JP2977181B2 - 中空状発光担体 - Google Patents
中空状発光担体Info
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- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M31/00—Means for providing, directing, scattering or concentrating light
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液相中に光を送り込む
必要のある反応装置に使用される発光担体、特に、微細
藻類等に光合成を行わせるバイオリアクターに好適に使
用される発光担体に関する。
必要のある反応装置に使用される発光担体、特に、微細
藻類等に光合成を行わせるバイオリアクターに好適に使
用される発光担体に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、化石燃料の大量消費や森林の伐採
に伴って大気中の二酸化炭素（ＣＯ2）濃度が上昇し、
いわゆる地球温暖化が国際的問題となってきている。大
気中へのＣＯ2 の放出を減らすひとつの手段として、Ｃ
Ｏ2 を多量に含む工場などの排ガスを光合成により固定
化する方法が提案されている。例えば、微細藻類を含む
培養液の入ったバイオリアクター中に、排ガスと太陽光
を導き入れて、光合成により微細藻類を増殖させてＣＯ
2 を有機物として固定化することが提案されている。こ
のようなバイオリアクターに光を導く方法には、太陽光
線を集めて光ファイバーバンドル等により導くことが提
案されている。この方法により、増殖した微細藻類は、
バイオマス資源として利用することができる。
に伴って大気中の二酸化炭素（ＣＯ2）濃度が上昇し、
いわゆる地球温暖化が国際的問題となってきている。大
気中へのＣＯ2 の放出を減らすひとつの手段として、Ｃ
Ｏ2 を多量に含む工場などの排ガスを光合成により固定
化する方法が提案されている。例えば、微細藻類を含む
培養液の入ったバイオリアクター中に、排ガスと太陽光
を導き入れて、光合成により微細藻類を増殖させてＣＯ
2 を有機物として固定化することが提案されている。こ
のようなバイオリアクターに光を導く方法には、太陽光
線を集めて光ファイバーバンドル等により導くことが提
案されている。この方法により、増殖した微細藻類は、
バイオマス資源として利用することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の光フ
ァイバーバンドル等によりバイオリアクターに光を導く
方法においては、バイオリアクター内の培養液中には微
生物等が無数に浮遊しているため光の減衰が大きいの
で、光ファイバーの端面といった小さい光源から出射さ
れた光の届く範囲はごく狭いものとなっている。従っ
て、光合成が行われる範囲も限られてしまう。光合成を
効率よく行わせるためには、光ファイバーバンドル等か
らの光を培養液中の広い範囲に均一に分散させて放射す
る装置が必要である。以下、このような装置を発光担体
と呼ぶ。
ァイバーバンドル等によりバイオリアクターに光を導く
方法においては、バイオリアクター内の培養液中には微
生物等が無数に浮遊しているため光の減衰が大きいの
で、光ファイバーの端面といった小さい光源から出射さ
れた光の届く範囲はごく狭いものとなっている。従っ
て、光合成が行われる範囲も限られてしまう。光合成を
効率よく行わせるためには、光ファイバーバンドル等か
らの光を培養液中の広い範囲に均一に分散させて放射す
る装置が必要である。以下、このような装置を発光担体
と呼ぶ。
【０００４】そこで本発明は、バイオリアクターにおけ
る光合成生物の培養に好適な、培養液中での長時間の使
用に耐える耐水性と耐久性を有し、発光面のサイズを大
きくすることができ、入射光の損失の少ない発光担体を
提供することを目的とする。 また本発明は、上記目的に
加えて、発光表面の散乱光強度がほぼ均一の状態で光を
放射することができる発光担体を提供することを目的と
する。
る光合成生物の培養に好適な、培養液中での長時間の使
用に耐える耐水性と耐久性を有し、発光面のサイズを大
きくすることができ、入射光の損失の少ない発光担体を
提供することを目的とする。 また本発明は、上記目的に
加えて、発光表面の散乱光強度がほぼ均一の状態で光を
放射することができる発光担体を提供することを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記した問題点を解決す
るために、本発明の発光担体は、（１）透明壁を有す
る、内部が中空の、密閉構造の発光担体であって、
（２）該発光担体の少なくとも一つの端部は、透明窓と
該透明窓の外側に取り付けられた光源を有する光入射部
であり、（３）前記透明壁の内面は、光散乱面として入
射光を散乱させることができることを特徴とする裏表の
両表面から光を散乱することが可能な発光担体である。
また、上記した問題点を解決するために、本発明の別の
発光担体は、（１）透明壁を有する、内部が中空の、長
さ方向に対して垂直の断面が同一の断面積を有する密閉
構造の発光担体であって、（２）該発光担体の少なくと
も一つの端部は、透明窓と該透明窓の外側に取り付けら
れた光源を有する光入射部であり、（３）前記透明壁の
内面は、光散乱面として入射光を散乱させることがで
き、（４）前記透明壁の光散乱面は、前記光入射部付近
では散乱能力が小さく、前記光入射部から離れるに従い
散乱能力が大きく形成されていることを特徴とする裏表
の両表面から光を散乱することが可能な発光担体であ
る。
るために、本発明の発光担体は、（１）透明壁を有す
る、内部が中空の、密閉構造の発光担体であって、
（２）該発光担体の少なくとも一つの端部は、透明窓と
該透明窓の外側に取り付けられた光源を有する光入射部
であり、（３）前記透明壁の内面は、光散乱面として入
射光を散乱させることができることを特徴とする裏表の
両表面から光を散乱することが可能な発光担体である。
また、上記した問題点を解決するために、本発明の別の
発光担体は、（１）透明壁を有する、内部が中空の、長
さ方向に対して垂直の断面が同一の断面積を有する密閉
構造の発光担体であって、（２）該発光担体の少なくと
も一つの端部は、透明窓と該透明窓の外側に取り付けら
れた光源を有する光入射部であり、（３）前記透明壁の
内面は、光散乱面として入射光を散乱させることがで
き、（４）前記透明壁の光散乱面は、前記光入射部付近
では散乱能力が小さく、前記光入射部から離れるに従い
散乱能力が大きく形成されていることを特徴とする裏表
の両表面から光を散乱することが可能な発光担体であ
る。
【０００６】前記発光担体における透明壁の光散乱面
は、光散乱部分と平滑部分とを有し、その光散乱部分の
割合を光入射部側でＰ、光入射部より最も遠い面でＱと
するとき、次の式（１）、
は、光散乱部分と平滑部分とを有し、その光散乱部分の
割合を光入射部側でＰ、光入射部より最も遠い面でＱと
するとき、次の式（１）、
【０００７】
【数２】 を満たすことが、散乱光強度をほぼ均一の状態で、裏表
の両表面から光を放射させるために必要である。
の両表面から光を放射させるために必要である。
【０００８】本発明の発光担体は、前記透明壁が２枚の
略長方形の透明板であり、その透明板が一定の間隔をあ
けて向かい合って形成されることが望ましい。
略長方形の透明板であり、その透明板が一定の間隔をあ
けて向かい合って形成されることが望ましい。
【０００９】本発明の発光担体の基本構造の１例を、図
１の発光担体の斜視図及び図２のその断面図に基づき説
明する。本発明の発光担体は、２枚の略長方形の透明板
１をスペーサ２により一定の間隔で向かい合わせて、そ
の周囲を密閉構造として形成されており、その内部は中
空構造となっている。本発明の発光担体の一方の端面は
光入射端面４となっており、この光入射端面４に透明部
材により透明窓（図示していない）が形成されている。
この透明窓の外側には、光源（図示していない）が取り
付けてある。本発明の発光担体の他の端面は光反射端面
５となっており、光入射端面４からの光がこの光反射端
面５迄到達した場合に到達した光を反射させて発光担体
内に戻す作用をし、入射光を効率よく利用することがで
きる。なお、この光反射端面５を廃止し、両端面とも光
入射端面４とすることもできる。また、光入射を行う部
分は、発光担体の端面に限らず、発光担体の端部付近の
全周囲に形成してもよい。
１の発光担体の斜視図及び図２のその断面図に基づき説
明する。本発明の発光担体は、２枚の略長方形の透明板
１をスペーサ２により一定の間隔で向かい合わせて、そ
の周囲を密閉構造として形成されており、その内部は中
空構造となっている。本発明の発光担体の一方の端面は
光入射端面４となっており、この光入射端面４に透明部
材により透明窓（図示していない）が形成されている。
この透明窓の外側には、光源（図示していない）が取り
付けてある。本発明の発光担体の他の端面は光反射端面
５となっており、光入射端面４からの光がこの光反射端
面５迄到達した場合に到達した光を反射させて発光担体
内に戻す作用をし、入射光を効率よく利用することがで
きる。なお、この光反射端面５を廃止し、両端面とも光
入射端面４とすることもできる。また、光入射を行う部
分は、発光担体の端面に限らず、発光担体の端部付近の
全周囲に形成してもよい。
【００１０】この発光担体において、透明窓から入射さ
れた入射光は、発光担体内の中空部分及び透明板１内を
伝播する。ここで、透明板１の向かい合う互いの面は共
に、砂スリ面等の光散乱面となっているので、入射光を
少しずつ散乱させて発光担体の裏表の両表面から散乱光
を放射することができる。
れた入射光は、発光担体内の中空部分及び透明板１内を
伝播する。ここで、透明板１の向かい合う互いの面は共
に、砂スリ面等の光散乱面となっているので、入射光を
少しずつ散乱させて発光担体の裏表の両表面から散乱光
を放射することができる。
【００１１】本発明では、中空部分が密閉構造となって
いるため、透明板１の中空部分に面した側、即ち光散乱
面は水とは接触しないので、透明板１の光散乱面が濡れ
て半透明となるような光散乱機能が低下する事態を防ぐ
ことができる。したがって、水中での使用でも光を均一
に散乱することが可能である。
いるため、透明板１の中空部分に面した側、即ち光散乱
面は水とは接触しないので、透明板１の光散乱面が濡れ
て半透明となるような光散乱機能が低下する事態を防ぐ
ことができる。したがって、水中での使用でも光を均一
に散乱することが可能である。
【００１２】また、本発明の発光担体に用いる透明板１
の材質としては、光透過率の良好な光学ガラスやアクリ
ル樹脂等が適している。透明板１に光散乱面加工するた
めには、研磨砂によりスリ面としたり、あるいは白色塗
料を塗るといった方法が挙げられる。透明板１として材
料の大きさに制限のあるもの（例えば、光学ガラス等）
を使用する場合には、小さい発光担体をユニットとして
製作してから、いくつかのユニットを透明な接着剤等で
接続して大きな発光担体とすることもできる。
の材質としては、光透過率の良好な光学ガラスやアクリ
ル樹脂等が適している。透明板１に光散乱面加工するた
めには、研磨砂によりスリ面としたり、あるいは白色塗
料を塗るといった方法が挙げられる。透明板１として材
料の大きさに制限のあるもの（例えば、光学ガラス等）
を使用する場合には、小さい発光担体をユニットとして
製作してから、いくつかのユニットを透明な接着剤等で
接続して大きな発光担体とすることもできる。
【００１３】本発明者らの実験によると、発光担体の透
明板１の光散乱面の光散乱能力を一様にすると、散乱光
強度は光源からの距離が離れるにつれて急激に減少し
て、発光担体全体として、散乱光強度は不均一がきわめ
て大きくなってしまうことが明らかとなった。したがっ
て、散乱光強度をより均一化するためには、光散乱面の
光散乱能力を発光担体の光入射端面４付近では小さく、
光入射端面４から離れるにしたがって大きくする必要が
ある。本発明者らの実験によると、光散乱部分の割合を
光入射端面４においてＰ、光反射端面５においてＱとす
るとき、散乱光強度を均一化するためには、少なくと
も、前記式（１）の関係を満たす必要があることを確認
している。本発明の発光担体において、透明板１の光散
乱面の光散乱能力を変化させるためには、次の方法が挙
げられる。
明板１の光散乱面の光散乱能力を一様にすると、散乱光
強度は光源からの距離が離れるにつれて急激に減少し
て、発光担体全体として、散乱光強度は不均一がきわめ
て大きくなってしまうことが明らかとなった。したがっ
て、散乱光強度をより均一化するためには、光散乱面の
光散乱能力を発光担体の光入射端面４付近では小さく、
光入射端面４から離れるにしたがって大きくする必要が
ある。本発明者らの実験によると、光散乱部分の割合を
光入射端面４においてＰ、光反射端面５においてＱとす
るとき、散乱光強度を均一化するためには、少なくと
も、前記式（１）の関係を満たす必要があることを確認
している。本発明の発光担体において、透明板１の光散
乱面の光散乱能力を変化させるためには、次の方法が挙
げられる。
【００１４】透明板に形成する光散乱面の性質を変化
させる。例えば、光散乱面を砂スリ面とする場合であれ
ば、砂目の粗さを連続的あるいは段階的に変化させて光
散乱能力を変える。
させる。例えば、光散乱面を砂スリ面とする場合であれ
ば、砂目の粗さを連続的あるいは段階的に変化させて光
散乱能力を変える。
【００１５】透明板に形成する光散乱面を、光散乱部
分と平滑部分が混在する状態として、光散乱部分の割合
を連続的あるいは段階的に変化させる。例えば、透明板
の表面に穴のあいたマスクをかけてから研磨砂を吹き付
けたり、あるいは白色塗料を塗るといった方法をとれ
ば、容易に所望の光散乱部分のパターンをつくることが
できる。この方法は、前記の方法に比べ比較的簡単に
実施することができる利点がある。
分と平滑部分が混在する状態として、光散乱部分の割合
を連続的あるいは段階的に変化させる。例えば、透明板
の表面に穴のあいたマスクをかけてから研磨砂を吹き付
けたり、あるいは白色塗料を塗るといった方法をとれ
ば、容易に所望の光散乱部分のパターンをつくることが
できる。この方法は、前記の方法に比べ比較的簡単に
実施することができる利点がある。
【００１６】前記の光散乱能力を変化させる方法の光
散乱部分のパターンの例を、図３及び図４に示す。図３
は、光源からの距離ｚに応じて、光散乱部分６のストラ
イプ幅を次第に増加させると同時に平滑部分７のストラ
イプ幅を次第に減少させている。図４は、光源からの距
離ｚに応じて、光散乱部分６の円形パターンの面積を次
第に増加させると同時に、相対的に平滑部分７の面積を
次第に減少させている。
散乱部分のパターンの例を、図３及び図４に示す。図３
は、光源からの距離ｚに応じて、光散乱部分６のストラ
イプ幅を次第に増加させると同時に平滑部分７のストラ
イプ幅を次第に減少させている。図４は、光源からの距
離ｚに応じて、光散乱部分６の円形パターンの面積を次
第に増加させると同時に、相対的に平滑部分７の面積を
次第に減少させている。
【００１７】図５に、本発明の発光担体の光入射端部付
近の一例を示す。この例は、光源８として光ファイバー
バンドルを透明窓３に設置した場合である。光源８とし
て光ファイバーバンドル等を用いると、図５の矢印で示
すように光の広がり角が大きいので、透明板１の光散乱
能力を変化させても、光源８の近傍（光源８からの距離
が約１００ｍｍ以下の範囲）の散乱光強度がきわめて大
きなものとなってしまう。したがって、光源８の近傍の
散乱光強度を弱めることが必要であり、このような手段
には、以下の及び／又はに示される手段（図６参
照）が挙げられる。図６に本発明の発光担体の光入射端
部付近の別の一例を示す。
近の一例を示す。この例は、光源８として光ファイバー
バンドルを透明窓３に設置した場合である。光源８とし
て光ファイバーバンドル等を用いると、図５の矢印で示
すように光の広がり角が大きいので、透明板１の光散乱
能力を変化させても、光源８の近傍（光源８からの距離
が約１００ｍｍ以下の範囲）の散乱光強度がきわめて大
きなものとなってしまう。したがって、光源８の近傍の
散乱光強度を弱めることが必要であり、このような手段
には、以下の及び／又はに示される手段（図６参
照）が挙げられる。図６に本発明の発光担体の光入射端
部付近の別の一例を示す。
【００１８】集光レンズを設置する：光源８の近くに
半円筒状の集光レンズ１０を設置して、光源８からの光
の広がり角を小さくする。
半円筒状の集光レンズ１０を設置して、光源８からの光
の広がり角を小さくする。
【００１９】光反射板をつける：光源８の近傍の透明
板１の外側に光反射板９（アルミ板等）のカバーを取り
付けて、光源８の近傍の強い散乱光を発光担体中に戻し
て、散乱光強度のピークを低くする。同時に、光反射板
９で覆う部分の透明板１の光散乱面は１００％スリ面と
して、光をできるだけ散乱させる。
板１の外側に光反射板９（アルミ板等）のカバーを取り
付けて、光源８の近傍の強い散乱光を発光担体中に戻し
て、散乱光強度のピークを低くする。同時に、光反射板
９で覆う部分の透明板１の光散乱面は１００％スリ面と
して、光をできるだけ散乱させる。
【００２０】
【作用】本発明の発光担体は、密閉構造となっているの
で、液相中での使用が可能であり、液相中に光を送り込
む必要のある反応装置に使用される発光担体、特に、微
細藻類等に光合成を行わせるバイオリアクターに好適に
使用できる。
で、液相中での使用が可能であり、液相中に光を送り込
む必要のある反応装置に使用される発光担体、特に、微
細藻類等に光合成を行わせるバイオリアクターに好適に
使用できる。
【００２１】本発明の発光担体の透明壁については、そ
の透明壁の光散乱面が、光入射部付近では散乱能力が小
さく、光入射部から離れるに従い散乱能力が大きく形成
されているので、好ましくは、透明壁の光散乱面におけ
る、光散乱部分の割合を光入射部側でＰ、光入射部より
最も遠い面でＱとするとき、前記式（１）の関係を満た
すので、発光担体の透明壁全体としてその発光表面の散
乱光強度がほぼ均一の状態で光を放射することができ
る。
の透明壁の光散乱面が、光入射部付近では散乱能力が小
さく、光入射部から離れるに従い散乱能力が大きく形成
されているので、好ましくは、透明壁の光散乱面におけ
る、光散乱部分の割合を光入射部側でＰ、光入射部より
最も遠い面でＱとするとき、前記式（１）の関係を満た
すので、発光担体の透明壁全体としてその発光表面の散
乱光強度がほぼ均一の状態で光を放射することができ
る。
【００２２】発光担体の光入射部に、集光レンズを設置
した場合、光源からの光の広がり角を小さくすることが
でき、効率よく均一に発光担体から光を放射させること
ができる。
した場合、光源からの光の広がり角を小さくすることが
でき、効率よく均一に発光担体から光を放射させること
ができる。
【００２３】発光担体の光入射部近傍の発光担体外部表
面に、光反射板を設置した場合、光源近傍の強い散乱光
を発光担体中に戻して、散乱光強度のピークを低くし、
効率よく均一に発光担体から光を放射させることができ
る。
面に、光反射板を設置した場合、光源近傍の強い散乱光
を発光担体中に戻して、散乱光強度のピークを低くし、
効率よく均一に発光担体から光を放射させることができ
る。
【００２４】本発明の発光担体は、接続可能なユニット
で構成してもよいので、該ユニットを任意の複数個接続
して、任意の長さの発光担体を得ることが可能である。
で構成してもよいので、該ユニットを任意の複数個接続
して、任意の長さの発光担体を得ることが可能である。
【００２５】
【実施例】図７、図８及び図９に基づいて実施例を説明
する。図７は本実施例の発光担体の平面図を示し、図８
はその断面図を示す。図９は、本発明の発光担体全体を
透明アクリル製の水槽に沈めて、光入射端面に光源から
の光を入射させて、透明板の光散乱表面における散乱光
強度分布を測定する装置を示す。
する。図７は本実施例の発光担体の平面図を示し、図８
はその断面図を示す。図９は、本発明の発光担体全体を
透明アクリル製の水槽に沈めて、光入射端面に光源から
の光を入射させて、透明板の光散乱表面における散乱光
強度分布を測定する装置を示す。
【００２６】透明板１として、５×８０×４００ｍｍの
光学ガラス板を用い、その光学ガラス板２枚をスペーサ
２を挟んで１０ｍｍ間隔で向かい合わせたものをユニッ
トとし、そのユニットを３組接続して、２ｍｍ厚のアル
ミ製の側板１１を接着し発光担体の側面を補強して、長
さ１２００ｍｍの発光担体とした。
光学ガラス板を用い、その光学ガラス板２枚をスペーサ
２を挟んで１０ｍｍ間隔で向かい合わせたものをユニッ
トとし、そのユニットを３組接続して、２ｍｍ厚のアル
ミ製の側板１１を接着し発光担体の側面を補強して、長
さ１２００ｍｍの発光担体とした。
【００２７】光入射端面４と光反射端面５には透明窓３
として厚さ１．０ｍｍの光学ガラス板を接着した。光入
射端面４の透明窓３上には長さ８０ｍｍ×半径５ｍｍの
半円筒状の集光レンズ１０（パイレックスガラス製）を
前記に説明した図６に示す配置で接着した。また、光反
射端面５の透明窓３には光反射板１４としてアルミニウ
ムの薄板（厚さ０．１ｍｍ）を貼りつけた。各部の接着
はエポキシ系接着剤（セメダイン（株）製セメダイン１
５６５：登録商標）を使用した。さらに、光入射端面４
から１００ｍｍの範囲の周囲は、光反射板９としてアル
ミニウムの薄板（厚さ０．１ｍｍ）で覆った。
として厚さ１．０ｍｍの光学ガラス板を接着した。光入
射端面４の透明窓３上には長さ８０ｍｍ×半径５ｍｍの
半円筒状の集光レンズ１０（パイレックスガラス製）を
前記に説明した図６に示す配置で接着した。また、光反
射端面５の透明窓３には光反射板１４としてアルミニウ
ムの薄板（厚さ０．１ｍｍ）を貼りつけた。各部の接着
はエポキシ系接着剤（セメダイン（株）製セメダイン１
５６５：登録商標）を使用した。さらに、光入射端面４
から１００ｍｍの範囲の周囲は、光反射板９としてアル
ミニウムの薄板（厚さ０．１ｍｍ）で覆った。
【００２８】透明板１としてのガラス板の光散乱面に
は、前記に説明した図３に示す縞状パターンを形成し
た。縞のピッチは１０ｍｍとして、紙製マスクをガラス
板に被せてから研磨砂（カーボランダム＃４００番）を
吹き付けることによりパターンをつくった。パターンに
おけるスリ部分の幅は、下記の表１、表２、表３に示
す。Ｑ／Ｐの値は、１０／０．６４＝１５．６である。
光入射端面４から１００ｍｍの範囲は光反射板９で覆っ
ているため、この範囲のガラス板の表面は全面スリ面と
した。
は、前記に説明した図３に示す縞状パターンを形成し
た。縞のピッチは１０ｍｍとして、紙製マスクをガラス
板に被せてから研磨砂（カーボランダム＃４００番）を
吹き付けることによりパターンをつくった。パターンに
おけるスリ部分の幅は、下記の表１、表２、表３に示
す。Ｑ／Ｐの値は、１０／０．６４＝１５．６である。
光入射端面４から１００ｍｍの範囲は光反射板９で覆っ
ているため、この範囲のガラス板の表面は全面スリ面と
した。
【００２９】発光担体の光源８としては、光ファイバー
バンドルによる線状光源（発光部の大きさ０．８×６０
ｍｍ）を使用した。発光担体全体を透明アクリル製の水
槽１２に沈めて、光入射端面４に上記光源８からの光を
入射させて、散乱光強度分布を測定した。
バンドルによる線状光源（発光部の大きさ０．８×６０
ｍｍ）を使用した。発光担体全体を透明アクリル製の水
槽１２に沈めて、光入射端面４に上記光源８からの光を
入射させて、散乱光強度分布を測定した。
【００３０】なお、線状光源と発光担体の間に挟まれる
アクリル製の水槽１２の壁面の厚さは５ｍｍである。発
光担体の光散乱強度分布測定用のセンサ１３としては、
ＴＱ８２０１４型（受光部の大きさφ８．４ｍｍ、
（株）アドバンテスト製）を使用した。散乱光強度はＷ
（ワット）で表示される。
アクリル製の水槽１２の壁面の厚さは５ｍｍである。発
光担体の光散乱強度分布測定用のセンサ１３としては、
ＴＱ８２０１４型（受光部の大きさφ８．４ｍｍ、
（株）アドバンテスト製）を使用した。散乱光強度はＷ
（ワット）で表示される。
【００３１】センサ１３を透明板１としてのガラス表面
に密着させて長さ方向に測定した散乱光強度分布を、各
ユニットごとに図１０、図１１、図１２及び図１３にそ
れぞれ示す。図１０は第１ユニットの散乱光強度分布を
示し、図１１は図１０のグラフを縦軸方向に拡大した図
を示す。また、図１２は第２ユニットの散乱光強度分
布、図１３は第３ユニットの散乱光強度分布をそれぞれ
示す。図１０〜図１３によれば、光源付近には散乱光強
度の大きなピークが発生するものの、それを過ぎると散
乱光強度は、ほぼ一定値となったことが分かる。なお、
光源付近の大きな散乱光強度は、前記したように、光反
射板及び／又は集光レンズを設けることにより、減少さ
せることができる。
に密着させて長さ方向に測定した散乱光強度分布を、各
ユニットごとに図１０、図１１、図１２及び図１３にそ
れぞれ示す。図１０は第１ユニットの散乱光強度分布を
示し、図１１は図１０のグラフを縦軸方向に拡大した図
を示す。また、図１２は第２ユニットの散乱光強度分
布、図１３は第３ユニットの散乱光強度分布をそれぞれ
示す。図１０〜図１３によれば、光源付近には散乱光強
度の大きなピークが発生するものの、それを過ぎると散
乱光強度は、ほぼ一定値となったことが分かる。なお、
光源付近の大きな散乱光強度は、前記したように、光反
射板及び／又は集光レンズを設けることにより、減少さ
せることができる。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】
【表３】
【００３５】
【発明の効果】本発明の発光担体は、比較的小さな光源
からの光を水中に放射することができる。
からの光を水中に放射することができる。
【００３６】本発明の発光担体は、発光表面のサイズを
大きくすることができ、また入射光の損失を少なくする
ことができる。本発明の発光担体は上記効果に加え、発
光表面のサイズを大きくしても散乱光強度がほぼ均一の
状態で光を放射することができる。
大きくすることができ、また入射光の損失を少なくする
ことができる。本発明の発光担体は上記効果に加え、発
光表面のサイズを大きくしても散乱光強度がほぼ均一の
状態で光を放射することができる。
【００３７】本発明の発光担体は上記の特徴を有するの
で、特に、バイオリアクター等における光合成生物の培
養装置に使用した場合に、光合成生物の培養において効
率の良い光供給を行うことができ、培養液中での長時間
の使用に耐える耐水性と耐久性を有する。したがって、
本発明の発光担体を用いた光合成培養装置は、高密度培
養による効率的な大量生産用バイオリアクター及び大処
理の炭酸ガス固定用バイオリアクターを実現することが
できる。
で、特に、バイオリアクター等における光合成生物の培
養装置に使用した場合に、光合成生物の培養において効
率の良い光供給を行うことができ、培養液中での長時間
の使用に耐える耐水性と耐久性を有する。したがって、
本発明の発光担体を用いた光合成培養装置は、高密度培
養による効率的な大量生産用バイオリアクター及び大処
理の炭酸ガス固定用バイオリアクターを実現することが
できる。
【００３８】本発明の発光担体は、バイオリアクターの
みならず、液相中に光を送り込む必要のある反応装置一
般、例えば、光触媒を用いる反応装置等に広く用いるこ
とが可能である。
みならず、液相中に光を送り込む必要のある反応装置一
般、例えば、光触媒を用いる反応装置等に広く用いるこ
とが可能である。
【図１】本発明の発光担体の基本構造の１例の斜視図で
ある。
ある。
【図２】本発明の発光担体の基本構造の１例の（図１
の）断面図である。
の）断面図である。
【図３】本発明の発光担体における、光散乱部分の割合
を連続的あるいは段階的に変化させて光散乱能力を変化
させた光散乱部分のパターンの一例を示す。
を連続的あるいは段階的に変化させて光散乱能力を変化
させた光散乱部分のパターンの一例を示す。
【図４】本発明の発光担体における、光散乱部分の割合
を連続的あるいは段階的に変化させて光散乱能力を変化
させた光散乱部分のパターンの別の一例を示す。
を連続的あるいは段階的に変化させて光散乱能力を変化
させた光散乱部分のパターンの別の一例を示す。
【図５】本発明の発光担体の光入射端部付近の一例を示
す。
す。
【図６】本発明の発光担体の光入射端部付近の別の一例
を示す。
を示す。
【図７】実施例の発光担体の平面図である。
【図８】図７の断面図である。
【図９】本発明の発光担体全体を透明アクリル製の水槽
に沈めて、光入射端面に光源からの光を入射させて、透
明板の光散乱表面における散乱光強度分布を測定した装
置を示す。
に沈めて、光入射端面に光源からの光を入射させて、透
明板の光散乱表面における散乱光強度分布を測定した装
置を示す。
【図１０】第１ユニットの散乱光強度分布を示すグラフ
である。
である。
【図１１】図１０のグラフを縦軸方向に拡大した図であ
る。
る。
【図１２】第２ユニットの散乱光強度分布を示すグラフ
である。
である。
【図１３】第３ユニットの散乱光強度分布を示すグラフ
である。
である。
１ 透明板 ２ スペーサ ３ 透明窓 ４ 光入射端面 ５ 光反射端面 ６ 光散乱部分 ７ 平滑部分 ８ 光源 ９，１４ 光反射板 １０ 集光レンズ １１ 側板 １２ 水槽 １３ センサ
フロントページの続き (72)発明者 山村 健治 東京都港区西新橋２−８−11 第７東洋 海事ビル８階 財団法人 地球環境産業 技術研究機構内 (56)参考文献 特開 平１−137506（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−196403（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−86709（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−198952（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−308801（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−73710（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭59−19601（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 6/00 B01J 19/12 C12M 1/00 F21V 8/00
Claims (8)
- 【請求項１】 （１）透明壁を有する、内部が中空の、
密閉構造の発光担体であって、 （２）該発光担体の少なくとも一つの端部は、透明窓と
該透明窓の外側に取り付けられた光源を有する光入射部
であり、 （３）前記透明壁の内面は、光散乱面として入射光を散
乱させることができることを特徴とする裏表の両表面か
ら光を散乱することが可能な発光担体。 - 【請求項２】 （１）透明壁を有する、内部が中空の、
長さ方向に対して垂直の断面が同一の断面積を有する密
閉構造の発光担体であって、 （２）該発光担体の少なくとも一つの端部は、透明窓と
該透明窓の外側に取り付けられた光源を有する光入射部
であり、 （３）前記透明壁の内面は、光散乱面として入射光を散
乱させることができ、 （４）前記透明壁の光散乱面は、前記光入射部付近では
散乱能力が小さく、前記光入射部から離れるに従い散乱
能力が大きく形成されていることを特徴とする裏表の両
表面から光を散乱することが可能な発光担体。 - 【請求項３】 前記透明壁の光散乱面は光散乱部分と平
滑部分とを有し、該光散乱部分の割合を光入射部側で
Ｐ、光入射部より最も遠い面でＱとするとき、次の式、 【数１】 を満たすことを特徴とする請求項１又は２記載の裏表の
両表面から光を散乱することが可能な発光担体。 - 【請求項４】 （１）前記透明壁が２枚の略長方形の透
明板であり、 （２）該透明板が一定の間隔をあけて向かい合っている
ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の裏表の両表
面から光を散乱することが可能な発光担体。 - 【請求項５】 前記発光担体の一方の端面は、光入射端
面であり、もう一方の端面が光反射板が設置された光反
射端面であることを特徴とする請求項１、２、３又は４
記載の裏表の両表面から光を散乱することが可能な発光
担体。 - 【請求項６】 前記光入射部には、光源からの光の広が
り角を小さくすることができる集光レンズが設置されて
いることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載
の裏表の両表面から光を散乱することが可能な発光担
体。 - 【請求項７】 前記光入射部近傍の発光担体の外部表面
に、光反射板が設置されていることを特徴とする請求項
１、２、３、４、５又は６記載の裏表の両表面から光を
散乱することが可能な発光担体。 - 【請求項８】 前記発光担体が接続可能なユニットであ
り、該ユニットが複数個接続されていることを特徴とす
る請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の裏表の両
表面から光を散乱することが可能な発光担体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9452895A JP2977181B2 (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 中空状発光担体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9452895A JP2977181B2 (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 中空状発光担体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08262231A JPH08262231A (ja) | 1996-10-11 |
| JP2977181B2 true JP2977181B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=14112838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9452895A Expired - Fee Related JP2977181B2 (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 中空状発光担体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2977181B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200951410A (en) * | 2008-01-28 | 2009-12-16 | Koninkl Philips Electronics Nv | Lighting unit with photosensor |
| JP4548677B2 (ja) * | 2009-01-30 | 2010-09-22 | レシップ株式会社 | 照明装置 |
| JP4737337B2 (ja) * | 2010-03-08 | 2011-07-27 | レシップホールディングス株式会社 | 照明装置 |
| JP5049375B2 (ja) * | 2010-09-29 | 2012-10-17 | シャープ株式会社 | 擬似太陽光照射装置 |
| US20170161802A9 (en) * | 2013-03-18 | 2017-06-08 | Intellectual Property Management Pty Ltd | A wip management system |
-
1995
- 1995-03-28 JP JP9452895A patent/JP2977181B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08262231A (ja) | 1996-10-11 |
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