JPH0434804A - 採光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、居住用建物、オフィスビルなどの照明に使用
される採光装置の改良に関するものである。

［従来の技術］ 従来、屋外の光を室内に導く採光装置としては。

たとえば、特開昭５７−１０１８０７号公報に示すよう
に。

放射線の入射面１反射面および射出面を有するプリズム
を備えた太陽光線収集装置において、上記入射面乃至は
反射面には、三次元ホログラムを形成した感光層を配設
し、入射面には通過型の、または９反射面には反射型の
ホログラムを配設し。

ホログラムの構造を内部全反射角θで放射線がプリズム
に入射するように選ぶようにした太陽光線収集装置を用
いて太陽光線を取り込み、このようにして取り込んだ太
陽光線を必要とされる部屋に導くように構成していた。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のものは上記のように透過型ホログラムで構成され
る回折格子を単独で使用しているものであるため、その
出射光を小面積に集光することは困難であり、光搬送設
備を小型化できないという問題点があった。

本発明は、従来のものの上記課題（問題点）を解決する
ようにした採光装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段〕 本発明の採光装置は、太陽光線を室内に導く採光装置に
おいて、この太陽光線を取り入れる採光部に２枚の透過
型の回折格子をその各格子の渭が交叉するように所定間
隔を隔てて配置するように構成される。

［作用］ 本発明では２回折格子を２枚用い、これらの格子の溝が
相互に交叉するように配置したため、採光した光を狭い
面積へと導光されるようになり。

光搬送設備を小型化できるようになった。

［実施例］ 次に１本発明による採光装置を第１図〜第４図に示す一
実施例に基づいて説明する。

第１図は１本発明を使用した住宅の一例であり。

建物は南側に面して、１階の部屋１．２階の部屋２、北
側に風呂３と台所４．地階に地下室５．屋根６には後述
する構成の採光装置ヱを有している。

この建物では、地下室５は当然として、北側にある風呂
３や台所４にも窓が設けてなく１周壁８を充分な厚みの
断熱壁にする一方、これらの部屋の昼間の照明は採光装
置ヱからの光を用い、光拡散装置９．１０．１１によっ
て、光が各部屋３゜４．５に供給されるようになってい
る。

この場合、採光装置ヱとしては９図示のように屋根６に
嵌め込まれたあるいは、屋根上に置かれた採光部１ス、
この採光部１２から光を以降の各室に導く導光ダクト２
０が連結されて構成されている。

ところで１本発明の採光装置ヱでは採光部上ユの構造に
特徴をもつものであるから１次にその構造の詳細につい
て第２図〜第４図を用いて説明する。

すなわち、採光部１２としては、第２図（イ）。

（ロ）に示すように、たとえば格子ピッチの異なる透過
型の第１の回折格子１３を上方に配置し。

この格子１３の両側面から中央の開口部に向けて円弧状
の第１の反射板１４．１４’を設け、上記開口部に格子
ピッチの異なる透過型の第２の回折格子１５を第１の回
折格子１３とは溝方向が直交するように配置する。

１６はこの回折格子１５を取り囲むように下方に向けて
取り付けた第２の反射板である。

１７は第２の反射板１６の下方に配置された導光ダクト
である。

１８は透明のガラス板で、塵埃防止用のもの。

１９はケースである。

上記した第１．第２の各回折格子１３．１５は夫々第３
図（イ）、（ロ）および（ハ）、（ニ）に示すように第
１の回折格子１３は格子ピッチ渭が幅方向に複数列配列
するように形成しているのに対し、第２の回折格子１５
は格子ピッチ溝が幅方向とは直交する方向に配列され、
かつ幅が第１の回折格子１３よりも小に形成するように
した点に相違がある。

なお９本実施例では第２の回折格子１５を第１の回折格
子１３に対して直交するように配置した場合を示したが
、第２の回折格子１５は第１の回折格子１３に対して斜
めに交叉するように配置しても良く、要するに１両回折
格子１３．１５は相互に交叉されるように配置すれば良
い。

なお、上述の格子ピッチの異なる回折格子１３は、第４
図に示すように、ガラス、フィルム等の透明材料よりな
る基板にの表面をフォトレジスト（樹脂）で被覆した後
、上方から照射して格子ピッチの異なる格子１３ａ＋、
１３ａ２・・・をエツチング加工して形成する。

この場合、フォトレジスト層の部分を同図に示すように
正弦波（ｓｉｎ−ｗａｖｅ）状に形成したホログラフィ
ック回折格子の型とするほか１図示しないが矩形波に形
成したラミナー回折格子とすることもでき、そのいずれ
の回折格子でも良いが、実施例としては同図で示すホロ
グラフィック回折格子を適用した場合で以下の説明をす
る。

第１図に戻り、上記のように構成される採光部１ユに導
光ダクト１７を設け、室内供給用の導光ダクト２０に連
通される。

導光ダクト２０に供給された光は同ダクト２０を介して
各室へ導かれるようになっている。

なお９本発明の実施例では、上記のように格子ピッチが
異なる透過型回折格子を用いることにより時間的経過と
共に太陽光線の入射角が変化しても、その室内への導入
に当たっては常に一定方向の光へと変換できるようにし
である。

次に、この原理について第４図を用い補足説明する。同
図に示すように格子ピッチの異なる透過型回折格子１３
の上方から光が照射されるときは。

その入射角を１１回折角をαとした場合ｓｉｎ　ｉ＋ｓ
ｉｎ　ａ　＝λ／Ｐ　−−−（１）が成立する。

但し、λは光の波長、Ｐは格子ピッチである。

第３図のように格子ピッチを設定したときに。

太陽光線の入射角が時間と共に、たとえば１１！＋１３
・・・Ｉｎと変化しても１回折角αは同図に示すように
一定値となる。

一方、格子ピッチＰは一旦設定した後は、これらの値Ｐ
　＋、　Ｐ　２．　Ｐ　３・・・Ｐ、は一定となるため
λ／ｐ＋〜λ／Ｐ、も一定である。

したがって、（１）式から回折角αが０となるように、
各ｉ、〜ｉｎに対するＰを予め設定するようにすれば、
透過光線は、第４図にＱ１〜Ｑ７で示すように透過型回
折格子１３の基板に垂直となる回折角α＝Ｏとなる光線
へと変換することができる。

上記の原理に基づき本発明の採光部上λについての光の
通過状況を説明すると、第２図（ロ）に矢印で示すよう
に、光は採光部１ユ内でまず回折格子１３で回折された
後、直接にあるいは反射板１４．１４°で反射して下方
の回折格子１５へと帯状に集められ、この帯状の光が回
折格子１５で回折された後、直接にあるいは反射板１６
．１６゜で反射して導光ダクト１７へ方形状に鶏められ
る。

このように１本発明ではガラス板１８を介して第１の回
折格子１３に対して大形の方形状面積で入射された光を
反射板１４．１４“を介して反射し、帯状の面積に集光
して第２の回折格子１５へと入射し９次いで反射板１６
，１６°を介して反射し、小形の方形状面積に集光して
導光ダクト１７へと入射させるという工程によって順次
、光を高密度に薬めるようにした点が本発明の特徴であ
り、この動作は第２図（イ）、（ロ）および第３図（ホ
）の構成から明示されている。

なお、第２の回折格子１５を第１の回折格子１３に対し
て斜め交叉となるように配置するように構成した場合に
は、導光ダクト１７への入射面が菱形状となるが、光が
高密度に集光される作用では本実施例のものと同等であ
る。

したがって、第１図の構成のものでは、この採光部１ス
の第１の回折格子１３と反射板１４゜１４°を経て下方
へ導かれた光が第２の回折格子１５と反射板１６．１６
″を経て反射され、以降は導光ダクト１７．２０によっ
て各室へ搬送されることになる。

このように導光ダクト２０を用いて光を各室へ搬送する
方式に代えて、光フアイバ一方式での各室への搬送を行
うようにすることもできる。

この場合は、導光ダクト１７内にフレネルレンズ（図示
せず）を配置し、以降は光ファイバーによって各室へ光
を供給するような構成とすれば良い。

以上のような構成において、昼間は、太陽光線が採光装
置ヱによって集められ、北側の各部屋３゜４．５に搬送
・供給される。

ところで１本発明の実施例では上記のように採光部上λ
としては、格子ピッチの異なる２つの回折格子１３．１
５を備えて構成し、さらにこれらの回折格子１３．１５
の後方に反射板１４．１４’および１６を配置して光を
所要方向へ導くようにしたから、太陽の運行に伴う入射
光線の角度の変化に拘わらず、太陽光線は採光部上ユに
よって平行光線にされて、ダクト２０を介して各室１〜
５へと効率良く導かれる。

また、各回折格子１３．１５をこれらの格子溝を相互に
交叉するように対向配置した結果、採光した光を狭い面
積に集光できるようになっている。

［発明の効果］ 本発明は、上記のように構成したものであるから次のよ
うな優れた効果を有する。

■２つの透過型回折格子は夫々の格子溝が相互に交叉す
る方向となるように対向配置したため。

下側に配置した回折格子は幅方向に狭いものでよくなる
。

したがって採光した光を狭い面積で集光して小面積のダ
クト等で室内に送光できる。このため光搬送設備を小型
化できる。

■しかも本発明の場合、従来のような大掛かりな追尾機
構を備える必要がなく、平面状の採光窓材の上面に設け
る構成で太陽位置に影響されずにほぼ平均した光を取り
入れることができ、安価で、実用性大な装置とすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用する採光装置の全体の構成を示す
模式的な縦断側面図、第２図〜第４図は夫々本発明の一
実施例を示すもので、その内第２図（イ）は採光部上ユ
の斜視図、同図（ロ）は採光部１１の拡大縦断正面図、
第３図（イ）、（ロ）および（ハ）、（ニ）、（ホ）は
夫々第１および第２の回折格子を示すもので、同図（イ
）、（ハ）は夫々平面図、同図（ロ）、（ニ）は夫々正
面図。 側面図、また同図（ホ）は斜視図である。 また、第４図は回折格子の代表として第１の回折格子に
ついての作用を説明するための拡大縦断正面図である。 第１図 ヱ：採光装置 上ユニ採光部 １３：第１の透過型回折格子 １５：第２の透過型回折格子 １４．１４°　：反、肘板 １６．１６°　：反射板 １７．２０：導光ダクト 出馴人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 太陽光線を室内に導く採光装置において、 この太陽光線を取り入れる採光部に２枚の透過型の回折
   格子をその各格子の溝が交叉するように所定間隔を隔て
   て配置するようにしたことを特徴とする採光装置。