JP6192535B2 - 光ダクト及び照明装置 - Google Patents

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本出願は、２０１１年４月２２日に出願された日本国特許出願第２０１１−０９６３５８号の優先権を主張する。

本発明は、光ダクト及び照明装置に関する。

従来から、様々な光ダクトが知られている。例えば下記特許文献１には、光取り出し口の開口面積を、採光口から光ダクトの奥にゆくに従って大きくしたことを特徴とする光ダクト装置が記載されている。また、下記特許文献２には、所定の最大長と所定の発光特性とを有する光ガイド光抽出機構が記載されている。この抽出機構では、所定最大長の抽出機構の所定の末端から取り外されて短尺光ガイドに組み込まれた短尺セグメントにより、その短尺光ガイドがほぼ均一な表面光度を示す。

特開２０００−１４９６２８号公報 米国特許第５９０１２６６号明細書

上記特許文献１，２に記載されているような手法では、採光口から入射した光がダクト内を進むうちに吸収され又は漏洩してしまい、採光口に近い領域と採光口から離れた領域との間で照度の差が大きくなってしまう。そこで、ダクト内で光を効率良く伝達して、該ダクトから外部に放射される光の照度の均一性を高めることが要請されている。

本発明の一態様に係る光ダクトは、少なくとも一つの採光口と、少なくとも一つの開口部とが形成されたダクト本体と、少なくとも一つの開口部のそれぞれに取り付けられた、半鏡面性を有するフィルムとを備える。

この場合、半鏡面性を有するフィルムが少なくとも一つの開口部のそれぞれに取り付けられるので、採光口から入射した光が、開口部において吸収されたり必要以上にダクト外に放射されたりすることなくダクト内を進む。これにより、採光口から離れている領域まで光を効率良く伝達することができ、その結果、光ダクトの全体において照度の均一性を高めることができる。

別の形態に係る光ダクトでは、複数の開口部がダクト本体の長手方向に並んで形成されていてもよい。

さらに別の形態に係る光ダクトでは、フィルムの反射率が０．７０〜０．９０であってもよい。

さらに別の態様に係る光ダクトでは、ダクト本体の内部に面するフィルムの片面がビーズコーティングされていてもよい。

さらに別の態様に係る光ダクトでは、少なくとも採光口に最も近い開口部に、それぞれが偏光性および半鏡面性を有する第１のフィルム及び第２のフィルムが取り付けられており、第２のフィルムが、第１のフィルムに対して０度より大きく且つ９０度未満の角度をなすように、該第１のフィルムに重ねられていてもよい。

さらに別の態様に係る光ダクトでは、複数の開口部のうち連続する２以上の開口部に第１及び第２のフィルムが取り付けられており、連続する２以上の開口部のうち隣り合う任意の二つの開口部について、採光口に近い方の開口部における第１のフィルムと第２のフィルムとの成す角度が、他方の開口部における第１のフィルムと第２のフィルムとの成す角度以上であってもよい。

さらに別の態様に係る光ダクトでは、第１及び第２のフィルムの反射率がそれぞれ０．２０〜０．８０であってもよい。

さらに別の形態に係る光ダクトでは、第１及び第２のフィルムの一方が他方に対して回転可能に設けられており、これにより角度が調整可能であってもよい。

さらに別の形態に係る光ダクトでは、複数の開口部の形状及び寸法が略同一であってもよい。

本発明の一形態に係る照明装置は、上記の光ダクトと、光ダクトに設けられた光源とを備える。

別の形態に係る照明装置では、光源がダクト本体の内部に設けられていてもよい。

さらに別の形態に係る照明装置では、光源が、開口部が形成されているダクト本体の面の下方に設けられていてもよい。

さらに別の形態に係る照明装置は、照度を測定する照度センサと、照度センサにより測定された照度が第１の閾値未満である場合に光源を点灯させ、該照度が第２の閾値以上である場合に光源を消灯させる回路であって、該第２の閾値が該第１の閾値よりも大きい、該回路とを更に備えてもよい。

さらに別の形態に係る照明装置は、照度を測定する照度センサと、照度センサにより測定された照度が第１の閾値未満である場合に光源の輝度を上げ、該測定された照度が第２の閾値以上である場合に光源の輝度を下げる回路であって、該第２の閾値が該第１の閾値よりも大きい、該回路とを更に備える。

本発明の一側面によれば、ダクト内で光を効率良く伝達して、該ダクトから外部に放射される光の照度の均一性を高めることができる。

第１及び第２実施形態に係る光ダクトの例を示す斜視図である。 図１に示す光ダクトの底面図である。 （ａ）〜（ｄ）は第１実施形態に係る光ダクトのＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は第２実施形態に係る光ダクトのＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 第２実施形態に係る２枚の半鏡面性フィルムの位置関係を示す図である。 第３実施形態に係る光ダクト及び第４実施形態に係る照明装置の例を示す斜視図である。 図６に示す光ダクトの正面図である。 図６に示す光ダクトの背面図である。 図６に示す光ダクトの平面図である。 図６に示す光ダクトの底面図である。 図６に示す光ダクトの右側面図である。 図６に示す光ダクトの左側面図である。 第４実施形態に係る照明装置の一例を示す、図１０のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。 第４実施形態に係る照明装置の一例を示す、図１０のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。 第４実施形態に係る照明装置の別の例を示す、図１０のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。 第４実施形態に係る照明装置の別の例を示す、図１０のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。 第４実施形態に係る照明装置の更に別の例を示す、図１０のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。 第４実施形態に係る照明装置の更に別の例を示す、図１０のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。 第４実施形態に係る照明装置の更に別の例を示す底面図である。 図１９のＸＸ−ＸＸ線断面図である。 第４実施形態に係る照明装置の更に別の例を示す、図１０のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。 第４実施形態に係る照明装置の更に別の例を示す底面図である。 図２２のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線断面図である。 第４実施形態に係る照明装置の更に別の例を示す、図１０のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。 第４実施形態に係る照明装置の更に別の例を示す底面図である。 実施例の比較１における光ダクトの構成の概要を示す図である。 実施例の比較２，３における光ダクトの構成の概要を示す図である。 比較２の結果を示すグラフである。 比較３の結果を示すグラフである。 実施例の比較４における照明装置の構成の概要を示す図である。 比較４の結果を示すグラフである。 光ダクト又は照明装置の形状の変形例を示す斜視図である。 光ダクト又は照明装置の形状の変形例を示す斜視図である。 光ダクトの導入例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
まず、図１〜３を用いて、第１実施形態に係る光ダクト１０の構成を説明する。光ダクト１０は、取り入れた光を目的の位置まで搬送してダクト外の空間に放射することで、その光を照明や補助照明として用いるための管状部材である。光ダクト１０は、例えば太陽光を室内の照明に利用するために採用される。もっとも、光ダクト１０により搬送される光は自然光（太陽光）に限定されず、人工光でもよい。

光ダクト１０の一例を図１に示す。図１における光ダクト１０の本体（以下では「ダクト本体」という）１１の断面形状は矩形である。このダクト本体１１の一端には、光Ｌを取り入れるための採光口１２が形成されている。ダクト本体１１の内壁全面には、光をほぼ全反射する反射材がラミネート加工などにより貼られている。図１，２に示すように、ダクト本体１１の長手方向に延びる一面には、光をダクト本体１１の外の空間に放射するための複数の窓１３が、該長手方向に沿って所定の間隔をおいて形成されている。

窓１３は、ダクト本体１１に形成された開口部１４と、その開口部１４を覆う構成要素（光学層）とから成る。各開口部１４の形状及び寸法は同一又は略同一である。光学層の構成は図３に示すようにいくつか考えられる。

図３（ａ）の例では、半鏡面性を有するフィルム（以下では「半鏡面性フィルム」という）２１が光学層として開口部１４に取り付けられている。半鏡面性を有するフィルムとは、吸収などによる光の損失をほとんど生ずることなく、入射光の一部を反射し残りの光を透過するという特性を持つフィルムのことである。したがって、半鏡面性フィルムでは、「（反射光）＋（透過光）≒（入射光）」という関係が成り立つ。

本実施形態では、半鏡面性フィルム２１の半球反射率は０．７０〜０．９０である。ここで、半球反射率とは、フィルム表面への全方向からの入射光の全光束に対する、反射光の全光束の割合である。ダクト本体１１の内部、すなわち空洞内に取り込まれた光は通常、その空洞内の表面上に全方向（全角度）から入射するので、光ダクト１０で用いられる半鏡面性フィルム２１の特性を半球反射率で特徴付けることは都合がよい。なぜなら、半球反射率は、入射角に伴う反射率のばらつきに左右されず、且つそのばらつきを既に考慮しているからである。

この半鏡面性フィルム２１は、例えば、所望の屈折率関係及び所望の反射率特性を生成するように適切な条件下で配向された、共押出ポリマーミクロ層（多層構造）を有する。半鏡面性フィルム２１の作製においては、所望の半球反射率が得られるように、ミクロ層の数や層厚さ特性、屈折率等が適切に選択される。この点から、半鏡面性フィルム２１は、半球反射率及び半球透過率が制御されたフィルムであるともいえる。ただし、半球反射率と半球透過率との和は、ほぼ１である。ここで、半球透過率とは、フィルム表面への全方向からの入射光の全光束に対する、透過光の全光束の割合である。半鏡面性フィルム２１は、偏光フィルムであってもよいし、偏光フィルムでなくてもよい。また、半鏡面性フィルム２１は非対称反射特性を有していてもよいし、対称性を有する多層構造を有していてもよい。

このような半鏡面性フィルム２１の構造や特性については、特表２０１０−５２８４３０号公報にも記載されている。

図３（ｂ）の例では、片面にビーズコーティング２２が施された、偏光性を有する半鏡面性フィルム２１（多層光学フィルム３１）が光学層として開口部１４に取り付けられている。この多層光学フィルム３１は、ビーズコーティング２２がダクト本体１１の内部に面するように開口部１４に取り付けられる。ビーズコーティング２２は、公知の透明樹脂製の微細なビーズ（例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）ビーズ）、またはガラスビーズ等の微粒子を多数含むポリマー結合剤により形成される。ビーズコーティング２２は、ダクト本体１１内の空間に反射される光を拡散させるために用いられる。

図３（ｃ）の例では、片面にビーズコーティング２２が施され、他方の面に透明樹脂製の拡散シート２３が貼り付けられた半鏡面性フィルム２１（多層光学フィルム３２）が光学層として開口部１４に取り付けられている。この多層光学フィルム３２も、ビーズコーティング２２がダクト本体１１の内部に面するように開口部１４に取り付けられる。拡散シート２３に用いる透明樹脂としては、例えばポリカーボネートが挙げられるが、拡散シート２３の材料はこれに限定されない。

図３（ｄ）の例では、光学層は多層光学フィルム３２と透明樹脂製の拡散板４２とを備える。具体的には、断面形状が多層光学フィルム３２と同じであり内側に反射材がラミネート加工された管状部材４１の一端が、その多層光学フィルム３２を覆うようにダクト本体１１に取り付けられる。そして、その管状部材４１の他端に拡散板４２が取り付けられる。したがって、多層光学フィルム３２と拡散板４２との間には空間が形成される。拡散板４２に用いる透明樹脂としては、例えばアクリルが挙げられるが、拡散板４２の材料はこれに限定されない。また、拡散板４２は彩色されていてもよいし、半透明であってもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、半鏡面性フィルム２１が各開口部１４に取り付けられるので、採光口１２から入射した光が、開口部１４において吸収されたり必要以上にダクト本体１１外に放射されたりすることなくダクト本体１１内を進む。これにより、採光口１２から離れている領域まで光を効率良く伝達することができ、その結果、光ダクト１０の全体において照度の均一性を高めることができる。

また、本実施形態によれば、各開口部１４の形状及び寸法を同じにできるので、光ダクト１０を容易に設計および製造することができる。更に、各開口部１４に同じ半鏡面性フィルム２１を取り付ければよいので、光ダクト１０の製造が容易である。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る光ダクト１０について説明する。第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、窓１３の一部を成す光学層の構成である。本実施形態における他の構成は第１実施形態と同じなのでその説明を省略し、以下では、図４，５を用いて光学層の構成について説明する。

図４（ａ）の例では、互いに重ね合わされた第１の半鏡面性フィルム５１及び第２の半鏡面性フィルム５２（以下では「２枚重ねのフィルム５０」ともいう）が光学層として開口部１４に取り付けられている。本実施形態では、第１及び第２の半鏡面性フィルム５１，５２の双方が偏光性を有する。本実施形態では、第１及び第２の半鏡面性フィルム５１，５２の半球反射率の下限は０．２０でもよいし、０．４０でもよいし、０．４５でもよい。半球反射率の上限は０．５５でもよいし、０．６０でもよいし、０．８０でもよい。半鏡面性フィルム５１，５２の半球反射率は同じであってもよいし異なっていてもよい。半鏡面性フィルム５１，５２は、図５に示すように、一方のフィルムが他方のフィルムに対して０度より大きく且つ９０度未満の角度θをなすように重ね合わされる。

図４（ｂ）の例では、片面に透明樹脂製の拡散板６１が貼られた２枚重ねのフィルム５０が光学層として開口部１４に取り付けられている。この場合には、拡散板６１が貼られていない方の面がダクト本体１１の内部に面するように、２枚重ねのフィルム５０が開口部１４に取り付けられる。拡散板６１に用いる透明樹脂としては、例えばアクリルが挙げられるが、拡散板６１の材料はこれに限定されない。また、拡散板６１は彩色されていてもよいし、半透明であってもよい。

図４（ｃ）の例は、光学層が２枚重ねのフィルム５０と拡散板６１とを備える点で図４（ｂ）の例と同様だが、当該フィルム５０及び拡散板６１の位置関係が異なる。具体的には、断面形状が２枚重ねのフィルム５０と同じであり内側に反射材がラミネート加工された管状部材６２の一端が、そのフィルム５０を覆うようにダクト本体１１に取り付けられる。そして、その管状部材６２の他端に拡散板６１が取り付けられる。したがって、２枚重ねのフィルム５０と拡散板６１との間には空間が形成される。

光ダクト１０の設置時において、図４，５に示す第１及び第２の半鏡面性フィルム５１，５２の少なくとも一方は開口部１４の中心点を軸に回転可能である。これは、一方の半鏡面性フィルムが他方に対して回転可能に設けられていることを意味する。このように半鏡面性フィルムを回転可能とすることで、光ダクト１０の設置時に角度θを調整することができる。この角度θは設置後も調整可能であってもよい。

図４に示す２枚重ねのフィルム５０は、少なくとも、採光口に最も近い開口部１４において設けられていればよく、他の開口部１４では、偏光性を有する半鏡面性フィルムを１枚だけ用いてもよい。連続する２以上の開口部１４に２枚重ねのフィルム５０を取り付ける場合には、図５における角度θが採光口１２から遠ざかるに従って次第に小さくなるように、各窓１３において第１及び第２の半鏡面性フィルム５１，５２の位置関係が調整される。すなわち、連続する２以上の開口部１４のうち隣り合う任意の二つの開口部１４について、採光口１２に近い方の開口部１４における角度θは、他方（採光口１２から遠い方）の開口部１４における角度θ以上となる。

あるいは、光ダクト１０の採光口１２とは反対側の端部の状況により、例えば、採光口１２とは反対側の端部に反射材が設けられるような場合は、角度θが採光口１２から遠ざかるに従って次第に小さくなるように調整し、さらに採光口１２から遠ざかる端部に近づくにつれ大きくなるように調整してもよい。このように調整することにより、採光口１２とは反対側の端部付近の照度をより均一にすることができる。

以上説明した本実施形態によっても、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。すなわち、それぞれが半鏡面性を有する２枚重ねのフィルム５０が少なくとも一つの開口部１４に取り付けられるので、採光口１２から入射した光が、開口部１４において吸収されたり必要以上にダクト本体１１外に放射されたりすることなくダクト本体１１内を進む。これにより、採光口１２から離れている領域まで光を効率良く伝達することができ、その結果、光ダクト１０の全体において照度の均一性を高めることができる。

また、本実施形態によれば、各開口部１４の形状及び寸法を同じにできるので、光ダクト１０を容易に設計および製造することができる。また、本実施形態では、各開口部１４において、２枚の半鏡面性フィルム５１，５２が成す角度を変えることで、光ダクト１０全体における照度の均一性を細かく調整することができる。

本実施形態では、光ダクト１０の設置時において第１及び第２の半鏡面性フィルム５１，５２の少なくとも一方が回転可能であったが、これら２枚の半鏡面性フィルムの位置関係が固定されていてもよい。２枚の半鏡面性フィルムが成す角度の調整が完了していてその角度の変更ができない２枚重ねのフィルムを何種類か用意した場合にも、本実施形態と同様の光ダクトを作成できる。例えば、図５に示す角度θが５度ずつあるいは１０度ずつ異なる複数種類の２枚重ねのフィルムを予め用意しておくことが考えられる。

（第３実施形態）
次に、図６〜１２を用いて、第３実施形態に係る光ダクト１００の構成を説明する。光ダクト１００は、複数の窓（開口部）ではなく、ダクト本体の長手方向に沿って延びる一つの窓（開口部）を備えているという点で、第１及び第２実施形態における光ダクト１０と異なる。以下では、第１及び第２実施形態と同様の点については、説明を省略するか又は簡単に説明する。

本実施形態における光ダクト１００の一例を図６〜１２に示す。図６は光ダクト１００の斜視図であり、図７〜１２はその六面図である。光ダクト１００の本体（ダクト本体１１１）は略Ｌ字状を成しており、その断面形状は矩形である。ダクト本体１１１の一端には、光を取り入れるための採光口１１２が形成されている。ダクト本体１１１の他端は閉じられている。ダクト本体１１１の内壁全面には反射材が貼られている。

図６，１０に示すように、室内空間に面するダクト本体１１１の底面には、当該本体１１１の長手方向に沿って延びる一つの窓１１３が形成されている。窓１１３は、ダクト本体１１１に形成された開口部に光学層が取り付けられることで形成されている。光学層の具体的な構成は上記第１実施形態と同様であり、従って、図３に示すような様々な変形が可能である。

本実施形態においても、窓１１３に半鏡面性フィルムが用いられるので、採光口１１２から入射した光が、その窓１１３において吸収されたり、窓１１３の特定の箇所において必要以上にダクト本体１１１外に放射されたりすることなく、ダクト本体１１１内を進む。これにより、採光口１１２から離れている領域まで光を効率良く伝達することができ、その結果、光ダクト１００の全体において照度の均一性を高めることができる。

（第４実施形態）
次に、図１３〜２５を用いて、第４実施形態に係る照明装置の構成を説明する。照明装置は、自然光を取り込んで放出する第３実施形態の光ダクト１００に、人工照明を取り付けた装置である。人工照明は、明るさを補うための光源である。人工照明が光ダクト内部に設けられた場合、自然光と同様に外部に放射される光の照度の均一性を高めることができる。なお、図１３，１５，１７では自然光を符号ＮＬで示している。

人工照明の形状及び取付位置は一つに限定されない。図１３〜２５を用いて、その例をいくつか示す。図１３〜２５はいずれも、光ダクト１００が天井Ｃに埋め込まれるように照明装置が取り付けられた状態を示している。光源そのものの種類は限定されない。例えば、光源は発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよいし、蛍光灯であってもよいし、白熱灯であってもよい。

図１３，１４に示す照明装置２００Ａでは、複数のトラフ型の人工照明（以下では「トラフ型照明」という）２１０が、窓１１３の長手方向に沿って一列に並ぶように、ダクト本体１１１内部の上面に取り付けられている。ダクト本体１１１の長手方向におけるトラフ型照明２１０の取付範囲は、窓１１３の長手方向の寸法と略同じである。

図１５，１６に示す照明装置２００Ｂでは、複数のバー型の人工照明（以下では「バー型照明」という）２２０が、窓１１３の長手方向に沿って一列に並ぶように、ダクト本体１１１内部の上面に取り付けられている。バー型照明２２０は複数のＬＥＤ２２１を有しており、これらのＬＥＤ２２１も窓１１３の長手方向に沿って一列に並んでいる。ダクト本体１１１の長手方向におけるバー型照明２２０の取付範囲は、窓１１３の長手方向の寸法と略同じである。

図１７に示す照明装置２００Ｃでは、複数のダウンライト２３０が、窓１１３の長手方向に沿って一列に並ぶように、ダクト本体１１１内部の上面に取り付けられている。ダウンライト２３０同士の間隔は任意に決めてよい。例えば、ダウンライト２３０からの光が窓１１３の全体に直接的に行き渡るようにその間隔を定めてもよい。

図１８に示す照明装置２００Ｄでは、複数のトラフ型照明２１０が、窓１１３の長手方向に沿って一列に並ぶように、ダクト本体１１１内部の一側面に取り付けられている。この照明装置２００Ｄは照明装置２００Ａの一変形例であるともいえ、照明装置２００Ａとの違いはトラフ型照明２１０の取付位置のみである。

図１９，２０に示す照明装置２００Ｅでは、複数のトラフ型照明２１０が、窓１１３の長手方向に沿って一列に並ぶように、ダクト本体１１１の底面（窓１１３が形成されている面）に取り付けられている。トラフ型照明２１０は、ダクト本体１１１の上方から延びているワイヤ２４０により支持され、室内空間に露出している。

図２１に示す照明装置２００Ｆでは、複数のバー型照明２２０が、窓１１３の長手方向に沿って一列に並ぶように、窓１１３内部に近接した位置に設けられている。バー型照明２２０を取り付けるために、窓１１３の長手方向に沿って延び且つ断面がコ字形（squared U-shaped）の固定具２５０を用いる。この固定具２５０は、その開口部が下方を向くように、ダクト本体１１１の上方から延びているワイヤ２４０により吊られた上で窓１１３の内側に取り付けられる。バー型照明２２０は、ＬＥＤ２２１の光軸が窓１１３とほぼ平行になるように、固定具２５０の内側面に取り付けられる。バー型照明２２０の光がダクト本体１１１内に拡散するのを防ぐために、バー型照明２２０が取り付けられる固定具２５０の内部は、自然光が通るダクト本体１１１内の空間とは隔離されている。固定具２５０の内壁には反射材が貼られる。

図２２，２３に示す照明装置２００Ｇは、図１９，２０に示す照明装置２００Ｅの変形例である。トラフ型照明２１０がダクト本体１１１の外側に取り付けられているという点は照明装置２００Ｅと同じであるが、取付箇所が照明装置２００Ｅと異なる。照明装置２００Ｅではトラフ型照明２１０が窓１１３の幅方向において略中央に取り付けられていたのに対して、照明装置２００Ｇではトラフ型照明２１０が当該幅方向の一端部付近に取り付けられている。このトラフ型照明２１０は、天井Ｃから窓１１３に亘って延びる固定具２５１により、ダクト本体１１１の底面に取り付けられている。

図２４に示す照明装置２００Ｈは、図２１に示す照明装置２００Ｆの変形例である。照明装置２００Ｈが照明装置２００Ｆと異なる点は、ワイヤ２４０が省略され、バー型照明２２０が固定具２５２のみにより取り付けられている、ということである。この照明装置２００Ｈにおいても、バー型照明２２０が取り付けられる固定具２５２の内部は、自然光が通るダクト本体１１１内の空間とは隔離されている。当該内部を区切っている内壁には反射材が貼られる。

このように、本実施形態に係る照明装置の構成は様々であるが、当然ながら、具体的な構造は上記のものに限定されるものではない。

光源を自動的に調光、点灯又は消灯させるための照度センサを上記の任意の照明装置に取り付けてもよい。例えば図２５に示すように、図１３，１４に示す照明装置２００Ａを天井Ｃに取り付けるとともに、室内空間の照度を測定する照度センサ３００をその天井Ｃに取り付けてもよい。

図２５の例では、各照度センサ３００が配線３１０により各トラフ型照明２１０と電気的に接続されている。各トラフ型照明２１０は、対応する照度センサ３００により測定された照度に応じて調光、点灯又は消灯を行うための回路（図示せず）を備えている。この回路は、測定された照度が第１の閾値Ｔｈ１未満になった時にトラフ型照明２１０を点灯させるか又はその輝度を上げ、その照度が第２の閾値Ｔｈ２（ただし、Ｔｈ２＞Ｔｈ１）以上になった時にトラフ型照明２１０を消灯させるか又はその輝度を下げるための回路である。

以上説明したように、本実施形態では第３実施形態と同様の光ダクトを用いているので、その第３実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、採光口１１２から入射した自然光が、窓１１３において吸収されたり、窓１１３の特定の箇所において必要以上にダクト本体１１１外に放射されたりすることなく、ダクト本体１１１内を進む。これにより、採光口１１２から離れている領域まで自然光を効率良く伝達することができ、その結果、光ダクト１００の全体において自然光の照度の均一性を高めることができる。

また、本実施形態では光ダクト１００に人工照明が設けられているので、自然光だけでは明るさが不足する場合にその人工照明を調光、又は点灯させることで、任意の時間帯において必要な明るさを得ることができる。照度センサ３００及び回路を設けた場合には、自然光の強さに応じて人工照明を自動的に調光、点灯又は消灯させることができるので、照明装置の利便性がより向上する。

以下に、光ダクトに関する実施例を示すが、その光ダクトの構成は下記の実施例に限定されるものではない。実施例１−１，１−２における光ダクトは上記第１実施形態に示すものに対応し、実施例２−１，３−１における光ダクトは上記第２実施形態に示すものに対応する。実施例４−１における照明装置は上記第４実施形態に示すものに対応する。

（実施例１−１）
ミラーフィルム（スリーエム社製のＤＦ２０００ＭＡ）がラミネート加工された厚さ５ｍｍのポリスチレン製の板材を用いて、ダクト本体を作製した。ダクト本体の断面形状は２００ｍｍ×２００ｍｍの正方形とし、長さは３０００ｍｍとした。このダクト本体の一側面に、１５０ｍｍ×１５０ｍｍの窓を三つ形成した。光ダクトの両端に関して、一端部から、該端部に一番近い窓までの距離は４２５ｍｍであった。隣り合う窓間の距離は８５０ｍｍであった。以下では、各窓を、光源に近い方から順に窓１、窓２、及び窓３として示す。窓３に近い方の光ダクトの端部は上記板材により閉じた。このようなダクト本体の構成の概要を図２６に示す。

各窓には、図３（ｄ）に示すような光学層を設けた。多層光学フィルム３２として、半球反射率が約０．７５であり且つ偏光性を有する半鏡面性フィルムを含む、スリーエム社製の多層光学フィルムを用いた。拡散板には、三菱レーヨン社製のＡｃｒｙｌｉｔｅ（登録商標）ＥＸ４３２（乳白色）を用いた。開口部と拡散板との距離は５０ｍｍとした。

（実施例１−２）
実施例１−１と同様に、ダクト本体を作製し、窓１〜３を形成した。実施例１−１と異なる点は、窓１において、スリーエム社製の多層光学フィルムの拡散シート側に、追加の拡散板（ＥＸ４３２）を貼り付けたことである。したがって、窓１では拡散板を２枚用いたことになる。窓２，３における光学層は、実施例１−１におけるものと同じとした。

（比較例１−１）
実施例１−１と同様に、ダクト本体を作製し、窓１〜３を形成した。実施例１−１と異なる点は、多層光学フィルムに代えて、小さな孔が二次元状に規則正しく配列された有孔ミラーフィルム（スリーエム社製のＥＳＲ）を用いたことである。有孔ミラーフィルムの開口率は、窓１〜３において、それぞれ５０％、７０％、及び８０％とした。

（比較例１−２）
実施例１−１と同様に、ダクト本体を作製し、窓１〜３を形成した。実施例１−１と異なる点は、多層光学フィルムを取り付けなかったことである。したがって、開口部は、そこから５０ｍｍ離れた拡散板によってのみ覆われたことになる。

（各窓における照度の比較（比較１））
実施例１−１，１−２、及び比較例１−１，１−２において作製された各光ダクトに対して同一の条件で光源（１１０Ｖ／４０Ｗの白熱電球（朝日電器社製））を設置した。具体的には、光軸が、三つの窓が形成された面と４５度の角度を成すように、窓１に近い光ダクトの一端に光源を設置した。そして、各光ダクトについて、光源を点灯させてから１０分後に、各拡散板表面での照度を照度計（コニカミノルタ社製のＣＬ−２００）により測定した。照度の測定点は、各拡散板の表面において３箇所設けた。窓１について言うと、拡散板の中心を測定点１−２とし、光ダクトの長手方向に沿ってその中心から光源に向かって６０ｍｍ進んだ箇所を測定点１−１とし、光ダクトの長手方向に沿ってその中心から反対に６０ｍｍ進んだ箇所を測定点１−３とした。窓２，３についても、同様に測定点２−１乃至２−３及び３−１乃至３−３を設けた。図２６では各測定点が×印で示されている。

実施例１−１，１−２、及び比較例１−１，１−２の各光ダクトについての各測定点での照度を下記表１に示す。

実施例１−１，１−２、及び比較例１−１，１−２の各光ダクトについての、各窓での平均照度及び標準偏差と、その平均照度及び標準偏差の各平均値とを下記表２に示す。

（実施例２−１）
ミラーフィルム（スリーエム社製のＥＳＲ）がラミネート加工された厚さ５ｍｍのポリスチレン製の板材を用いて、ダクト本体を作製した。ダクト本体の断面形状は２００ｍｍ×２００ｍｍの正方形とし、長さは３３００ｍｍとした。このダクト本体の一側面に、１００ｍｍ×１００ｍｍの窓を六つ形成した。光ダクトの両端に関して、一端部から、該端部に一番近い窓までの距離は２２５ｍｍであった。隣り合う窓間の距離は４５０ｍｍであった。以下では、各窓を、光源に近い方から順に窓１、窓２、…、窓６として示す。窓６に近い方の光ダクトの端部は開放した。このようなダクト本体の構成の概要を図２７に示す。

窓１〜５には、図４（ｂ）に示すような光学層を取り付けた。第１及び第２の半鏡面性フィルムには、反射率が約０．５０であり且つ偏光性を有するスリーエム社製のＤＢＥＦを用いた。拡散板には、三菱レーヨン社製のＡｃｒｙｌｉｔｅ（登録商標）ＥＸ４３２（白）を用いた。窓１〜５において、２枚の半鏡面性フィルムが成す角度をそれぞれ、７０度、６０度、５０度、５０度、及び３５度とした。一方、窓６には、１枚の半鏡面性フィルム（ＤＢＥＦ）に１枚の白の拡散板（ＥＸ４３２）を貼り付けて成る光学層を取り付けた。

（比較例２−１）
実施例２−１と同様に、ダクト本体を作製し、窓１〜６を形成した。実施例２−１と異なる点は、すべての窓において、１枚の偏光性を有する半鏡面性フィルム（ＤＢＥＦ）と１枚の白の拡散板（ＥＸ４３２）とから成る光学層を取り付けたことである。これは、実施例２−１における窓６における光学層を、すべての窓に適用したことを意味する。

（比較例２−２）
実施例２−１と同様に、ダクト本体を作製し、窓１〜６を形成した。実施例２−１と異なる点は、すべての窓において、１枚の白の拡散板（ＥＸ４３２）のみから成る光学層を取り付けたことである。

（各窓における照度の比較（比較２））
実施例２−１，及び比較例２−１，２−２において作製された各光ダクトに対して同一の条件で光源（１１０Ｖ／４０Ｗの白熱電球（朝日電器社製））を設置した。具体的には、光軸が光ダクトの長手方向と一致するように、窓１に近い光ダクトの一端に光源を設置した。そして、光源を点灯させてから１０分後に、各拡散板の表面の中心での照度を照度計（コニカミノルタ社製のＣＬ−２００）により測定した。この測定結果を下記表３及び図２８に示す。

（実施例３−１）
実施例２−１と同様に、ダクト本体を作製し、窓１〜６を形成した。窓１〜５における２枚の半鏡面性フィルム（それぞれの反射率が約０．５０である２枚のＤＢＥＦ）が成す角度はそれぞれ、７０度、５０度、４５度、４５度、及び２０度とした。窓６の構成は実施例２−１と同じとした。

（比較例３−１）
実施例３−１と同様に、ダクト本体を作製し、窓１〜６を形成した。実施例３−１と異なる点は、半鏡面性フィルムに代えて、小さな孔が二次元状に規則正しく配列された有孔ミラーフィルム（スリーエム社製のＥＳＲ）を用いたことである。有孔ミラーフィルムの開口率は、窓１〜５において、それぞれ３０％、５０％、７０％、８０％、及び９０％とした。窓６では、有孔ミラーフィルムを用いることなく白の拡散板（ＥＸ４３２）のみを取り付けた。

（比較例３−２）
比較例２−２と同じ光ダクトを用いた。

（各窓における照度の比較（比較３））
実施例３−１，及び比較例３−１，３−２において作製された各光ダクトに対して、上記比較２と同様に光源を設置して点灯させ、光源を点灯させてから１０分後に、各拡散板の表面の中心での照度を照度計（コニカミノルタ社製のＣＬ−２００）により測定した。この測定結果を下記表４及び図２９に示す。

（実施例４−１）
図３０に示すような照明装置を作製した。具体的には、ミラーフィルム（スリーエム社製のＤＦ２０００ＭＡ）がラミネート加工された厚さ５ｍｍのポリスチレン製の板材を用いて、Ｌ字状のダクト本体を作製した。ダクト本体の断面形状は幅６５ｍｍ×高さ４５ｍｍの矩形とし、総延長は８１５ｍｍとした。一端部に形成した採光口から角までの長さ（鉛直部分の長さ）は２５５ｍｍであり、その角から他端部までの長さ（水平方向の長さ）は５６０ｍｍであった。なお、当該他端部は上記板材により閉じた。

このダクト本体の水平部分の底面に５００ｍｍ×５５ｍｍの窓を形成した。この窓には、図３（ｃ）に示すような光学層を設けた。光学層として、半球反射率が約０．７５であり（したがって、半球透過率は約０．２５）且つ偏光性を有する半鏡面性フィルムを含む、スリーエム社製の多層光学フィルムを用いた。

ダクト本体の水平部分の一つの内側面には二つのバー型照明を人工照明として取り付けた。このバー型照明は、１２個のＬＥＤ（日亜化学工業社製のＮＳ６Ｗ０８３Ｂ。１１０Ｖ／１２Ｗ）が一列に並んだ照明装置である。したがって、この人工照明は合計２４個のＬＥＤを備えている。ＬＥＤ同士の間隔は２０ｍｍとした。

（比較例４−１）
実施例４−１と同様に、ダクト本体を作製し、窓を形成し、人工照明を取り付けた。実施例４−１と異なる点は、多層光学フィルムに代えて、透過率が約３０％である光拡散フィルム（スリーエム社製の３６３５−３０）を用いたことである。

（比較例４−２）
実施例４−１と同様に、ダクト本体を作製し、窓を形成し、人工照明を取り付けた。実施例４−１と異なる点は、多層光学フィルムに代えて、透過率が約８７％であるアクリル・シート（クラレ社製の４２２Ｌ）を用いたことである。

（比較例４−３）
実施例４−１と同様に、ダクト本体を作製し、窓を形成し、人工照明を取り付けた。実施例４−１と異なる点は、多層光学フィルムに代えて、透過率が約５５％であるアクリル・シート（住友化学社製のＥ０３２）を用いたことである。

（窓における照度の比較（比較４））
実施例４−１、及び比較例４−１〜４−３において作製された各照明装置に、１１０Ｖ／３５Ｗのハロゲン・ランプ（ウシオライティング社製）を、自然光を模した光源として設置した。具体的には、光軸が光ダクトの一側面と４５度の角度を成すようにそのハロゲン・ランプを採光口に設置した。そして、各照明装置について、光源を点灯させてから１０分後に、窓表面での照度を照度計（コニカミノルタ社製のＣＬ−２００）により測定した。照度の測定点は、窓の表面において５箇所設けた。具体的には、採光口に近い方の窓の端部から３５ｍｍ離れた箇所に測定点Ａを設け、この測定点Ａから１１０ｍｍ進む毎に測定点Ｂ〜Ｅを設けた。各測定点Ａ〜Ｅはいずれも、窓の幅方向において略中央に位置している。図３０では各測定点が丸印で示されている。

まず、ハロゲン・ランプのみを点灯させた場合（自然光のみの利用を想定した場合）の各測定点での照度を下記表５及び図３１に示す。また、５地点での照度の平均及び標準偏差を表５に示す。

次に、ハロゲン・ランプ及びバー型照明のすべてを点灯させた場合（人工光を自然光の補助として用いることを想定した場合）の、各測定点での照度と、その平均及び標準偏差とを下記表６に示す。

以上、本発明の実施形態及び実施例を詳細に説明した。しかし、本発明は上記の実施形態及び実施例に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

光ダクトの形状や寸法は上記実施形態及び実施例に限定されない。例えば、ダクト本体はその長手方向に沿って直線状である必要はなく、全体又は一部が曲がっていてもよい。また、ダクト本体が途中で分岐していてもよい。更にダクト本体の断面形状が矩形以外（例えば円）であってもよい。

窓（開口部）の位置や形状も任意である。例えば、矩形以外（例えば円）の形状の窓を任意の位置に形成してもよい。複数の窓を設ける場合には、隣り合う二つの窓の間隔は同じでなくてもよい。窓は一列に正確に並んでいる必要はなく、ダクト本体の幅方向における窓の位置が互いに異なっていてもよい。また、ダクト本体の長手方向に沿って並ぶ窓の列が２列以上であってもよい。

採光口の位置はダクト本体の長手方向の一端部である必要はなく、長手方向における途中の任意の地点に採光口が形成されてもよい。また、採光口の個数は複数でもよい。

したがって、光ダクトを設置場所に応じて設計することができる。図３２に示す、二つの隣接するＬ字状の光ダクトからなるＴ字状の光ダクト又は照明装置４００や、図３３に示す直線状の光ダクト又は照明装置４１０は、第３又は第４実施形態の変形である。図３４に示す光ダクト１０は第１又は第２実施形態の変形であり、この光ダクト１０は、太陽光Ｌを室内に取り入れるために建物Ｂ内に配置されている。

複数の窓が形成されている光ダクト（例えば、第１及び第２実施形態に係る光ダクト１０）と上記第４実施形態における各種の人工照明とを備える照明装置も、本発明の範囲内である。

１０…光ダクト、１１…ダクト本体、１２…採光口、１３…窓、１４…開口部、２１…半鏡面性フィルム、２２…ビーズコーティング、２３…拡散シート、３１，３２…多層光学フィルム、４１…管状部材、４２…拡散板、５０…２枚重ねのフィルム、５１…第１の半鏡面性フィルム、５２…第２の半鏡面性フィルム、６１…拡散板、６２…管状部材、１００…光ダクト、１１１…ダクト本体、１１２…採光口、１１３…窓、２００Ａ〜２００Ｈ…照明装置、２１０…トラフ型照明（光源）、２２０…バー型照明（光源）、２３０…ダウンライト（光源）、３００…照度センサ、４００及び４１０…光ダクト又は照明装置。

Claims (10)

1. 少なくとも一つの採光口と、少なくとも一つの開口部とが形成されたダクト本体と、
   前記少なくとも一つの開口部のそれぞれに取り付けられた、半鏡面性を有するフィルムと
   を備え、
   複数の前記開口部が前記ダクト本体の長手方向に並んで形成されており、
   少なくとも前記採光口に最も近い前記開口部に、それぞれが偏光性および半鏡面性を有する第１のフィルム及び第２のフィルムが取り付けられており、
   前記第２のフィルムが、前記第１のフィルムに対して０度より大きく且つ９０度未満の角度をなすように、該第１のフィルムに重ねられている、
   光ダクト。
2. 前記複数の開口部のうち連続する２以上の開口部に前記第１及び第２のフィルムが取り付けられており、
   前記連続する２以上の開口部のうち隣り合う任意の二つの開口部について、前記採光口に近い方の開口部における前記第１のフィルムと前記第２のフィルムとの成す角度が、他方の開口部における前記第１のフィルムと前記第２のフィルムとの成す角度以上である、
   請求項１に記載の光ダクト。
3. 前記第１及び第２のフィルムの半球反射率がそれぞれ０．２０〜０．８０である、
   請求項１又は２に記載の光ダクト。
4. 前記第１及び第２のフィルムの一方が他方に対して回転可能に設けられており、これにより前記角度が調整可能である、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ダクト。
5. 前記複数の開口部の形状及び寸法が略同一である、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ダクト。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ダクトと、
   前記光ダクトに設けられた光源と
   を備える照明装置。
7. 前記光源が前記ダクト本体の内部に設けられている、
   請求項６に記載の照明装置。
8. 前記光源が、前記開口部が形成されている前記ダクト本体の面の下方に設けられている、
   請求項６に記載の照明装置。
9. 照度を測定する照度センサと、
   前記照度センサにより測定された照度が第１の閾値未満である場合に前記光源を点灯させ、該照度が第２の閾値以上である場合に前記光源を消灯させる回路であって、該第２の閾値が該第１の閾値よりも大きい、該回路と
   を更に備える請求項６〜８のいずれか一項に記載の照明装置。
10. 照度を測定する照度センサと、
    前記照度センサにより測定された照度が第１の閾値未満である場合に前記光源の輝度を上げ、該測定された照度が第２の閾値以上である場合に前記光源の輝度を下げる回路であって、該第２の閾値が該第１の閾値よりも大きい、該回路と
    を更に備える請求項６〜８のいずれか一項に記載の照明装置。

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