CN120826566A - 导光体及导光体组件 - Google Patents

Abstract

导光体100具有光在‑Z方向上输入的入光面110a、相对于入光面位于‑Z方向上的反射面112、113和透光部114，反射面反射从入光面输入的光的一部分，透光部使从入光面输入的光的另一部分以及被反射面反射的反射光穿过，具有入光部110、相对于入光部位于‑Z侧的出光面120a，具备在Y轴方向上引导反射光并从出光面输出的导光部120、分别设置在入光部和导光部的边界处以使透光部和导光部彼此连续的方式设置的连续部131以及使反射面和导光部分离的方式设置的非连续部132。输入到入光部的光的一部分被反射面反射，该反射光通过连续部从透光部进入导光部，并在导光部的内部被沿Y轴引导，由此能够使由入光部会聚的大部分光从出光面输出。

Description

导光体及导光体组件

技术领域

本发明涉及导光体和导光体组件。

背景技术

为了抑制二氧化碳的排放量，正在推进太阳能发电这样的可再生能源的利用。然而，光到电的转换效率并不一定很高。因此，开发了一种太阳能照明系统，该系统通过收集太阳光并将其引导到另一个地方，然后将其用于照明而不将其转化为电能来实现效率化。例如，专利文献1公开了一种采光装置，该采光装置包含：多个聚光元件，该多个聚光元件分别具有从光输入的入射面平行延伸的导光部、连接到导光部并逐渐变细并在端部具有反射面的聚光部；多个耦合波导，用于引导分别通过反射面从多个聚光元件进入的光；以及集成波导，用于连接到多个耦合波导并收集光。这种采光装置中的聚光元件收集大量的光，而当收集的光逆行时则从聚光元件漏出，因此聚光效率不一定高。

专利文献1：日本特开2008-251468号公报

发明内容

(项目1)

将从入光面输入的光引导到与所述入光面不同并输出所述光的出光面的导光体可以具备入光部，其具有设置成从第一方向输入所述光的所述入光面。

所述导光体可以具备导光部，其配置在比所述入光部靠所述出光面侧，并在与所述第一方向交叉的第二方向上引导所述光。

所述导光体可以具备连续部和非连续部，分别配置在所述入光部和所述导光部之间的边界处，所述连续部设置成使得所述入光部和所述导光部连续，所述非连续部设置成使得所述入光部和所述导光部分离。

所述入光部可以具有：反射面，其被设置为反射从所述入光面输入的所述光的一部分；以及透光部，其允许从所述入光面输入的所述光的另一部分和由所述反射面反射的反射光穿过。

所述导光部可以被设置成在所述第二方向上进一步引导所述反射光。

所述连续部可以被设置成使得所述入光部的所述透光部和所述导光部连续。

所述非连续部可以被设置成使得所述入光部的所述反射面与所述导光部分离。

(项目2)

所述非连续部的所述导光部侧的端部可以设置成相对于所述第二方向倾斜延伸。

(项目3)

所述反射面可以包含第一反射面和第二反射面，所述第一反射面和第二反射面在所述第二方向上分别位于所述透光部的一侧和另一侧并相互对置。

(项目4)

所述非连续部可以包含所述第一反射面与所述导光部分离的第一非连续部和所述第二反射面与所述导光部分离的第二非连续部。

所述第一非连续部的所述导光部侧的第一端部和所述第二非连续部的所述导光部侧的第二端部可以设置成相对于所述第二方向向彼此不同的朝向倾斜延伸。

(项目5)

所述反射面可以包含第三反射面和第四反射面，所述第三反射面和第四反射面在所述第二方向上分别位于所述非连续部的一侧和另一侧并且彼此背向。

(项目6)

所述第三反射面和第四反射面可以相对于所述第二方向向不同的朝向倾斜。

(项目7)

所述连续部和与该连续部相邻的所述非连续部可以在所述第二方向上具有彼此不同的宽度。

(项目8)

所述连续部和与该连续部相邻的所述非连续部可以在所述第二方向上具有彼此大致相等的宽度。

(项目9)

可以构成为，在所述边界处的所述非连续部和所述导光部之间的界面形成其他的反射面，反射从所述透光部经由所述连续部输入到所述导光部的所述反射光并引导到所述出光面。

(项目10)

可以构成为，所述反射面和所述透光部在所述入光部中沿所述第二方向配置有多个，所述连续部和所述非连续部沿着所述第二方向在所述入光部和所述导光部的所述边界处配置有多个。

(项目11)

多个所述非连续部可以在所述第二方向上具有大致相等的宽度。

(项目12)

多个所述连续部可以具有在所述第二方向上具有第一长度的宽度的第一宽度连续部和在所述第二方向上具有不同于所述第一长度的第二长度的宽度的第二宽度连续部。

所述第一宽度连续部和所述第二宽度连续部可以交替配置。

(项目13)

可以构成为，所述入光部形成为在所述第二方向上延伸，所述入光面形成为在与所述第一方向和所述第二方向分别交叉的第三方向上具有宽度的平面状。

(项目14)

所述导光部可以形成为在所述第二方向上延伸。

(项目15)

所述导光部在所述第一方向上与所述入光部相对的相反侧的端部可以形成为平面状。

(项目16)

所述连续部可以形成为在所述第三方向上延伸。

(项目17)

所述连续部可以被配置成使得所述第三方向大致平行于包含太阳的运动轨迹的平面。

(项目18)

所述导光部可以被配置成使得所述第二方向大致垂直于包含太阳的运动轨迹的平面。

(项目19)

所述入光面可以包含表面处理层，所述表面处理层设置有衍射光学元件或形成为折射率在所述第一方向上连续变化。

包含太阳的运动轨迹的平面与所述入光面的交线可以配置为相对于水平方向倾斜。

(项目20)

可以构成为，所述入光部和所述导光部分别形成为单独的主体，并且通过经由所述连续部彼此接合而形成。

(项目21)

所述入光部和所述导光部可以通过焊接接合。

(项目22)

所述入光部和所述导光部可以由相同的材料形成。

(项目23)

导光体组件可以具备在所述第一方向上重叠的两个所述导光体。

(项目24)

所述导光体组件中，下段的导光体的反射面可以位于两个所述导光体中的上段的导光体的透光部的下方。

另外，上述发明的概述并没有列出本发明的所有特征。另外，这些特征组的子组合也可以是本发明的一部分。

附图说明

图1A示出了本实施方式涉及的导光体的结构。

图1B示出了入光部和边界部的结构。

图2示出了输入到导光体的光的基于入光部的聚光和基于导光部的导光。

图3示出了中空空间的设计变量。

图4A示出了中空空间的形状示例和与形状相关的设计参数。

图4B示出了输入到具有多边形的中空空间的导光体中的光的导光。

图4C示出了多个中空空间的配置和周期的示例以及与配置和周期相关的设计参数。

图5示出了中空空间的另一设计示例及设计参数。

图6A示出了伴随导光体的配置和太阳的日周轨道的光的入射角φ。

图6B示出了相对于图6A所示的入射角φ的光的提取效率。

图7A示出了太阳轨道和太阳高度的季节变动。

图7B示出了导光体的配置和太阳高度(中天高度)θ。

图7C示出了相对于图7B所示的太阳高度(入射角)θ的光的提取效率。

图8示出了针对太阳高度的变动而优化的导光体的配置示例。

图9示出了针对太阳高度的变动而优化的第一变形例涉及的导光体的结构。

图10A示出了从入光面进入输入部的光的入射角和衍射角的定义。

图10B示出了从具有表面处理层的入光面进入导光体并衍射的光的针对衍射角的强度。

图11示出了针对太阳高度的变动而优化的第二变形例涉及的导光体的结构。图12以侧视图示出了针对太阳的日周轨道优化的第三变形例涉及的导光体的结构。

图13示出了第三变形例涉及的导光体相对于中天高度倾斜的配置。

图14A以侧视图示出了针对太阳的日周轨道优化的第四变形例涉及的导光体的结构。

图14B以侧视图示出了针对太阳的日周轨道优化的第五变形例涉及的导光体的结构。

图15示出了导光体的第一制造流程。

图16A以前视图(相对于图16B中的基准线AA的截面)示出了第一制造方法中的模具和嵌件设置工序后的模具内部的状态。

图16B以侧视图(相对于图16A中的基准线BB的截面)示出了第一制造方法中的模具和嵌件设置工序后的模具内部的状态。

图16C示出了第一制造方法中的成型工序中的树脂的流动。

图16D示出了第一制造方法中的嵌件拔出工序中的拔出嵌件的状态。

图17示出了导光体的第二制造流程。

图18A以前视图示出了第二制造方法中的第一模具设置工序之后的模具内部的状态。

图18B示出了在第二制造方法中通过使用第一模具的入光部成型工序而成型的入光部的结构。

图18C示出了入光部的底面和连续部的结构。

图18D以前视图示出了第二制造方法中的第二模具和嵌件设置工序之后的模具内部的状态。

图18E以立体图示出了第二制造方法中的第二模具和嵌件设置工序之后的模具内部的状态。

图19示出了导光体的第三制造流程。

图20A示出了通过第三制造方法中的入光部成型工序成型的入光部的结构。

图20B示出了通过第三制造方法中的导光部成型工序成型的导光部的结构。

图20C示出了通过第三制造方法中的焊接工序焊接了入光部和导光部的状态。

图21示出了本实施方式涉及的导光体组件。

图22示出了输入到导光体组件的光的基于入光部的聚光和基于导光部的导光的原理。

图23示出了变形例涉及的导光体组件的结构和聚光原理。

图24A示出了具有底面结构的第六变形例涉及的导光体的结构。

图24B示出了输入到第六变形例涉及的导光体的光的导光。

图24C示出了输入到第六变形例涉及的导光体的光的导光。

图24D示出了输入到第六变形例涉及的导光体的光的导光。

图24E示出了输入到第六变形例涉及的导光体的光的导光。

图25A示出了底面结构的另一示例。

图25B示出了底面结构的又一示例。

图26示出了使用第六变形例涉及的导光体形成的导光体组件。

具体实施方式

以下，将通过发明的实施方式来描述本发明，但以下实施方式不限制所要求保护的发明。此外，实施方式中描述的特征的所有组合对于本发明的解决方案并不一定是必需的。

图1A和图1B分别示出了本实施方式涉及的导光体100的总体结构、入光部110及其与导光部120之间的边界部130的结构。导光体100是高效地收集从入光面110a输入的光，并将收集的光不泄漏或泄漏很少地引导到与入光面110a不同的出光面120a而输出的光学装置，并且具备入光部110、导光部120和边界部130。此外，导光体100作为整体具有以X轴方向为短边并以Y轴方向为长边而在二维方向上扩展同时在Z轴方向上具有厚度的大致板状。

入光部110是对经由入光面110a在输入方向(在本实施方式中为-Z方向)上输入的光进行聚光的光学构件，并且具备多个聚光元件111。多个聚光元件111是具有在Y轴方向上的最大宽度P和在Z轴方向上的高度d的倒置的大致等腰梯形截面并在X轴方向上延伸的柱状构件，在Y侧面(即，+Y侧面和-Y侧面)的+Z侧彼此接触，在-Z侧彼此分离而在Y轴方向上并列。在本实施方式中，多个聚光元件111彼此耦合并一体成型(然而，为了便于描述入光部110的结构和功能，将描述入光部110包含多个聚光元件111)。由此，入光部110形成为在Y轴方向上延伸，并且多个聚光元件111的+Z面彼此耦合以形成在X轴方向上具有宽度的平面状的入光面110a。由此，入光面110a被设置成使得光从+Z侧输入。此外，两个相邻的聚光元件111在彼此之间形成具有三角形的截面并在X轴方向上延伸的中空空间(也简称为空间)130s。

另外，多个聚光元件111也可以在Y轴方向上彼此分离而并列。在这种情况下，多个聚光元件111的+Z面中的每一个用作独立的入光面。

聚光元件111具有相对于入光面110a位于下方(-Z方向)的反射面112、113和透光部114。这里，聚光元件111可以使用例如丙烯酸树脂(折射率1.49)、聚碳酸酯树脂(折射率1.58)等具有高折射率的树脂或玻璃(例如，相对于BK7的折射率为1.51至1.53)来形成。聚光元件111和空间130s之间的边界、即聚光元件111的±Y侧面用作反射经由入光面110a输入到聚光元件111中的光的一部分的反射面112、113。当光以临界角以上的角度从聚光元件111的内部进入±Y侧面时，光被全反射。临界角相对于丙烯酸树脂约为42度，相对于聚碳酸酯树脂约为41度，相对于玻璃约为42度。因此，聚光元件111的±Y侧面形成为其法线相对于光的输入方向(在本实施方式中为Z轴方向)成为临界角以上的角度。另一方面，聚光元件111中的反射面112、113之间的部分用作透光部114，透光部114使从入光面110a输入的光的一部分(在本例中，不进入反射面112、113的剩余部分)和由反射面112、113反射的反射光穿过。

反射面112和113分别位于透光部114的+Y侧和-Y侧而彼此相对地设置，并且设置成将从入光面110a输入的光朝向透光部114反射。这里，反射面112和113在YZ截面上形成为直线状。此外，为了增加反射率，可以对反射面112和113、即聚光元件111的±Y侧面进行镜面加工。此外，也可以使用金属等设置反射膜。

导光部120是具有相对于入光部110位于-Z侧的出光面120a，并且将由入光部110的反射面112、113反射的反射光进一步引导到+Y方向和/或-Y方向并从出光面120a输出的光学构件。导光部120形成为在Y轴方向上延伸的板状。这里，导光部120在X轴方向上的宽度等于(也可以大于)入光部110的宽度，在Y轴方向上的长度大于(也可以等于)入光部110的长度，在Z轴方向上的厚度大于(也可以任意设定)入光部110的厚度。导光部120的+Y侧面和/或-Y侧面形成用于输出光的出光面120a，-Z端面120b形成为平面形状，由此用作使被引导到导光部120中的光向内侧反射的反射面。

此外，导光部120可以由与入光部110(聚光元件111)相同的材料形成。为了增加反射率，可以对导光部120的-Z端面120b进行镜面加工。此外，也可以使用金属等设置反射膜。

另外，在从入光部110的入光面110a到导光部120的出光面120a的光的导光路径上，入光部110设置在比导光部120靠入光面110a侧，导光部120设置在比入光部110靠出光面120a侧。

边界部130是位于入光部110和导光部120之间的边界处的部分，并且包含连续部131和非连续部132。

连续部131被设置成使得入光部110的透光部114和导光部120物理连续，以将从入光面110a输入的光、即被反射面112和113反射的反射光和没有进入反射面112和113的剩余光引导到导光部120中。连续部131在Y轴方向上具有开口宽度A并在X轴方向上延伸。另外，连续部131可以由与聚光元件111相同的材料形成。此外，连续部131可以与入光部110和/或导光部120一体形成而作为它们的一部分。

非连续部132设置成使得入光部110的反射面112和113与导光部120分离，并且与连续部131的±Y侧分别相邻地配置。通过非连续部132使得导光部120与入光部110(形成在±Y侧面的反射面112、113)分离而在它们之间形成空间130s，由此非连续部132和导光部120之间的界面用作反射从入光部110的透光部114经由连续部131输入到导光部120的反射光并将反射光引导到出光面120a反射面。另外，为了增加反射率，可以对非连续部132和导光部120之间的界面、即空间130s下的导光部120的+Z端面进行镜面加工。此外，也可以使用金属等设置反射膜。

在本实施方式中，对于入光部110的反射面112、113和透光部114而言，通过在Y轴方向上并列聚光元件111形成入光部110而沿Y轴方向在入光部110中配置有多个。相应地，连续部131和非连续部132分别在入光部110和导光部120的边界处设置多个，并且多个连续部131和多个非连续部132沿着Y轴方向交替设置。这里，连续部131在Y轴方向上具有宽度A(等于透光部114的宽度)，并且在Y轴方向上以间距P周期性地排列。在本实施方式中，非连续部132具有与连续部131大致相同的宽度，并且与连续部131邻接地或在连续部131之间配置在连续部131之间。由此，开口率A/P约为二分之一。另外，连续部131和与其相邻的非连续部132也可以在Y轴方向上具有彼此不同的宽度，开口率A/P比约二分之一大或者小。

这里，多个非连续部132、即通过连续部131在Y轴方向上排列的多个非连续部132在Y轴方向上具有彼此相等或基本相等的宽度。相对于此，多个连续部131包含第一宽度连续部131a和第二宽度连续部131b，第一宽度连续部131a在Y轴方向上具有第一长度的宽度，第二宽度连续部131b具有不同于第一长度的第二长度的宽度(参照图4C)，它们可以通过非连续部132交替地配置。

如图1B所示，入光部110的反射面112和113将从入光面110a输入的光反射到连续部131。特别地，反射面112和113将从与入光面110a正交的方向(在本实施方式中为Z轴方向)输入的光反射到连续部131。这里，由反射面112反射的光形成平行光并穿过连续部131，即，在反射面112的+Z侧反射的光穿过连续部131的+Y侧，在反射面112的中心反射的光穿过连续部131的中心，在反射面112的-Z侧反射的光穿过连续部131的-Y侧，并进入导光部120。另外，由反射面113反射的光与由反射面112反射的光同样地形成平行光并进入导光部120，只是光朝向的方向相反。

另外，非连续部132配置在入光部110的反射面112和113的下方，由此包含将反射面112和导光部120分离的非连续部132b和将反射面113和导光部120分离的非连续部132a。此外，聚光元件111在Y轴方向上并列地布置在入光部110中，由此通过两个相邻的聚光元件111的Y侧面和非连续部132(导光部120的+Z端部)在它们内侧形成在Y方向上观察时具有三角形截面的空间130s，两个相邻的聚光元件111的反射面112、113通过空间130s彼此背向，并且位于各自下方的非连续部132连续。即，经由空间130s背向的反射面112、113(第三反射面和第四反射面的示例)相对于Y轴方向分别位于非连续部132的+Y端侧和-Y端侧，并且相对于Y轴方向向不同方向倾斜(分别朝向-Y、+Z方向以及+Y、+Z方向)。

此外，非连续部132的导光部120侧的端部(即，导光部120与非连续部132的界面)相对于Y轴方向倾斜。这里，导光部120和相邻的非连续部132各个之间的界面相对于Y轴方向在不同的方向上倾斜。导光部120和非连续部132a之间的界面相对于Y轴沿顺时针方向倾斜，导光部120和非连续部132b之间的界面相对于Y轴沿逆时针方向倾斜。在Y轴方向上排列的非连续部132包含交替排列的非连续部132a和非连续部132b。

此外，一个聚光元件111所具有的彼此相对的反射面112和113相对于Z轴具有相反方向且相等的倾斜角。这里，倾斜角在每个相邻的聚光元件111中可以彼此不同，或者可以交替不同。在两个相邻的聚光元件111之间经由空间130s彼此背向的反射面112和113具有不同的倾斜角。另外，在Y轴方向上排列的多个空间130s的三角形截面可以在不同方向上交替旋转。这里，多个空间130s的旋转是指围绕穿过YZ平面上的空间130s的中心的平行于X轴方向的基准轴的旋转。在本示例中，相对于图中虚线所示的旋转前的状态(即，三角形的底边平行于Y轴方向的状态)，左空间130sa顺时针旋转，右空间130sb逆时针旋转。由此，顺时针旋转的空间130sa和逆时针旋转的空间130sb在Y轴方向上交替排列。

另外，当多个空间130s不旋转时，入光部110和导光部120之间的边界部130形成在YZ平面内沿Y轴方向延伸的直线，并且连续部131和非连续部132也在YZ平面内直线状地连续。当多个空间130s旋转时，边界部130在YZ平面内沿±Z方向反复弯曲以形成沿Y轴方向延伸的非直线，并且连续部131和非连续部132也在YZ平面内非直线状地连续。

图2示出了输入到导光体100的光的基于入光部110的聚光和基于导光部120的导光。作为示例，示出了从入光面110a沿-Z方向进入并在入光部110的反射面113(图中最左侧的空间130sa的右倾斜面)反射的光的光路。如上所述，由于连续部131的开口宽度a较大(开口率A/P≈0.5)，所以在反射面113反射的光(反射光)保持平行光，穿过连续部131并进入导光部120。进入导光部120的反射光在导光部120的-Z端面120b处反射并返回到+Z方向，在与非连续部132、在本例中是相对于反射面113下的空间130sa的三个右侧相邻的空间130sb下的非连续部132b的界面处反射，在与导光部120的-Z端面120b处反射并返回到+Z方向，进一步在与两个右侧相邻的空间130sb下的非连续部132b的界面处反射，在导光部120的内部沿右方向被引导，并从出光面120a输出。由于在Y轴方向上排列的非连续部132(非连续部132a、132b)的与导光部120的界面交替地向不同方向倾斜，并且在Y轴方向上排列的聚光元件111的反射面112、113具有交替地不同的倾斜角(相对于Z轴的倾斜角的绝对值)，所以在反射面113反射的光在相同的非连续部132(在本例中为非连续部132b)的界面处反射并在导光部120内被引导。另外，非连续部132a和132b的倾斜角和/或反射面112和113的倾斜角被确定为使得从聚光元件111进入导光部120内的光不会通过不同的聚光元件111的透光部114在+Z方向上从导光体100泄漏，即在多个非连续部132的界面处反射。

图3示出了中空空间130s的设计变量。这里，特别地，示出了使进入导光体100内的光的导光距离最大化的主要设计变量。设计变量分为形状、配置和周期这三个变量组。

形状的变量组包含与空间130s在X方向观察时的截面形状相关的设计变量。这里，采用多边形和非等腰三角形这两种形状作为空间130s的主要形状。多边形的设计变量以三角形为基本形状，包含用于针对其确定多边形的接触点添加。例如，通过在基本形状上添加一个接触点来导出四边形形状(在本例中为楔形)。非等腰三角形的设计变量包含底边倾斜和左右角度差。底边倾斜包含使空间130s的底面(-Z面)，即在X方向上观察的截面形状的底边倾斜。例如，可以通过使作为基本形状的三角形的底边向右下方倾斜来导出变形三角形。左右角度差包含在作为基本形状的三角形的左右斜边(即，反射面112、113)的倾斜角上设置差别。例如，通过使右斜边相对于底边的角度小于左斜边，导出向右延伸的三角形形状。

图4A示出了中空空间130s的形状示例和与形状相关的设计参数。通过接触点添加，在基本形状的三角形的底边添加一个接触点以导出四边形，通过底边倾斜确定两个底边(非连续部132的左非连续部132c和左非连续部132f)的倾斜度、即下后斜面角度Bb和下前斜面角度Bf，通过左右角度差确定两个斜边(反射面112、113)的倾斜度、即上后斜面角度Ub和上前斜面角度Uf。

图4B示出了输入到具有多边形的中空空间130s的导光体100的光S的导光。在本例中，具有图4A所示的菱形截面的空间130s在Y轴方向上等间隔排列。经由入光面110a进入入光部110并进入第一个空间130s的右斜边(即，反射面113)的光S被反射面113反射并经由连续部131进入导光部120，在导光部120的底面反射并朝向第三个空间130s的底面。这里，由于空间130s的底面包含分别朝向不同方向的两个面(图4A所示的左非连续部132c和左非连续部132f)，所以光S分支成两个光Sc和Sf。光Sc在导光部120的底面以相对于Z轴方向的小角度反射，并朝向相邻的空间130s的底面，在那里再次反射，并在导光部120内在+Y方向上被引导。光Sf在导光部120的底面以大角度反射，在导光部120内在+Y方向上被引导。以这种方式，通过适当地分支光并在空间130s的底面上沿适当方向反射每个分支光，可以延长导光部120中沿Y方向的导光距离。

配置的变量组包含与空间130s在Y轴方向上的配置有关的设计变量。这里，可变间距和偏移被用作空间130s的配置变量。可变间距的设计变量包含确定空间130s的底面(非连续部132)在Y轴方向上的宽度(图4A中的纹理宽度Tw)，以及使两个空间130s之间的间隙(连续部131)的宽度等于或不同于底面的宽度。例如，使两个空间130s之间的间隙小于底面的宽度，从而导出空间130s的密集排列。偏移的设计变量包含上下移动和光线反射位置。上下移动的设计系数包含使在Y轴方向上排列的多个空间130s中的一部分空间130s相对于其他空间130s向上(+Z方向)或向下(-Z方向)偏移。例如，导出右空间相对于左空间130s向上偏移的配置。光线反射位置的设计变量包含入射到空间130s的底面的光线位置。例如，导出使光线的入射位置从空间130s的底面的中心向中心右侧移动的配置。

周期的变量组包含与空间130s在Y轴方向上的排列相关的设计变量。这里，作为空间130s的周期变量包含变形。变形的设计变量包含使在Y轴方向上排列的多个空间130s中的一部分空间130s的截面形状不同于其他空间130s的形状。例如，导出具有正三角形截面的空间130s和具有向右延伸的三角形截面的空间130s在Y轴方向上交替配置的排列。

图4C示出了多个中空空间130s的配置和周期的示例以及与配置和周期相关的设计参数。另外，配置的设计参数以进入空间130sa的右斜边(反射面113)的光SA的导光路径为例示。这里，采用空间130s的形状和周期，在该空间中，不添加接触点(三角形截面)，通过底边倾斜使三角形截面的底边向左斜下(-Y，-Z方向)或右斜下(+Y，-Z方向)倾斜，通过左右角度差设置左斜边和右斜边(反射面112和113)的角度差，通过变形使底边向左斜下方倾斜的空间130sa和向右斜下方倾斜的空间130sb在Y轴方向上交替配置。相对于此进一步，通过可变间距确定空间130sa、130sb的底面(非连续部132)在Y轴方向的纹理宽度Tw(参照图4A)和传播光线投影宽度Sw(连续部131的宽度)，通过可变间距确定空间130sa、130sb的排列间距(即纹理间距)Tp、空间130sa和130sb之间的排列间距偏移Bs，通过上下移动确定空间130sa和130sb的高度(即纹理高度)，通过光线反射位置确定传播光线初始偏移量Sp0、在与入光部110以及导光部120的界面上的光线的反射位置的间距亦即传播光线间距Sp1、Sp2等、在空间130sa和130sb的底面上的光线的反射角度亦即传播光线角度Ts1、Ts2等。

图5示出了中空空间130s的另一设计示例和设计参数。当空间130s的截面形状为三角形(没有添加接触点)并且通过底边倾斜使底边倾斜时，纹理宽度Tw变大，伴随与此传播光线投影宽度Sw(连续部131的宽度)变小或纹理间距Tp变大，可能发生不能确定最佳设计参数的情况。在这种情况下，通过接触点添加设置为四边形，并且通过底边倾斜将下后斜面角度Bb设置为例如90度，从而可以在不改变纹理宽度Tw、传播光线投影宽度Sw和纹理间距Tp的情况下使底边倾斜。

图6A示出了与导光体100的配置和太阳的日周轨道相关的光的入射角φ。导光体100被配置成使得连续部131的延伸方向(即，X轴方向)大致平行于包含伴随太阳的日周的移动轨迹的平面(移动轨迹平面)99，并且入光面110a的法线方向大致平行于移动轨迹平面99，即聚光元件111大致平行地朝向移动轨迹平面99。光的入射角φ以入光面110a的法线方向为基准来确定。这里，太阳的运动轨迹平面99是由太阳的圆周运动的轨迹形成的平面。

图6B示出了针对图6A所示的入射角φ的导光体100的光的提取效率。提取效率可以通过所谓的光线模拟来分析，通过将从出光面120a输出的光量除以输入到入光面110a的光量来计算。当入射角φ为零(垂直入射到入光面110a上)时，经由入光面110a进入入光部110的大部分光在导光部120内被引导并从出光面120a输出。但入射角超过20度时，提取效率逐渐下降，入射角80度时几乎为零。可以看出，至少在入射角0至40度的范围内，即在日照时间中的较长的时间段内，可以获得高的提取效率。

图7A示出了太阳的日周轨道和太阳高度(中天高度)的季节变动。太阳通过日周运动从地平线的东面升起，向南中，然后向西落下。在这里，日周轨道根据季节变动，太阳高度在夏至最高，冬至最低。

图7B示出了导光体100的配置和太阳高度(也称为中天角度)θ。导光体100被配置成使得空间130s或连续部131的排列方向(即，Y轴方向)大致平行于确定太阳高度的南北平面98，并且入光面110a的法线方向大致平行于南北平面98，即，聚光元件111朝向铅垂方向。光的入射角θ以入光面110a的法线方向为基准来确定。

图7C示出了针对图7B所示的太阳高度(入射角)θ的光的提取效率。提取效率可以通过所谓的光线模拟来分析，通过将从出光面120a输出的光量除以输入到入光面110a的光量来计算。当入射角θ为零(垂直入射到入光面110a上)时，经由入光面110a进入入光部110的大部分光在导光部120内被引导并从出光面120a输出。但是，如果入射角稍微变大(超过约3度)，提取效率就会急剧下降，入射角为10度左右时最小。

图8示出了针对太阳高度的变动而优化的导光体100的配置示例。导光体100配置成使得导光部120的导光方向(即，Y轴方向)大致垂直于包含太阳的移动轨迹(伴随日周运动的移动轨迹)的平面(图6A的移动轨迹平面99)。即，根据太阳的中天高度，导光体100倾斜角度θ’，使得特别是入光面110a的法线方向位于太阳高度的大约-3度至3度的范围内。由此，光S的入射角θ在-3至3度的范围内，从而可以最大化光的提取效率。另外，也可以在一年中多次调整导光体100的倾斜，例如在春分、夏至、秋分和冬至的四次调整等，使得入光面110a的法线方向基本上与太阳高度一致。

图9示出了针对太阳高度的变动而优化的第一变形例涉及的导光体100d1的结构。导光体100d1具有其厚度在+Y方向(Z轴方向上的厚度)上增加的导光部120d1。这里，导光部120d1在前视图中具有大致直角三角形形状，其具有相对于Y轴方向倾斜角度θ’的上表面和平行于水平面的底面。入光部110设置在该导光部120的上表面上。由此，能够使得在导光体100设置在水平面上的同时入光部110与太阳高度大致相等地倾斜，从而能够与图8所示的导光体100同样地使光的提取效率最大化。

也可以对入口部110的入光面110a进行表面处理，使得来自大角度范围的光大致垂直地进入入光部110。在入光面110a上设置进行了这样的表面处理的表面处理层110b。表面处理层110b包含例如衍射光学元件和蛾眼结构。衍射光学元件例如能够采用在XY方向上排列在Z轴方向上延伸并具有长度为100nm以上且10μm以下的结构或周期的截锥状精细图案的衍射元件、将相对于Z轴方向倾斜的板状光栅使其长边朝向X轴方向并在Y轴方向上排列而形成的斜形光栅。蛾眼结构是通过在XY方向上排列在Z轴方向上延伸并具有长度为100nm以上且10μm以下的结构的精细突起而形成为折射率在Z轴方向上连续变化的结构。

图10A示出了从入光面110a进入入光部110的光S的入射角θ和衍射角θ

1的定义。光S的入射角θ由相对于入光面110a的法线方向(由点划线表示)的角度确定。当光S从空气层进入具有不同折射率的入光部110时，通过表面处理层110b衍射。衍射角θ1也由相对于入光面110a的法线方向(由点划线表示)的角度来确定。另外，当表面处理层110b未设置在入光面110a上时，在进入入光部110时被折射。

图10B示出了从具有表面处理层110b的入光面110a进入入光部110并衍射的光针对衍射角θ1的透射率。另外，图中的数字表示衍射级数。这里，作为示例，表面处理层110b采用排列具有长度为100nm以上且10μm以下的结构或周期的截锥状精细图案而成的衍射光学元件。光S在进入表面处理层110b时衍射，并且从零级至-8级的衍射光在-60度至40度的角度范围内扩展。这里，-2级、-4级、-6级和-8级衍射光在-20至20度的角度范围内以大透射率扩展。因此，通过将表面处理层110b形成为在入光面110a上设置表面处理层110b，使得相对于太阳高度而衍射光(例如-2级、-4级、-6级、-8级衍射光)集中在该衍射角θ1的范围内，并在Z轴方向上被引导，能够在导光体100中沿Y轴方向引导光来改善提取效率。

图11示出了针对太阳高度的变动而优化的第二变形例涉及的导光体100d2的结构。导光体100d2包含形成在入光面110a上的表面处理层110b。例如，表面处理层110b可以采用在XY方向上排列具有长度为100nm以上且10μm以下的结构或周期的梯形精细图案而成的衍射光学元件。通过设计精细形状图案，使得当在YZ面内光以入射角θ进入时衍射光的大部分以几乎为零的衍射角或在接近零的衍射角范围内衍射，能够使得以中天角度(入射角θ)进入入光面110a的光S的大部分在入光部110内朝向Z轴方向被引导到导光部120。

图12以侧视图示出了针对太阳的日周轨道进行了优化的第三变形例涉及的导光体100d3的结构。导光体100d3包含形成在入光面110a上的表面处理层110b。例如，表面处理层110b可以采用在XY方向上排列截锥状精细图案而成的衍射光学元件。通过设计精细形状图案，使得当在XZ面内光以入射角φ进入时衍射光的大部分以几乎为零的衍射角或在接近零的衍射角范围内衍射，能够使得以入射角φ进入入光面110a的光S的大部分在入光部110内朝向Z轴方向被引导到导光部120。

另外，如图13所示，导光体100也可以绕Y轴倾斜，使得相对于中天高度，光以入射角φ进入入光面110a。由此，能够使得来自中天时的太阳的强光进入入光面110a来最大化引导到导光部120的光量。

另一方面，从图10B可以看出，特别是-3级、或者-2级和-8级衍射光在-50度至-20度的角度范围内以大的透射率扩展。因此，通过将表面处理层110b形成为将表面处理层110b设置在入光面110a上，使得衍射光(例如，-3级衍射光)相对于太阳的日周高度集中在该衍射角θ1的范围内，并在Z轴方向上被引导，能够在导光体100中沿Y轴方向引导光来改善提取效率。例如，能够将在入光面110a上设置有表面处理层110b的导光体100配置成使得包含太阳的移动轨迹的平面(图6A中的移动轨迹平面99)和入光面110a之间的交线相对于水平方向倾斜。

图14A和图14B以侧视图示出了针对太阳的日周轨道进行了优化的第四和第五变形例涉及的导光体100d4和100d5的结构。这些导光体100d4和100d5具备入光部110，入光部110具有相对于在XY方向上延伸的导光部120绕Y轴倾斜的入光面110a。

导光体100d4的入光部110具有倒W形的入光面110a，该倒W形的入光面110a包含两个在侧视图中分别面向-X和+Z方向以及+X和+Z方向的倾斜面。表面处理层110b可以设置在入光面110a上，该表面处理层110b包含例如在XY方向上排列具有长度为100nm以上且10μm以下的结构或周期的截锥状精细图案而成的衍射光学元件。通过设计精细形状图案，使得当在XZ面内光进入相对于铅垂轴在-X和+Z方向上倾斜角度φ的倾斜面时衍射光的大部分几乎在Z轴方向或Z轴附近的衍射角范围内衍射，能够使得进入入光面110a的光S的大部分在入光部110内朝向Z轴方向引导到导光部120。此外，由于衍射光学元件的对称性，即使当光以与先前相反的方向进入在+X和+Z方向上倾斜的倾斜面时，也能够使进入入光面110a的光S的大部分在入光部110中朝向Z轴方向引导到导光部120。

导光体100d5的入光部110具有锯片状入光面110a，该锯片状入光面110a包含在侧视图中面向-X和+Z方向的三个倾斜面。表面处理层110b可以设置在入光面110a上，该表面处理层110b包含例如在XY方向上排列截锥状的精细图案而成的衍射光学元件。通过设计精细形状图案，使得当在XZ面内光进入相对于铅垂轴在-X和+Z方向上倾斜角度φ的倾斜面时衍射光的大部分几乎在Z轴方向或Z轴附近的衍射角范围内衍射，能够使得进入入光面110a的光S的大部分在入光部110内朝向Z轴方向引导到导光部120。另外，入光面110a不限于三个，可以包含一个、两个或四个以上的倾斜面。

图15示出了导光体100的第一制造方法的流程S100。在本实施方式中，作为示例，使用丙烯酸树脂作为导光体100的成型材料。即，假设入光部110和导光部120由相同的材料形成。

在步骤S101中，设置模具151、152和多个嵌件153。图16A和图16B分别以前视图(关于图16B中的基准线AA)和侧视图(关于图16A中的基准线BB)示出了模具151和152内部的状态。模具151是用于形成入光部110的金属模具，并且包含具有可以容纳入光部110和多个嵌件153的尺寸和形状的内部空间。模具152是用于形成导光部120的金属模具，并且包含具有能够容纳导光部120的尺寸和形状的内部空间。多个嵌件153是用于在入光部110(多个聚光元件111之间)中形成空间130s的金属模具，并且是具有大致等腰三角形截面形状的实心柱状体。

模具152在其内部空间朝向+Z方向配置，多个嵌件153在Y轴方向上排列在模具152上，以便在X轴方向上跨越模具152的内部空间，并且模具151在其内部空间朝向-Z方向覆盖模具152。由此，在模具151和152之间通过多个嵌件153形成除了一部分之外沿上下分离的内部空间150s。

在步骤S102中，将丙烯酸树脂注射到模具151和152中以成型导光体100。图16C示出了树脂在模具151和152中的流动。树脂通过模具152的通孔(未示出)注入内部空间150s的下方，并通过多个嵌件153之间的间隙向上填充，同时沿黑色箭头的方向填充。当树脂在一定时间后冷却时，进入下一步骤。

在步骤S103中，在+Z方向上拉动模具151以打开模具。由此，如图16D所示，在导光部120嵌入在模具152的内部空间中的状态下，入光部110暴露在模具152上。

在步骤S104中，拉出多个嵌件153。图16D示出了从导光体100拉出多个嵌件153的状态。多个嵌件153在白色箭头的方向(+X方向)上被拉出。另外，多个嵌件153也可以形成为+X端部相对于-X端部变细的锥形，以便容易地从导光体100中拉出。

在步骤S105中，从模具152中拔出导光体100。由此，得到图1A所示的导光体100。

在步骤S106中，清洗模具151、152和多个嵌件153。由此，流程结束。通过重复步骤S101至S106，可以制造多个导光体1。

图17示出了导光体100的第二制造方法的流程S200。在本实施方式中，作为示例，使用丙烯酸树脂作为导光体100的成型材料。即，假设入光部110和导光部120由相同的材料形成。

在步骤S201中，设置模具161和162。图18A以前视图(在X轴方向上观察)示出了模具161和162内部的状态。模具161和162是用于形成入光部110的一对金属模具。模具161包含具有能够容纳入光部110的尺寸和形状的内部空间。模具162具有从上表面在+Z方向上突出并在Y轴方向上排列的多个突出边162a。多个突出边162a是用于在入光部110(在多个聚光元件111之间)中形成空间130s的结构，并且形成为具有大致等腰三角形的截面形状并在X轴方向上延伸。

模具162朝向+Z方向配置有多个突出边162a，并且模具161以在其内部空间朝向-Z方向容纳突出边162a的方式覆盖模具162。由此，在模具161和162之间形成内部空间161s。

在步骤S202中，将丙烯酸树脂注射到模具161和162中，以成型入光部110。图18B和图18C分别示出了成型的入光部110的整体结构和-Z侧的结构。如上所述，入光部110一体成型为多个聚光元件111在Y轴方向上并列，并且在彼此相邻的聚光元件111之间包含空间130s。连续部131形成在每个聚光元件111的-Z面上。即，在本示例中，连续部131与入光部110一体成型。连续部131的详细结构如上所述。

在步骤S203中，从模具161打开模具162。在该状态下，入光部110容纳在模具161中。

在步骤S204中，设置模具161、163和多个嵌件165。图18D和图18E分别以前视图(在X轴方向上观察)和立体图示出了模具161和163的内部状态。模具163以与上述模具152相同的方式构成。多个嵌件165以与上述嵌件153相同的方式构成。然而，其长度等于入光部110在X轴方向上的宽度。

将容纳入光部110的模具161上下反转，将嵌件165分别插入到入光部110的多个空间130s中，并且使模具163在其内部空间朝向-Z方向来覆盖模具161。由此，在模具161的内部空间中容纳多个嵌件165分别嵌入在空间130s中的入光部110，并且在该模具161和模具163之间形成内部空间163s。

在步骤S205中，将丙烯酸树脂注射到模具161和163中，以通过铸坯成型导光体100。树脂通过模具163的通孔(未示出)注入内部空间163s，并填充到入光部110的+Z侧。当树脂在一定时间后冷却时，树脂形成导光部120，并通过连续部131与入光部110一体化(参照图18C)。

在步骤S206中，从模具161和163中拔出导光体100，并且从导光体100中拉出多个嵌件165。另外，多个嵌件165也可以形成为+X端部相对于-X端部变细的锥形，以便容易地从导光体100中拉出。由此，得到图1A所示的导光体100。

在步骤S207中，清洗模具161、162、163和多个嵌件165。由此，流程结束。通过重复步骤S201至S207，可以制造多个导光体100。

图19示出了导光体100的第三制造方法的流程S300。在本实施方式中，作为示例，使用丙烯酸树脂作为导光体100的成型材料。即，假设入光部110和导光部120由相同的材料形成。

在步骤S302中，成型入光部110。入光部110可以通过上述步骤S201至S203形成。图20A示出了成型的入光部110的结构。入光部110形成为与导光部120分离的主体。

在步骤S304中，成型导光部120。省略了成型的细节。图20B示出了成型的导光部120的结构。导光部120形成为与入光部110分离的主体。

在步骤S306中，焊接入光部110和导光部120以形成导光体100。如图20C所示，对于入光部110而言，将形成有空间130s的一端面朝向-Z侧来设置在导光部120的+Z端面上。由此，入光部110的-Z面与导光部120的+Z端面抵接。在该状态下，通过向入光部110和/或导光部120施加超声波振动来焊接它们。由此，入光部110和导光部120经由连续部131彼此接合，从而形成导光体100。

此外，在对入光部110和/或导光部120施加超声波振动之前，也可以通过例如用红外线照射它们的焊接部来进行预热，使入光部110和导光部120抵接，并在抵接方向上加压同时在平行于抵接的面的方向上施加振动来产生摩擦热，由此来焊接入光部110和导光部120。由此，能够在没有空气咬合的情况下进行抑制焊道的焊接。

另外，入光部110和导光部120也可以通过使用例如溶剂来粘合，而不限于焊接。例如，也可以通过在入光部110和导光部120之间设置微小的间隙，通过毛细力使光固化粘合剂流入该间隙中，并用光照射以固化光固化粘合剂，由此将入光部110和导光部120接合。此外，入光部110和导光部120也可以使用光学带(例如，3M公司的ACO04N)接合。此外，导光体100也可以使用3D打印机成型。

图21示出了本实施方式涉及的导光体组件100a。导光体组件100a具备在Z轴方向上重叠的两个导光体100。这里，上段的导光体100设置在下段的导光体100的入光面110a上。在下段的导光体100的入光面110a和上段的导光体100的-Z面之间形成微小的间隙。

在两个导光体100中的每一个中，入光部110形成为相对于Z轴方向180度旋转对称。在上段的导光体100中，反射面112位于+Y端面，反射面113位于-Y端面。导光部120也形成为相对于Z轴方向180度旋转对称。这里，从导光部120的+Y端到离+Y端最近的入光部110的反射面112的距离L₁₁₂与从导光部120的-Y端到离-Y端最近的入光部110的距离L₁₁₃之差和连续部131以及非连续部132在Y轴方向上的宽度、即多个聚光元件111的排列间距P的一半大致相等。

因此，在导光体组件100a中，将下段的导光体100相对于上段的导光体100相对于Z轴旋转180度配置。由此，反射面113位于入光部110的+Y端面，反射面112位于-Y端面。然后，将上段的导光体100设置在下段的导光体100的入光面110a上，并且各个±Y端面对齐。由此，上段的导光体100的聚光元件111相对于下段的导光体100的聚光元件111在Y轴方向上偏移P/2来排列，并且下段的导光体100的多个聚光元件111的反射面112、113分别位于上段的导光体100的多个聚光元件111的透光部114的下方(-Z方向)。

图22示出了输入到导光体组件100a的光的基于入光部110的聚光和基于导光部120的导光的原理。这里，示出了不被上段的导光体100的入光部110的反射面112、113反射而通过它们之间的透光部114(图中左侧的聚光元件111的透光部114)进入导光部120的光的光路。另外，进入入光部110的反射面112和113的光的引导如上面参考图2所述那样。

经由入光部110的透光部114进入导光部120的光穿过导光部120的-Z端面120b泄漏到上段的导光体100的外部，并从入光面110a沿-Z方向进入下段的导光体100。这里，由于下段的导光体100的反射面112、113位于上段的导光体100的透光部114的下方，所以穿过上段的导光部114的+Y侧的光被下段的导光体100的+Y侧的反射面113反射，在保持平行光的同时穿过连续部131进入下段的导光部120。进入导光部120的反射光如前面参考图2所述那样，在导光部120的-Z端面120b和导光部120与非连续部132之间的界面处反射，在导光部120的内部沿右方向被引导，并从出光面120a输出。

另外，穿过上段的透光部114的-Y侧的光(未示出)在下段的-Y侧的反射面112处反射，在保持平行光的同时穿过相邻的连续部131，进入下段的导光体部120。进入导光部120的反射光在导光部120的内部沿左方向引导，并从另一出光面120a输出。

这样，从上段的导光体100的入光部110(聚光元件111)不被反射面112、113反射而是经由它们之间的透光部114和导光部120射出到导光体100外部的光、即漏光被下段的导光体100聚光，由此进入导光体组件100a的大部分光能够被限制在导光部120内，并从出光面120a输出。

图23示出了变形例涉及的导光体组件100b的结构和聚光原理。导光体组件100b具备在Z轴方向上重叠的三个导光体100。这里，中级的导光体100设置在下段的导光体100的入光面110a上，上段的导光体100设置在中级的导光体100的入光面110a上。在三个导光体100之间设置微小的间隙。在每个导光体100中，连续部131的宽度是非连续部132的两倍，并且三个导光体100排列成使得每个聚光元件111在Y轴方向上偏移P/3。由此，中级和下段的导光体100的聚光元件111的反射面112、113位于上段的导光体100的聚光元件111的透光部114的下方(-Z方向)。

在进入上端的导光体100的入光面110a的光中，光I11、I12分别被上段的入光部110的反射面112、113反射，在上段的导光体部120中被引导，并从出光面120a输出。在穿过上端的导光体100的反射面112、113之间的透光部114的光中，穿过-Y侧的光I21、I22分别被中级的入光部110的反射面112、113反射并在中级的导光部120中被引导，穿过+Y侧的光I31、I32分别被下段的入光部110的反射面112、113反射并在下段的导光部120中被引导，并从各个导光体100的出光面120a输出。这样，也可以改变入光部110的反射面112、113和连续部131的宽度(1对N-1)，并且通过将导光体100多(N)级堆叠并在Y轴方向上偏移P/N配置来构成导光体组件。

本实施方式涉及的导光体100是将从入光面110a输入的光引导到出光面120a并从出光面120a输出的导光体，具有光在-Z方向上输入的入光面110a、相对于入光面110a位于-Z方向上的反射面112、113和透光部114，反射面112、113反射从入光面110a输入的光的一部分，透光部114使从入光面110a输入的光的另一部分以及被反射面112和113反射的反射光穿过，具有入光部110、相对于入光部110位于-Z侧的出光面120a，具备在Y轴方向上引导反射光并从出光面120a输出的导光部120、分别设置在入光部110和导光部120的边界处以使透光部114和导光部120彼此连续的方式设置的连续部131以及使反射面112、113和导光部120分离的方式设置的非连续部132。由此，通过入光面110a在-Z方向上输入到入光部110的光的一部分被入光部110的反射面112、113反射，该反射光通过连续部131从入光部110的透光部114进入导光部120，并在导光部120的内部被沿Y轴引导，由此能够使由入光部110会聚的大部分光从出光面120a输出。

此外，本实施方式涉及的导光体组件100a具备在Z轴方向上重叠的两个导光体100。根据该结构，从上段的导光体100的入光部110(聚光元件111)不被反射面112、113反射地经由它们之间的透光部114和导光部120发射到导光体100外部的光、即漏光被下段的导光体100聚光，由此能够使进入导光体组件100a的大部分光限制在导光部120内并从出光面120a输出。

此外，也可以对导光部120的底面设置底面结构121，使得从入光部110引导到导光部120的光经由入光部110不泄漏或泄漏很少地在Y轴方向上被长距离导光。

图24A示出了具有底面结构121的第六变形例涉及的导光体100d6的结构。导光体100d6具备入光部110和导光部120，并且多个空间130s在Y轴方向上排列在入光部110和导光部120之间。作为示例，多个空间130s包含在Y轴方向的中心具有正三角形截面的两个空间130s0、在+Y侧具有在-Y和-Z方向上延伸的三角形截面的五个空间130s1、以及在-Y侧具有在+Y和-Z方向上延伸的三角形截面的五个空间130s2。导光部120在其底面上包含在-Z方向上突出并在X轴方向上延伸的底面结构121。底面结构121包含在导光部120的+Y侧具有面向+Y和-Z方向的倾斜面的三个底面结构121a和在导光部120的-Y侧具有面向-Y和-Z方向的倾斜面的三个底面结构121b。另外，空间130s的数量和底面结构121的数量可以任意设定。

图24B至图24E示出了输入到第六变形例涉及的导光体100d6的光的导光。如图24B所示，从入光面110a进入入光部110的光中的、在+Y侧的三个空间130s1的左斜面(反射面112)反射的光S1分别被引导到三个底面结构121a并在倾斜面上反射，然后被引导到两个空间130s0的底面和+Y侧的空间130s2的底面(非连续部132)并反射，然后从-Y侧的出光面120a输出。如图24C所示，在-Y侧的两个空间130s1的左斜面(反射面112)反射的光S2分别被引导到导光部120的底面中心并被反射，然后被引导到+Y侧的两个空间130s2的底面(非连续部132)并被反射，被引导到导光部120的-Y侧的底面并被反射，然后从-Y侧的出光面120a输出。如图24D所示，在两个空间130s0的左斜面(反射面112)和+Y侧的空间130s2的左斜面(反射面112)反射的光S3分别被引导到三个底面结构121b并在倾斜面上反射，然后被引导到-Y侧的三个空间130s2的底面(非连续部132)并反射，然后从-Y侧的出光面120a输出。如图24E所示，在-Y侧的三个空间130s2的左斜面(反射面112)反射的光S4分别被引导到导光部120的-Y侧的底面并被反射，然后从-Y侧的出光面120a输出。这样，通过在导光部120中设置底面结构121，使从入光部110进入导光部120的光以相对于Y轴方向的小角度在导光部120的内部朝向Y轴方向，能够以较少的反射次数将光引导到出光面120a。即，能够增加导光部120中的光的导光距离。

图25A和图25B示出了另一示例的底面结构122和123。图25A所示的底面结构122是以在导光部120的底面上沿+Z方向凹陷并沿X轴方向延伸的方式形成的槽状结构。图25B所示的底面结构123是以在导光部120的底面一半在-Z方向上突出，另一半在+Z方向上凹陷，并在X轴方向上延伸的方式形成的凹凸状的结构。底面结构122和123的倾斜面以与底面结构121的倾斜面相同的角度倾斜。

另外，也可以对-Z端面进行镜面加工，以增加底面结构121至123的倾斜面处的反射率。此外，也可以使用金属等设置反射膜。

图26示出了使用第六变形例涉及的导光部100d6形成的导光组件100c。导光体组件100c具备在Z轴方向上重叠的两个导光体100d6。这里，两个导光体100d6具有底面结构122。上段的导光体100d6设置在下段的导光体100d6的入光面110a上。上段的导光体100d6的聚光元件111相对于下段的导光体100d6的聚光元件111在Y轴方向上偏移P/2来排列，下段的导光体100的多个聚光元件111的反射面112、113分别位于上段的导光体100的多个聚光元件111的透光部114的下方(-Z方向)。由此，在上段的导光体100d6的反射面112、113反射的光Sa被引导到上段的导光部120并在Y轴方向上被引导，并且经由上段的导光体100d6的透光部114进入导光部120的光Sb穿过导光部120的-Z端面120b泄漏到上段的导光体100的外部，在-Z方向上从其入光面110a进入下段的导光体100d6，在下段的导光体100d6的反射面112、113反射，并被引导到下段的导光部120而在Y轴方向上被导光。由此，能够使进入导光体组件100c的大部分光限制在两个导光部120中，并从两个出光面120a输出。

另外，本实施方式涉及的导光体100的上表面(入光部110的入光面110a)和下表面(导光部120的-Z面)可以是光滑表面。由此，当导光体100设置在野外时，能够防止灰尘等的堆积。

另外，在本实施方式涉及的导光体100中，导光部120以在与光的输入方向(Z轴方向)正交的Y轴方向上延伸的方式形成为板状，但不限于此，也可以形成为在与输入方向交叉的任意方向上弯曲，例如弯曲成弧形或球壳状。此外，导光部120可以形成为从与入光部110重叠的部分起在任意方向上弯曲或屈曲地延伸，也可以形成为以增加宽度或减小宽度、增加厚度或减小厚度的方式延伸到出光面120a。由此，由入光部110聚光的光被引导到导光部120中，然后在其端面反射同时沿任意方向朝向出光面120a引导。

另外，也可以使从导光体100的出光面120a输出的光输入到与导光体100不同的另一导光体(光纤等)，并在该另一导光体的另一端部输出(发光)。例如，当与导光体100不同的第二导光体100与导光体100抵接并且从导光体100输出的光被输入到第二导光体100而不进入到空气中时，也可以将与第二导光体100抵接的导光体100的抵接面视为出光面120a。此外，即使在通过焊接等将与导光体100不同的第二导光体100接合到导光体100而不存在两个导光体100之间的抵接面的情况下，也可以将两个导光体100之间的边界部(即，焊接前的抵接面)视为出光面120a。此外，在第二导光体100中，也可以将从导光体100输入的光被输出的面视为出光面120a。

以上，利用实施方式对本发明进行了说明，但本发明的技术范围不限于上述实施方式所记载的范围。能够对上述实施方式进行多种变更或改良对于本领域技术人员而言是显而易见的。进行了这样的变更或改良的方式也能够包含于本发明的技术范围内从权利要求书的记载而言是显而易见的。

对于权利要求书、说明书以及附图中示出的装置、系统、程序以及方法中的动作、流程、步骤以及步骤等的各处理的执行顺序而言，应注意没有特别明示“之前”、“先行”等，另外，只要不是将之前的处理的输出在之后的处理中使用，就可以以任意的顺序实现。对于权利要求书、说明书以及附图中的动作流程而言，即使为了便利而使用了“首先”、“接着”等进行了说明，但并不意味着必须以这样的顺序来实施。

【附图标记说明】

98平面(南北平面)；99平面(运动轨迹平面)；100导光体；100a、100b、100c导光体组件；100d1-100d6导光体；110入光部；110a入光面；110b表面处理层；111聚光元件；112、113反射面；114、透光部；120、120d1导光部；120a出光面；120b-Z端面；121、121a、121b、122、122、123底面结构；130边界部；130s、130s0、130s1、130s2、130sa、130sb中空空间(空间)；131连续部；131a第一宽度连续部；131b第二宽度连续部；132非连续部；132a、132b非连续部；132c左非连续部；132f左非连续部；150s内部空间；151、152模具；153嵌件；161、162、163模具；161s、163s内部空间；162a突出边；165嵌件；Bb下后斜面角度；Bf下前斜面角度；S、S1、S2、S3、S4、SA、Sa、Sb、Sc、Sf光。

Claims (24)

1.一种导光体，其将从入光面输入的光引导到与所述入光面不同并输出所述光的出光面，其中，具备：

入光部，其具有设置成从第一方向输入所述光的所述入光面；

导光部，其配置在比所述入光部靠所述出光面侧，并在与所述第一方向交叉的第二方向上引导所述光；以及

连续部和非连续部，分别配置在所述入光部和所述导光部的边界处，所述连续部设置成使得所述入光部和所述导光部连续，所述非连续部设置成使得所述入光部和所述导光部分离，

所述入光部具有：反射面，其被设置为反射从所述入光面输入的所述光的一部分；以及透光部，其允许从所述入光面输入的所述光的另一部分和由所述反射面反射的反射光穿过，

所述导光部被设置成在所述第二方向上进一步引导所述反射光，

所述连续部被设置成使得所述入光部的所述透光部和所述导光部连续，所述非连续部被设置成使得所述入光部的所述反射面与所述导光部分离。

2.根据权利要求1所述的导光体，其中，

所述非连续部的所述导光部侧的端部设置成相对于所述第二方向倾斜延伸。

3.根据权利要求1或2所述的导光体，其中，

所述反射面包含第一反射面和第二反射面，所述第一反射面和第二反射面在所述第二方向上分别位于所述透光部的一侧和另一侧并相互对置。

4.根据权利要求3所述的导光体，其中，

所述非连续部包含所述第一反射面与所述导光部分离的第一非连续部和所述第二反射面与所述导光部分离的第二非连续部，

所述第一非连续部的所述导光部侧的第一端部和所述第二非连续部的所述导光部侧的第二端部设置成相对于所述第二方向向彼此不同的朝向倾斜延伸。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的导光体，其中，

所述反射面包含第三反射面和第四反射面，所述第三反射面和第四反射面在所述第二方向上分别位于所述非连续部的一侧和另一侧并且彼此背向。

6.根据权利要求5所述的导光体，其中，

所述第三反射面和第四反射面相对于所述第二方向向不同的朝向倾斜。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的导光体，其中，

所述连续部和与该连续部相邻的所述非连续部在所述第二方向上具有彼此不同的宽度。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的导光体，其中，

所述连续部和与该连续部相邻的所述非连续部在所述第二方向上具有彼此大致相等的宽度。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的导光体，其中，

在所述边界处的所述非连续部和所述导光部之间的界面形成其他的反射面，反射从所述透光部经由所述连续部输入到所述导光部的所述反射光并引导到所述出光面。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的导光体，其中，

所述反射面和所述透光部在所述入光部中沿所述第二方向配置有多个，

所述连续部和所述非连续部沿着所述第二方向在所述入光部和所述导光部的所述边界处配置有多个。

11.根据权利要求10所述的导光体，其中，

多个所述非连续部在所述第二方向上具有大致相等的宽度。

12.根据权利要求10或11所述的导光体，其中，

多个所述连续部具有在所述第二方向上具有第一长度的宽度的第一宽度连续部和在所述第二方向上具有不同于所述第一长度的第二长度的宽度的第二宽度连续部，

所述第一宽度连续部和所述第二宽度连续部交替配置。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的导光体，其中，

所述入光部形成为在所述第二方向上延伸，所述入光面形成为在与所述第一方向和所述第二方向分别交叉的第三方向上具有宽度的平面状。

14.根据权利要求13所述的导光体，其中，

所述导光部形成为在所述第二方向上延伸。

15.根据权利要求13或14所述的导光体，其中，

所述导光部在所述第一方向上与所述入光部相对的相反侧的端部形成为平面状。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的导光体，其中，

所述连续部形成为在所述第三方向上延伸。

17.根据权利要求16所述的导光体，其中，

所述连续部被配置成使得所述第三方向大致平行于包含太阳的运动轨迹的平面。

18.根据权利要求16或17所述的导光体，其中，

所述导光部被配置成使得所述第二方向大致垂直于包含太阳的运动轨迹的平面。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的导光体，其中，

所述入光面包含表面处理层，所述表面处理层设置有衍射光学元件或形成为折射率在所述第一方向上连续变化，

包含太阳的运动轨迹的平面与所述入光面的交线配置为相对于水平方向倾斜。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的导光体，其中，

所述入光部和所述导光部分别形成为单独的主体，并且通过经由所述连续部彼此接合而形成。

21.根据权利要求20所述的导光体，其中，

所述入光部和所述导光部通过焊接接合。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的导光体，其中，

所述入光部和所述导光部由相同的材料形成。

23.一种导光体组件，其中，

具备在所述第一方向上重叠的两个权利要求1至22中任一项所述的导光体。

24.根据权利要求23所述的导光体组件，其中，

下段的导光体的反射面位于两个所述导光体中的上段的导光体的透光部的下方。