JPH11149809A

JPH11149809A - 採光装置

Info

Publication number: JPH11149809A
Application number: JP9314033A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Yokoya; 良二横谷
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-11-14
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 1999-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】太陽を追尾することなく太陽光を容易に採光口
に導くことができ、小型の採光口でも有効に採光可能と
する。【解決手段】建物に長手方向が南北方向に略一致した矩
形の採光口１０が設けられ、その採光口１０の上に採光
装置が設置される。採光装置は、１次反射鏡１、２次反
射鏡２並びに採光口１０を覆うように採光口１０の上方
に設置されるカバー３から構成される。太陽高度が１次
反射鏡１の傾斜角θ（＝６０°）よりも高くなると、１
次反射鏡１の鏡面１ａで反射される太陽光が２次反射鏡
２の鏡面２ａに入射する。２次反射鏡２が放物面形状で
あるから、１次反射光の一部が２次反射鏡２の鏡面２ａ
で反射しその反射光が全て２次反射鏡２の焦点よりも２
次反射鏡２側を通り、２次反射光の全てがその下方に位
置する採光口１０に入射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建物に設けられた
採光口に太陽光を導く採光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２７は任意の１日における太陽の軌跡
（日の出から日没までの太陽が通る道筋）を表した模式
図である。太陽の軌跡は季節によって変化し、その変化
は春分及び秋分の頃を中心として夏至並びに冬至の頃に
最大となるが、その変化はさほど大きなものではなく、
１日の中では東から西へ一平面上を移動している。

【０００３】ところで、従来より太陽光を建物の中に導
いて採光する装置が種々提案されている。例えば、特開
平７−２７４２５号公報に記載されている集光装置及び
蓄熱装置は、拠物鏡（放物面鏡）で太陽光を１次反射さ
せるとともに、この１次反射光を拠物鏡内面側に設置さ
れた凹面鏡で２次反射させ、拠物鏡中央部に設けた開口
部に導光するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載されている従来装置では、拠物鏡の焦点を通る
拠物鏡の対称軸に平行な光が凹面鏡近傍の焦点に集光さ
れ、凹面鏡を介して拠物鏡の開口部に設けられた光ファ
イバ等の光伝送手段に導光することができるが、拠物鏡
に入射する光が上記対称軸方向からずれるにつれて拠物
鏡での１次反射光が焦点付近に集光しなくなり、よって
凹面鏡に入射する光も少なくなるために光伝送手段への
導光量も減少してしまう。

【０００５】従って、上記従来装置では太陽を追尾しな
い限りは、太陽の移動に伴う拠物鏡での１次反射光の焦
点からのずれに対応できず、安定した採光ができないと
いう問題がある。本発明は上記問題に鑑みて為されたも
のであり、その目的とするところは、太陽を追尾するこ
となく太陽光を容易に採光口に導くことができ、小型の
採光口でも有効に採光可能な採光装置を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、建物に設けられた採光口の東西
方向に対向する端部の少なくとも一方の近傍に下端が設
置され且つ上端が東西方向の採光口の外側に傾斜する１
次反射鏡と、採光口の東西方向に対向する端部のうち１
次反射鏡の下端に対向する端部と１次反射鏡の間に１次
反射鏡の下端と略平行な下端を有し且つ１次反射鏡に近
接する側に上端を有する放物面鏡より成る２次反射鏡と
を備えた採光装置であって、１次反射鏡は、上端及び下
端の南北方向の長さが少なくとも採光口の南北方向の長
さと略同一であって、下端が採光口の法線方向に対して
採光口と略同じ高さに設置され且つ東西方向に対して少
なくとも採光口の端部より外側に位置し、上端が少なく
とも２次反射鏡の上端より上方に位置するように形成さ
れ、２次反射鏡は、上端及び下端の南北方向の長さが少
なくとも採光口の南北方向の長さと略同一であって、法
線方向に対して採光口の外側に位置するとともに上端が
少なくとも１次反射鏡の上端より採光口側にあり、焦点
が法線方向に対して採光口の外側になく且つ東西方向に
対して採光口の端部より内側に位置するように形成され
たことを特徴とし、太陽高度が水平面と１次反射鏡との
なす角度よりも大きくなったときに１次反射鏡の反射光
の少なくとも一部が２次反射鏡で反射されて採光口に導
かれ、太陽を追尾することなく太陽光を容易に採光口に
導くことができ、小型の採光口でも有効に採光が可能と
なる。しかも、１次反射鏡が水平面となす角度を変える
ことで採光範囲並びに採光量を容易に調整することがで
きる。

【０００７】なお、請求項２の発明のように、１次反射
鏡は平面鏡から成るものであることが望ましい。また、
請求項３の発明のように、１次反射鏡の水平面とのなす
角度を４５°以上とすれば、昼間の採光量を確保しつつ
可能な限り採光範囲を拡げることができる。

【０００８】さらに、請求項４の発明のように、２次反
射鏡の上端が、東西方向に対向する採光口の一方の端部
の略真上に位置するようにすることが望ましい。請求項
５の発明は、請求項１〜４の何れかの発明において、採
光口の東西方向略中央に対して東西両側に１次反射鏡及
び２次反射鏡が設けられたことを特徴とし、採光範囲を
さらに拡げ且つ採光量を増大させることができる。

【０００９】請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか
の発明において、１次反射鏡の北側に設置される補助反
射鏡と、一方の面に複数のプリズムを有し１次反射鏡の
南側に設置される鋸歯状プリズムとの少なくとも一方を
備えたことを特徴とし、季節による太陽の軌跡の変化に
対して補助反射鏡や鋸歯状プリズムにより採光量の減少
を抑えることができ、年間を通じて安定した採光が可能
となる。

【００１０】請求項７の発明は、請求項１〜６の何れか
の発明において、１次反射鏡及び２次反射鏡の少なくと
も一方がプリズムにて形成されたことを特徴とし、採光
範囲をさらに拡げることができる。請求項８の発明は、
請求項１〜７の何れかの発明において、１次反射鏡と水
平面とのなす角度を略６０°としたことを特徴とし、比
較的に効率良く採光することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】（実施形態１）図１に本発明の実
施形態１の斜視図を示す。家屋やビルディング等の建物
に長手方向が南北方向に略一致した矩形の採光口１０が
設けられ、その採光口１０の上に本実施形態の採光装置
が設置される。この採光装置は、矩形のアルミ板の片面
に銀を蒸着して正反射率の高い鏡面１ａが形成された１
次反射鏡１と、断面形状が放物線となる面（以下、この
ような面を「放物面」と呼ぶ。）を有する矩形のアルミ
板の内側面に銀を蒸着して正反射率の高い鏡面２ａが形
成された放物面鏡から成る２次反射鏡２と、ガラスやア
クリル樹脂のような透光性を有する部材により蒲鉾型に
形成され、１次反射鏡１、２次反射鏡２並びに採光口１
０を覆うように採光口１０の上方に設置されるカバー３
とを備えている。

【００１２】１次反射鏡１は、長手方向に対向する一方
の端（下端）が採光口１０の東側の端部近傍に設置さ
れ、他方の端（上端）が採光口１０の外側（東側）へ採
光口１０を含む平面とのなす角度が６０°となるように
傾斜させてある。また、１次反射鏡１の上端及び下端の
長さは採光口１０の長手方向の長さ（南北方向の長さ）
と略同一にしてあり、さらに採光口１０を含む平面と上
端との距離（高さ）が後述する２次反射鏡２の高さの２
倍にしてある。

【００１３】一方、２次反射鏡２は、採光口１０の西側
の端部近傍に下端が設置され、鉛直線を軸とし焦点が採
光口１０の東端と一致するような放物面を有している。
また２次反射鏡２の上端及び下端の長さは採光口１０の
長手方向の長さ（南北方向の長さ）と略同一にしてあ
り、さらに採光口１０を含む平面と２次反射鏡２の上端
との距離（高さ）が南北方向に対向する採光口１０端部
の長さの２倍にしてある。このため、２次反射鏡２の上
端が採光口１０の東端の真上に位置することとなる。

【００１４】ここで本実施形態の採光装置は、１次反射
鏡１及び２次反射鏡２が春分及び秋分の頃の太陽の軌跡
面Ｍ（図２７参照）と直交するとともに採光口１０に対
する垂線が春分及び秋分の南中方向を向くように設置し
てある。なお、１次反射鏡１及び２次反射鏡２は銀の代
わりにアルミを蒸着したり、あるいはアルミ板の代わり
に鋼板やステンレス板の表面にアルミや銀を蒸着して成
るものでもよい。また、本実施形態を含めて以下の全て
の実施形態において、採光口１０は建物に直接取り付け
られる所謂採光窓を意味するものではなく、採光装置の
真下に設けられた太陽光の取り入れ口である。

【００１５】本実施形態においては、太陽高度が採光口
１０を含む面と１次反射鏡１のなす角（＝６０°、この
角を傾斜角θと呼ぶ。）よりも高くなると、図２（ａ）
に示すように１次反射鏡１の鏡面１ａで反射される太陽
光（１次反射光）が２次反射鏡２の鏡面２ａに入射する
ようになる。而して、２次反射鏡２が放物面形状である
から、１次反射光の一部が２次反射鏡２の鏡面２ａに対
して採光口１０を含む平面よりも上からの角度で入射し
た場合にその反射光（２次反射光）が全て２次反射鏡２
の焦点よりも２次反射鏡２側を通ることになる。さらに
２次反射鏡２の焦点が採光口１０の東西方向の端部より
も内側で且つ採光口１０を含む平面以下（下方）に位置
するため、１次反射光の入射角度が採光口１０を含む平
面よりも上方向であれば、２次反射鏡２による２次反射
光の全てがその下方に位置する採光口１０に入射するこ
とになる。なお、太陽高度が上記傾斜角θ近傍である場
合には、採光装置による採光以外に１次反射鏡１と２次
反射鏡２の隙間から直接採光口１０に入射する光（太陽
光）もあり、全体の採光量は１次反射鏡１と２次反射鏡
２の反射による採光量と上記直接光による採光量との和
になる。

【００１６】ここで、採光装置の有無による採光量の違
いを比較する場合、採光口１０並びに１次反射鏡１の受
光面積の太陽光に垂直な平面への正射影の面積で表すこ
とができ、図２及び図３に示すように採光装置を用いた
場合の方が採光口１０のみで採光する場合に比較して採
光量が増加することは明らかである。また、採光装置に
より採光が可能な太陽高度の範囲（以下、これを「採光
範囲」と呼ぶ。）は、本実施形態の場合には太陽光が１
次反射鏡１の鏡面１ａに入射する角度（＝６０°）か
ら、１次反射光が採光口１０に対して略水平方向に反射
される角度（＝１２０°）までの間である。但し、上記
角度は東方向を０°として規定している。また、本実施
形態においては、太陽高度が９０°を越えると２次反射
鏡２によって遮られるために１次反射鏡１の鏡面１ａに
入射する太陽光が少なくなり、採光量も減少する（図２
（ｂ）参照）。従って、効率良く採光できる採光範囲は
６０°〜９０°の間ということになる。

【００１７】本実施形態によれば、太陽光を容易に集光
し小型の採光口１０であっても有効に採光することがで
き、単位面積当たりの採光量を増加させることが可能と
なる。また、太陽の移動に関わらず、採光装置を固定し
た状態で安定して採光することができる。但し、簡易な
可動構造を具備することでより安定した採光が可能とな
る。さらに、構成が簡単であることからコストが安く、
且つ軽量であって屋根等に設置する場合にも施工がし易
いなどの利点がある。しかも、１次反射鏡１の傾斜角θ
を変えることで採光範囲や採光量を容易に調整すること
ができる。

【００１８】なお、１次反射鏡１の長手方向の寸法は本
実施形態に限定されるものではなく、長ければ長い程採
光時間の初期（太陽高度が低い期間）における採光量を
増加させることができるが、長さの増加量に対する採光
量の増加の割合は小さい。また、１次反射鏡１の上端及
び下端の長さも採光口１０の長手方向の長さよりも長く
してもよい。その場合には、季節に応じて太陽の軌跡面
Ｍが南北方向にずれて本実施形態の採光装置に対して太
陽光が斜め方向から入射した場合でも安定した採光が可
能となる。さらに、本実施形態とは逆に１次反射鏡１を
採光口１０の西端近傍に設置するとともに２次反射鏡２
を採光口１０の東端近傍に設置するようにしてもよく、
その場合には採光範囲が変化するものの同様の効果を奏
することができる。

【００１９】（実施形態２）本実施形態は、実施形態１
の構成において、図４に示すように１次反射鏡１の傾斜
角θを４５°とすることにより、昼間にも充分な採光量
を確保しつつ可能な限り採光範囲を拡げるようにした点
に特徴があり、他の構成は実施形態１と共通であるから
説明は省略する。

【００２０】図５（ｃ）に示すように、太陽光が鉛直方
向から１次反射鏡１の鏡面１ａに入射する場合（およそ
正午頃）、鏡面１ａでの１次反射光が採光口１０に対し
て略水平となるため、このときの太陽高度が採光範囲の
上限となる。また、このことから１次反射鏡１の傾斜角
θが４５°以下になると、正午頃の太陽光の１次反射光
が採光口１０を含む平面に対して上向きとなり、２次反
射鏡２の鏡面２ａに対しては採光口１０を含む平面より
下方向からの入射光となるため、２次反射鏡２の鏡面２
ａにおける２次反射光が採光口１０の外側に照射され、
採光口１０から採光することができない。従って、図５
（ａ）及び（ｂ）に示すように昼間にも充分な採光量を
確保しつつ可能な限り採光範囲を拡げることができる１
次反射鏡１の傾斜角θの下限値が４５°ということにな
る。

【００２１】（実施形態３）図６に本発明の実施形態３
の斜視図を示す。本実施形態は、採光口１０の東西方向
略中央に対して東西両側に１次反射鏡１₁，１₂及び２
次反射鏡２₁，２₂を設けた点に特徴があり、基本的な
構成に関しては実施形態１と共通であるので、共通する
部分については同一の符号を付して説明を省略する。

【００２２】図６及び図７に示すように、採光口１０の
東西両端近傍に各々採光口１０を含む平面に対して所定
の傾斜角θで採光口１０の外側に傾斜するように１次反
射鏡１₁，１₂の下端が設置されるとともに、各１次反
射鏡１₁，１₂の鏡面１ａと鏡面２ａが対向するように
２次反射鏡２₁，２₂の下端が採光口１０の東西方向略
中央に設置されている。

【００２３】而して本実施形態では、太陽が東寄りにあ
る場合には東側の１次反射鏡１₁並びに２次反射鏡２₁
で採光し、太陽が西寄りにある場合には西側の１次反射
鏡１ ₂並びに２次反射鏡２₂で採光するため、実施形態
１に比較して採光範囲を約２倍にすることができる。但
し、１次反射鏡１₁，１₂の傾斜角θ₁，θ₂を調節す
ることにより、全ての反射鏡１₁…を用いて採光するこ
とができ、効率の良い採光が可能となる。

【００２４】なお、図８及び図９に示すように、１次反
射鏡１₁，１₂の傾斜角θ₁，θ₂をそれぞれ４５°と
すれば、太陽高度が４５°〜９０°の範囲では東側の１
次反射鏡１₁及び２次反射鏡２₁で採光し、太陽高度が
９０°〜１３５°の範囲では西側の１次反射鏡１₂及び
２次反射鏡２₂で採光することができ、昼間にも充分な
採光量を確保しつつ可能な限り採光範囲を拡げることが
できるとともに実施形態２に比較して採光範囲を約２倍
にすることが可能となる。

【００２５】ところで、１次反射鏡１₁…、２次反射鏡
２₁…並びにカバー３から成る採光装置は、例えば図１
０に示すように一般の住居や工場等の建物Ｈの屋根上に
設置され、内面にアルミや銀が蒸着されて鏡面処理が施
されたダクトＤを通して採光した光が屋内に導かれるよ
うになっている。なお、ダクトＤの終端には拡散透過板
１１が配設されており、導入された光が拡散されて室内
に照射される。なお、ダクトＤの代わりに復数本の光フ
ァイバを束ねたものを用いて採光した光を屋内に導くよ
うにすることも可能である。あるいは、図１１に示すよ
うに吹き抜けの中庭（アトリウム）Ｃを有するビルＢの
屋上に設けられた採光口１０の上に採光装置が配設され
たり、図１２に示すように所謂ライトガイドＧに連通す
る導光ダクトＤの採光口１０の上に採光装置が配設さ
れ、採光した光を導光ダクトＤを通してライトガイドＧ
に導き、照明器具等による人工光と併用される場合もあ
る。

【００２６】（実施形態４）本実施形態は、図１３に示
すように実施形態３の構成において１次反射鏡１₁，１
₂の傾斜角θ₁，θ₂をそれぞれ６０°に設定したもの
である。すなわち、実施形態３のように傾斜角θ₁，θ
₂が４５°に設定されると、太陽が東寄りの場合には東
側の１次反射鏡１₁と２次反射鏡２₁により採光し、西
寄りの場合には西側の１次反射鏡１₂と２次反射鏡２₂
によって採光し、さらに正午頃のみ両方の１次反射鏡１
₁，１₂及び２次反射鏡２₁，２₂によって採光するこ
とになる。

【００２７】しかしながら、本実施形態のように傾斜角
θ₁，θ₂を６０°に設定した場合、太陽高度が６０°
に達して採光範囲に入ったときに図１４（ａ）に示すよ
うに西側の１次反射鏡１₂による１次反射光が略水平に
なり、そこから太陽高度が上がるに連れて西側の１次反
射鏡１₂による１次反射光が水平よりも上方から２次反
射鏡２₂の鏡面２ａに入射することになる。

【００２８】図１５に１次反射鏡１₁，１₂の傾斜角θ
₁，θ₂を４５°〜６５°の範囲で５°毎に変えたとき
の採光量を比較した結果を示す。なお、横軸は１次反射
鏡１ ₁，１₂への太陽光の入射角度、縦軸は太陽高度が
９０°のときに採光口１０からの採光量を１とした場合
の比率（採光量比率）をそれぞれ表し、曲線イが採光口
１０のみのとき、曲線ロが傾斜角４５°のとき、曲線ハ
が傾斜角５０°のとき、曲線ニが傾斜角５５°のとき、
曲線ホが傾斜角６０°のとき、曲線ヘが傾斜角６５°の
ときの採光量比率を各々表している。この図からも明ら
かなように、１次反射鏡１₁，１₂の傾斜角θ₁，θ₂
が６０°の場合（曲線ホ）に入射角度６０°〜９０°の
範囲で最も効率良く採光することができる。

【００２９】一方、図１６は１次反射鏡１₁，１₂の傾
斜角θ₁，θ₂を６０°とした本実施形態の採光装置に
よる実際の採光量を測定した結果を示すグラフである。
測定場所は千葉県の某所、測定日時は６月下旬で天候は
薄曇りであった。また、採光口１０を縦横１５〔ｃｍ〕
の正方形とした。而して、太陽高度が６０°（東側から
６０°）から１２０°（西側から６０°）の範囲では採
光口１０だけの場合（同図中の曲線α参照）に比較して
本実施形態の採光装置を用いることで採光量を大幅に増
加ささせることができる（同図中の曲線β参照）。

【００３０】上述のように本実施形態によれば、採光範
囲（６０°〜１２０°）の全てにおいて東西両側の反射
鏡１₁…で採光することができるため、最も効率の良い
採光が可能となる。（実施形態５）図１７に本発明の実施形態５の斜視図を
示す。本実施形態は、南北方向の寸法を長くした採光口
１０の東端近傍に１次反射鏡１₁と２次反射鏡２₂を並
設するとともに西端近傍の１次反射鏡１₁と対向する位
置に２次反射鏡２₁、２次反射鏡２₂と対向する位置に
１次反射鏡１₂をそれぞれ並設した点に特徴がある。な
お、その他の構成については実施形態１及び３と共通で
あるから説明は省略する。

【００３１】上述のように２組の１次反射鏡１₁，
１₂、２次反射鏡２₁，２₂を採光口１０の東西両端近
傍に設置したことにより、太陽が東寄りにある場合には
南側に設置された１次反射鏡１₁並びに２次反射鏡２₁
で採光し、太陽が西寄りにある場合には北側に設置され
た１次反射鏡１₂並びに２次反射鏡２₂で採光するた
め、実施形態３と同様に実施形態１に比較して採光範囲
を約２倍にすることができる。但し、１次反射鏡１₁，
１₂の傾斜角θ₁，θ₂を調節することにより、全ての
反射鏡１₁…を用いて採光することができ、効率の良い
採光が可能となる。

【００３２】（実施形態６）図１８に本発明の実施形態
６の斜視図を示す。本実施形態は、実施形態３の構成に
おいて１次反射鏡１₁，１₂の北側に補助反射鏡４を設
置した点に特徴があり、その他の構成は実施形態３と共
通するので同一の符号を付して説明は省略する。

【００３３】補助反射鏡４は略台形のアルミ板や鋼板の
片面に銀を蒸着することで鏡面４ａが形成され、その鏡
面４ａを南側（１次反射鏡１₁，１₂及び採光口１０の
側）へ向けて設置される。ところで、補助反射鏡４を含
めた本実施形態の採光装置は、採光口１０の法線方向が
夏至の南中方向に一致する向きに配置されている。そし
て、このような向きに採光装置が配置された場合には、
太陽の軌跡面が季節によって南北方向に変化するため、
１次反射鏡１₁，１₂の鏡面１ａに入射する太陽光も南
側へずれることになる。この場合には各反射鏡１₁，１
₂、２₁，２₂による反射光も南北方向にずれるので、
反射光の一部が採光口１０に入射せずに採光口１０の北
側へ外れてしまう（図１９（ａ）参照）。而して、本実
施形態では１次反射鏡１₁，１₂の北側に鏡面４ａを有
する補助反射鏡４を設置することにより、図１９（ｂ）
に示すように太陽光及び反射光のうちで北側にずれる分
を補助反射鏡４の鏡面４ａで南側（採光口１０の側）へ
反射させて採光口１０への採光量を増加させることがで
きる。

【００３４】上述のように本実施形態によれば、季節に
より太陽光の入射方向が傾いた場合であっても、補助反
射鏡４によって再度採光口１０の方へ反射させることで
採光量を増加させることができ、年間を通じてさらに安
定した採光が可能となる。なお、補助反射鏡４の採光口
１０を含む平面からの高さ寸法は２次反射鏡２₁，２ ₂
の高さ以上且つ１次反射鏡１₁，１₂の高さ以下とすれ
ば、効率良く採光することが可能である。

【００３５】（実施形態７）図２０に本発明の実施形態
７の斜視図を示す。本実施形態は、実施形態６の構成に
おいて１次反射鏡１₁，１₂の南北方向の長さを採光口
１０の南北方向の長さ（東西方向に対向する両端の長
さ）よりも長く且つ１次反射鏡１₁，１₂の下端並びに
上端が採光口１０の南端よりも南側に突出するように設
置した点に特徴がある。なお、他の構成については実施
形態６と共通であるから説明は省略する。

【００３６】而して、本実施形態によれば、季節により
太陽光の入射方向が南側にずれることを考慮して、その
南側にずれる角度分だけ１次反射鏡１₁，１₂を採光口
１０の南側に延ばすことで１次反射鏡１₁，１₂及び２
次反射鏡２₁，２₂による反射光をより多く採光口１０
へ入射させることができ、実施形態６に比較して年間を
通じた採光量を増加させることができるという利点があ
る。

【００３７】（実施形態８）図２１に本発明の実施形態
８の斜視図を示す。本実施形態は、実施形態６の構成に
おいて１次反射鏡１₁’，１₂’に所謂マイクロプリズ
ムシートを用いた点に特徴があり、その他の構成は実施
形態６と共通であるので説明は省略する。１次反射鏡１
₁’，１₂’を構成するマイクロプリズムシートは、ポ
リカーボネイト樹脂等の透光性並びに可撓性を有する材
料から成り、一方向に延びる微小なプリズム１ｂ’を片
面に多数互いに略平行に具備するとともにプリズム１
ｂ’のない他方の面が略平滑な面１ａ’となっているシ
ート材（例えば、スリーエム社製のオプティカル・ライ
ティング・フィルム（ＯＬＦ）など）である。また、こ
のマイクロプリズムシートは平滑面１ａ’側から入射す
る光のうちでプリズム１ｂ’の長手方向に所定の角度で
且つ平滑面に垂直な方向に所定の角度を有する範囲を通
る光を全反射（正反射）するとともに当該範囲の外側を
通る光をプリズム１ｂ’側へ透過し、プリズム１ｂ’の
ある側の面から入射する光の大部分を透過させるという
光学的性質を有している。

【００３８】なお、本実施形態では平滑面１ａ’を採光
口１０側に向けるとともに、プリズム１ｂ’の延びる方
向を上下方向に一致させてある。而して、上述のような
マイクロプリズムシートを１次反射鏡１₁’，１₂’に
用いれば、図２２（ａ）に示すように朝方の高度の低い
ときの太陽光が東側の１次反射鏡１₁’を透過して２次
反射鏡２₁の鏡面２ａに入射し、２次反射鏡２₁で反射
されて採光口１０に入射することになる。また、昼に近
くなり太陽高度が上がれば、実施形態６と同様に１次反
射鏡１₁’，１₂’の平滑面１ａ’で反射された太陽光
（１次反射光）が２次反射鏡２₁，２₂で反射されて採
光口１０に入射することになる（図２２（ｂ）参照）。
さらに、夕方には西側に設置されている１次反射鏡
１₂’を透過して２次反射鏡２₂の鏡面２ａで反射され
た光が採光口１０に入射することになる。

【００３９】上述のように本実施形態によれば、１次反
射鏡１₁’，１₂’をマイクロプリズムシートで構成し
たことにより、実施形態６に比較してさらに広い範囲
（早朝から日没まで）で採光が可能になるという利点が
ある。（実施形態９）図２３に本発明の実施形態９の斜視図を
示す。本実施形態は、実施形態８の構成において２次反
射鏡２₁’２₂’をマイクロプリズムシートにより構成
した点に特徴があり、その他の構成は実施形態８と共通
するので説明は省略する。

【００４０】実施形態８で説明したようにマイクロプリ
ズムシートは可撓性を有する材料から成るため、２次反
射鏡２₁’，２₂’のような放物面形状にも容易に加工
することができる。なお、２次反射鏡２₁’，２₂’は
平滑面２ａ’が採光口１０側を向き、且つプリズム２
ｂ’の延びる方向が上下方向に一致するように設置され
る。

【００４１】而して、本実施形態においては昼間の太陽
高度が高い場合に、図２４（ｂ）に示すように採光口１
０の上方からの太陽光が２次反射鏡２₁’，２₂’を透
過して直接採光口１０に入射することになる。すなわ
ち、実施形態８の構成では上記の場合に２次反射鏡
２₁，２₂によって遮られて太陽光が採光口１０に直接
入射することが殆ど無かったが、本実施形態の構成であ
れば２次反射鏡２₁’，２₂’のプリズム２ｂ’側の面
から入射する太陽光が２次反射鏡２₁’，２₂’を透過
して直接あるいは補助反射鏡４に反射して採光口１０に
入射することになり、実施形態８に対して昼間の採光量
を増加させることができるという利点がある。

【００４２】（実施形態１０）図２５に本発明の実施形
態１０の斜視図を示す。本実施形態は、実施形態６の構
成において、１次反射鏡１₁，１₂の南側に鋸歯状プリ
ズム５を設置した点に特徴があり、その他の構成は実施
形態６と共通であるから説明は省略する。上記鋸歯状プ
リズム５は片方の面に複数のプリズム５ａが略平行に列
設されて成り、プリズム５ａが列設されている面を南に
向けて１次反射鏡１₁，１₂の南側に設置される。

【００４３】ところで、冬場の太陽光が１日の太陽高度
が最も低く且つ最も南寄りとなるため、採光装置に対し
ても最も南寄り且つ低い角度から太陽光が入射すること
になり、各反射鏡１₁…からの反射光の南北方向のずれ
量も大きくなって補助反射鏡４を用いても採光量が減少
してしまう。そこで、本実施形態のように１次反射鏡１
₁，１₂の南側に鋸歯状プリズム５を設置すれば、図２
６に示すようにプリズム５ａに入射した太陽光が鉛直下
向きに屈折して鋸歯状プリズム５を透過するため、冬場
でも太陽光が採光口１０に入射し易くなって採光量を増
加させることができる。なお、プリズム５ａの傾斜角は
冬至の南中方向からの太陽光が南側から入射したとき
に、鋸歯状プリズム５の上端を透過する透過光が採光口
１０の北側の端に入射するような角度に設定すればよ
く、その場合に最も効率良く採光することができる。

【００４４】

【発明の効果】請求項１の発明は、建物に設けられた採
光口の東西方向に対向する端部の少なくとも一方の近傍
に下端が設置され且つ上端が東西方向の採光口の外側に
傾斜する１次反射鏡と、採光口の東西方向に対向する端
部のうち１次反射鏡の下端に対向する端部と１次反射鏡
の間に１次反射鏡の下端と略平行な下端を有し且つ１次
反射鏡に近接する側に上端を有する放物面鏡より成る２
次反射鏡とを備えた採光装置であって、１次反射鏡は、
上端及び下端の南北方向の長さが少なくとも採光口の南
北方向の長さと略同一であって、下端が採光口の法線方
向に対して採光口と略同じ高さに設置され且つ東西方向
に対して少なくとも採光口の端部より外側に位置し、上
端が少なくとも２次反射鏡の上端より上方に位置するよ
うに形成され、２次反射鏡は、上端及び下端の南北方向
の長さが少なくとも採光口の南北方向の長さと略同一で
あって、法線方向に対して採光口の外側に位置するとと
もに上端が少なくとも１次反射鏡の上端より採光口側に
あり、焦点が法線方向に対して採光口の外側になく且つ
東西方向に対して採光口の端部より内側に位置するよう
に形成されたので、太陽高度が水平面と１次反射鏡との
なす角度よりも大きくなったときに１次反射鏡の反射光
の少なくとも一部が２次反射鏡で反射されて採光口に導
かれ、太陽を追尾することなく太陽光を容易に採光口に
導くことができ、小型の採光口でも有効に採光が可能と
なるという効果がある。しかも、１次反射鏡が水平面と
なす角度を変えることで採光範囲並びに採光量を容易に
調整することができるという効果がある。

【００４５】請求項３の発明は、１次反射鏡の水平面と
のなす角度を４５°以上としたので、昼間の採光量を確
保しつつ可能な限り採光範囲を拡げることができるとい
う効果がある。請求項５の発明は、採光口の東西方向略
中央に対して東西両側に１次反射鏡及び２次反射鏡が設
けられたので、採光範囲をさらに拡げ且つ採光量を増大
させることができるという効果がある。

【００４６】請求項６の発明は、１次反射鏡の北側に設
置される補助反射鏡と、一方の面に複数のプリズムを有
し１次反射鏡の南側に設置される鋸歯状プリズムとの少
なくとも一方を備えたので、季節による太陽の軌跡の変
化に対して補助反射鏡や鋸歯状プリズムにより採光量の
減少を抑えることができ、年間を通じて安定した採光が
可能となるという効果がある。

【００４７】請求項７の発明は、１次反射鏡及び２次反
射鏡の少なくとも一方がプリズムにて形成されたので、
採光範囲をさらに拡げることができるという効果があ
る。請求項８の発明は、１次反射鏡と水平面とのなす角
度を略６０°としたので、比較的に効率良く採光するこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１を示す斜視図である。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は同上の機能を説明するため
の説明図である。

【図３】（ａ）は同上の側面断面図、（ｂ）は同上の上
面図である。

【図４】実施形態２を示す側面断面図である。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は同上の機能を説明するための
説明図である。

【図６】実施形態３を示す斜視図である。

【図７】同上の機能を説明するための説明図である。

【図８】同上の他の構成を示す側面断面図である。

【図９】同上の機能を説明するための説明図である。

【図１０】（ａ）及び（ｂ）は同上の設置状態を説明す
るための図である。

【図１１】同上の他の設置状態を説明するための図であ
る。

【図１２】同上のさらに他の設置状態を説明するための
図である。

【図１３】実施形態４を示す側面断面図である。

【図１４】（ａ）及び（ｂ）は同上の機能を説明するた
めの説明図である。

【図１５】同上の機能を説明するための図である。

【図１６】同上の機能を説明するための図である。

【図１７】実施形態５を示す斜視図である。

【図１８】実施形態６を示す斜視図である。

【図１９】（ａ）及び（ｂ）は同上の機能を説明するた
めの説明図である。

【図２０】実施形態７を示す斜視図である。

【図２１】実施形態８を示す斜視図である。

【図２２】（ａ）及び（ｂ）は同上の機能を説明するた
めの説明図である。

【図２３】実施形態９を示す斜視図である。

【図２４】（ａ）及び（ｂ）は同上の機能を説明するた
めの説明図である。

【図２５】実施形態１０を示す斜視図である。

【図２６】同上の機能を説明するための説明図である。

【図２７】太陽の軌跡を説明するための図である。

【符号の説明】

１１次反射鏡２２次反射鏡３カバー１０採光口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】建物に設けられた採光口の東西方向に対
向する端部の少なくとも一方の近傍に下端が設置され且
つ上端が東西方向の採光口の外側に傾斜する１次反射鏡
と、採光口の東西方向に対向する端部のうち１次反射鏡
の下端に対向する端部と１次反射鏡の間に１次反射鏡の
下端と略平行な下端を有し且つ１次反射鏡に近接する側
に上端を有する放物面鏡より成る２次反射鏡とを備えた
採光装置であって、１次反射鏡は、上端及び下端の南北
方向の長さが少なくとも採光口の南北方向の長さと略同
一であって、下端が採光口の法線方向に対して採光口と
略同じ高さに設置され且つ東西方向に対して少なくとも
採光口の端部より外側に位置し、上端が少なくとも２次
反射鏡の上端より上方に位置するように形成され、２次
反射鏡は、上端及び下端の南北方向の長さが少なくとも
採光口の南北方向の長さと略同一であって、法線方向に
対して採光口の外側に位置するとともに上端が少なくと
も１次反射鏡の上端より採光口側にあり、焦点が法線方
向に対して採光口の外側になく且つ東西方向に対して採
光口の端部より内側に位置するように形成されたことを
特徴とする採光装置。
【請求項２】１次反射鏡が平面鏡から成ることを特徴
とする請求項１記載の採光装置。
【請求項３】１次反射鏡の水平面とのなす角度を４５
°以上としたことを特徴とする請求項１又は２記載の採
光装置。
【請求項４】２次反射鏡の上端が、東西方向に対向す
る採光口の一方の端部の略真上に位置することを特徴と
する請求項１又は２又は３記載の採光装置。
【請求項５】採光口の東西方向略中央に対して東西両
側に１次反射鏡及び２次反射鏡が設けられたことを特徴
とする請求項１〜４の何れかに記載の採光装置。
【請求項６】１次反射鏡の北側に設置される補助反射
鏡と、一方の面に複数のプリズムを有し１次反射鏡の南
側に設置される鋸歯状プリズムとの少なくとも一方を備
えたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の採
光装置。
【請求項７】１次反射鏡及び２次反射鏡の少なくとも
一方がプリズムにて形成されたことを特徴とする請求項
１〜６の何れかに記載の採光装置。
【請求項８】１次反射鏡と水平面とのなす角度を略６
０°としたことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記
載の採光装置。