室内に導入された光の多くは、窓2002の付近の天井に向かうが、窓2002の近傍は光量が十分である場合が多い。そのため、上記のような光反射性天井材2003Aを併用することによって、窓付近の天井(領域E)に入射した光を、窓際に比べて光量の少ない室内の奥の方へ振り分けることができる。
 光反射性天井材2003Aは、例えば、アルミニウムのような金属板に数十ミクロン程度の凹凸によるエンボス加工を施したり、同様の凹凸を形成した樹脂基板の表面にアルミのような金属薄膜を蒸着したりして作成することができる。あるいは、エンボス加工によって形成される凹凸がもっと大きな周期の曲面で形成されていてもよい。
 さらに、光反射性天井材2003Aに形成するエンボス形状を適宜変えることによって、光の配光特性や室内における光の分布を制御することができる。例えば、室内の奥の方に延在するストライプ状にエンボス加工を施した場合は、光反射性天井材2003Aで反射した光が、窓2002の左右方向(凹凸の長手方向に交差する方向)に拡がる。部屋2003の窓2002の大きさや向きが限られているような場合は、このような性質を利用して、光反射性天井材2003Aによって光を水平方向へ拡散させるとともに、室内の奥の方向へ向けて反射させることができる。
 本発明の採光装置2010は、部屋2003の照明調光システムの一部として用いられる。照明調光システムは、例えば、採光装置2010と、複数の室内照明装置2007と、窓に設置された日射調整装置2008と、これらの制御系2009と、天井2003aに設置された光反射性天井材2003Aと、を含む部屋全体の構成部材から構成される。
 部屋2003の窓2002には、上部側に採光装置2010が設置され、下部側に日射調整装置2008が設置されている。ここでは、日射調整装置2008として、ブラインドが設置されているが、これに限らない。
 部屋2003には、複数の室内照明装置2007が、窓2002の左右方向(Y方向)および室内の奥行き方向(X方向)に格子状に配置されている。これら複数の室内照明装置2007は、採光装置2010と併せて部屋2003の全体の照明システムを構成している。
 図26及び図27に示すように、例えば、窓2002の左右方向(Y方向)の長さL1が18m、部屋2003の奥行方向(X方向)の長さL2が9mのオフィスの天井2003aを示す。ここでは、室内照明装置2007は、天井2003aの横方向(Y方向)及び奥行方向(X方向)に、それぞれ1.8mの間隔Pをおいて格子状に配置されている。より具体的には、50個の室内照明装置2007が10行(Y方向)×5列(X方向)に配列されている。
 室内照明装置2007は、室内照明器具2007aと、明るさ検出部2007bと、制御部2007cと、を備え、室内照明器具2007aに明るさ検出部2007b及び制御部2007cが一体化されて構成されたものである。
 室内照明装置2007は、室内照明器具2007a及び明るさ検出部2007bをそれぞれ複数ずつ備えていてもよい。但し、明るさ検出部2007bは、各室内照明器具2007aに対して1個ずつ設けられる。明るさ検出部2007bは、室内照明器具2007aが照明する被照射面の反射光を受光して、被照射面の照度を検出する。ここでは、明るさ検出部200bによって、室内に置かれた机上2005の机上面2005aの照度を検出する。
 各室内照明装置2007に1個ずつ設けられた制御部2007cは、互いに接続されている。各室内照明装置2007は、互いに接続された制御部2007cにより、各々の明るさ検出部2007bが検出する机上面2005aの照度が一定の目標照度L0(例えば、平均照度:750lx)になるように、それぞれの室内照明器具2007aのLEDランプの光出力を調整するフィードバック制御を行っている。
 図28は、採光装置によって室内に採光された光(自然光)の照度と、室内照明装置による照度(照明調光システム)との関係を示すグラフである。
 図28に示すように、採光装置2010(自然光の採光)による机上面の照度は、窓から遠くなる程、低下している。一方で、採光装置2010を窓に設置することなく室内の天井に室内照明装置2007(照明調光システム)を設置した場合には、窓から遠くなる程、机上面の照度が上昇する。これら採光装置2010と室内照明装置2007(照明調光システム)とを併用した場合、採光装置2010及び室内照明装置2007(照明調光システム)のいずれか一方を用いた場合よりも、室内における机上面の照度が全体的に上昇していることが分かる。採光装置2010の効果により窓際が最も明るく、窓から離れるに従って明るさの低下が若干みられるが、略一定の照度(平均照度:750lx)が得られている。
 以上述べたように、採光装置2010と照明調光システム(室内照明装置2007)とを併用することにより、室内の奥の方まで光を届けることが可能となり、室内の明るさをさらに向上させることができる。したがって、太陽高度による影響を受けずにより一層安定した明るい光環境が得られる。
 本発明の一態様は、屋外の自然光(太陽光)を屋内に効率良く採り入れると共に、屋内に居る人に眩しさを感じさせずに、屋内の奥の方まで明るく感じさせることが必要な採光装置などに適用することができる。
 1…採光装置 2…スラット 3…支持機構 4,4A~4E…採光スラット 5…採光部 6…遮光スラット 7…遮光部 8…基材 9,9A,9B…突起部 9a…第1の面部 9b…第2の面部 9c…第3の面部 10a…第1の角部 10b…第2の角部 10c…第3の角部 11…基材 12…ラダーコード 13…固定ボックス 14…昇降バー 15a,15b…縦コード 16a,16b…横コード 17…昇降操作部 18…傾動操作部 19…昇降コード 20…孔部 21…窓部 22…操作コード 23…操作レバー 30…光拡散体 31…微粒子 32…光拡散フィルム 40…採光スラット 41…第1の基材 42…第2の基材 1000…部屋モデル 1001…天井 1002…床 1003…窓ガラス 1004…手前の側壁 1005…奥の側壁 1006…室内 M,Ma,Mb…人 G…グレア領域

Claims (15)

  1.  互いに間隔を空けて並んで配置される複数のスラットと、
     前記複数のスラットを鉛直方向に吊り下げ自在に支持する支持機構と、を備え、
     前記複数のスラットのうち少なくも一部が採光スラットにより構成され、
     前記採光スラットは、その一面に対して斜め上方から内部に入射した光を、その他面から外部へと斜め上方に向けて出射する採光装置。
  2.  前記採光スラットは、光透過性を有する基材と、前記基材の一面に並んで配置された複数の突起部と、を有する請求項1に記載の採光装置。
  3.  前記採光スラットは、前記複数の突起部と空気層を挟んで対向する基材を有する請求項2に記載の採光装置。
  4.  前記採光スラットは、その他面から外部へと出射される光を拡散させる光拡散体を有する請求項2又は3に記載の採光装置。
  5.  前記採光スラットは、その長手方向と直交する方向の断面において屈曲又は湾曲した形状を有する請求項1~4の何れか一項に記載の採光装置。
  6.  互いに間隔を空けて並んで配置される複数のスラットと、
     前記複数のスラットを鉛直方向に吊り下げ自在に支持する支持機構と、を備え、
     前記複数のスラットのうち少なくも一部が採光スラットにより構成され、
     前記採光スラットは、その一面に対して斜め上方から内部に入射した光の入射角が、前記一面の法線に対して一定角度以上であるときに、前記一面から外部へと光を出射し、且つ、前記一面の法線に対して一定角度未満であるときに、その他面から外部へと光を出射する採光装置。
  7.  前記採光スラットは、光透過性を有する第1の基材と第2基材とが空気層を挟んで対向して配置されると共に、前記第1の基材と前記第2の基材との対向する面が互いに平行、且つ、当該対向する面が前記一面の法線に対して傾斜した構造を有する請求項6に記載の採光装置。
  8.  前記複数のスラットは、前記採光スラットにより構成される採光部と、前記採光部の下方に位置して、遮光性を有するスラットにより構成される遮光部と、を有する請求項1~7の何れか一項に記載の採光装置。
  9.  前記支持機構は、前記複数のスラットを昇降自在に支持する請求項1~8の何れか一項に記載の採光装置。
  10.  前記支持機構は、前記複数のスラットを傾動自在に支持する請求項1~8の何れか一項に記載の採光装置。
  11.  光透過性を有する基材と、
     前記基材の一面に並んで配置された複数の突起部と、を有し、
     前記基材の一面に対して斜め上方から内部に入射した光を、前記基材の他面から外部へと斜め上方に向けて出射する採光スラット。
  12.  前記複数の突起部と空気層を挟んで対向する基材を有する請求項11に記載の採光スラット。
  13.  前記基材の他面から外部へと出射される光を拡散させる光拡散体を有する請求項11又は12に記載の採光スラット。
  14.  前記基材は、その長手方向と直交する方向の断面において屈曲又は湾曲した形状を有する請求項11~13の何れか一項に記載の採光スラット。
  15.  光透過性を有する第1の基材と第2の基材とが空気層を挟んで対向して配置されると共に、前記第1の基材と前記第2の基材との対向する面が互いに平行、且つ、当該対向する面が前記第1の基材の一面の法線に対して傾斜した構造を有し、
     前記第1の基材の一面に対して斜め上方から内部に入射した光の入射角が、前記第1の基材の一面の法線に対して一定角度以上であるときに、前記第1の基材の一面から外部へと光を出射し、且つ、前記第1の基材の一面の法線に対して一定角度未満であるときに、前記第2の基材の他面から外部へと光を出射する採光スラット。
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