JPH02308786A - 螢光照射装置 - 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】 〔概要〕 所望容器内に高照度の螢光を照射せしめるための装置に
関し、 光合成に有利である光照射装置の簡素化を目的とし、 有機螢光色素を含有する複数本のプラスチックファイバ
を束ねたファイバ束と、該ファイバ束の一方の端部が導
入された容器と、該容器より導出された該ファイバに照
射する照明光とを具え、該容器に導入された該ファイバ
の端部には、該ファイバ内の伝播光が該ファイバの側方
に向けて照射する照射面が形成されてなることを特徴と
し、さらに、前記有機螢光色素が赤色螢光を発生する有
機螢光赤色素であることを特徴とし構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は高照度の螢光を所望容器内に照射せしめる装置
、特に藻類等の植物を光合成で高速培養させる装置等に
利用する螢光照射装置であり、照射光の波長スペクトル
を藻類の培養効率の高い近赤外光域に照射光伝播用ファ
イバ内で変調可能としたものである。

〔従来の技術〕

従来、二酸化炭素（Ｃｏりと水（Ｈ！Ｏ）から植物細胞
が酸素（０□）を放出し有機物を合成する光合成を利用
した藻類の高密度培養技術は、培養槽内に多数の線状光
散乱体（アクリルファイバ）を挿入し、槽内金体に均一
した照光を行うものである。

第４図は従来の光合成装置の主要構成を示す模式側面図
である。

第４図において、クロレラ培養槽１にはクロレラとその
培養液２を入れ、培養液２にアクリルファイバにてなる
複数本の光散乱体３を挿入する。

培養液２より突出する各光散乱体３の上端面には照射光
伝播用アクリルファイバ４の一端を接続し、アクリルフ
ァイバ４の他端が、照射光源装置の光学レンズ５に対向
する。

かかる光合成装置において、線状光散乱体３は例えばア
クリルファイバの材質あるいはアクリルファイバの表面
に特殊処理（粗面化処理等）を施したものであり、自然
光または光源ランプより出射した光６をレンズ５によっ
て集光せしめアクリルファイバ４に入射すると、入射光
の一部は全反射を繰り返しながらアクリルファイバ４内
を伝播して光散乱体３に入射し、槽２内の二次光源であ
る光散乱体３より槽２内金体に、均一な散乱照射光７が
照射されるようになる。

光合成を利用した藻類の前記高密度培養において、波長
６５０ｎｍ付近の赤色光が生物系の増殖促進作用に優れ
るとか知られており、従来技術にかかる赤色照射光を利
用しようとすると、レンズを使用した集光部に赤色のカ
ラーフィルタ８を挿入する必要がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上説明したように、光合成を利用した従来の高密度培
養装置では、自然光や人工光源を効率的に光フアイバ内
に導入させるためレンズ等で集光する必然性があり、ま
た、クロレラ等の培養速度を上げるため赤色可視光〜近
赤外の波長の光を照射する場合、光ファイバの光導入端
の前面にカラーフィルタを設ける必要がある。このため
、レンズ等による集光エネルギの一部は該フィルタに吸
収されて減少し、培養効率が低下するという問題点があ
った。

本発明の目的は、特別の光源装置または赤色光を作るた
めのカラーフィルタを不要とし、高照度の照射光を作り
出すことである。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点は本発明の実施例を示す第１図によれば、有
機螢光色素を含有する複数本のプラスチックファイバ１
２を束ねたファイバ束１１と、ファイバ束１１の一方の
端部が導入された容器ｌと、容器１より導出されたファ
イバ１２に照射する照明光１４とを具え、 容器１に導入されたファイバ１２の端部には、ファイバ
１２内の伝播光がファイバ１２メ側方に向けて放射する
照射面１３が形成されてなることを特徴とする螢光照射
装置である。

〔作用〕

上記手段において、螢光色素を含存し容器内の端部に照
明光照射面の形成されたプラスチックファイバは、その
側面より入射した光が螢光色素に衝突すると螢光を発生
し、全反射を繰り返しながらファイバの軸方向へ伝播し
た伝播光は、該照射面より容器内に照射するようになる
。

従って、外部光の取り入れ面積は特別の装置を用いるこ
となく容易に拡張可能であり、しかも、螢光色素に赤色
のものを使用することによって、プラスチックファイバ
内で赤色螢光が作り出されるため、生物の培養促進が極
めて容易に可能となる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例による螢光照射装置の主要構
成を示す模式側面図、第２図は本発明の他の実施例によ
る赤色螢光照射装置の主要構成を示す模式側面図、第３
図はハロゲンランプ照射時に発生する赤色螢光ファイバ
の光スペクトル図である。

第１図において、一方の端部を培養槽１の培養液２に浸
漬した多数のプラスチックファイバ１２には、赤色螢光
を発生する螢光色素（例えばオキサジン系色素）を含有
せしめたものを使用する。

複数本のプラスチックファイバ１２を束ねたファイバ束
１１は、培養液２に浸漬された端部が円錐体を構成する
ように、各ファイバ１２の先端を斜面（照射面）１３に
形成し、各斜面１３はファイバ束１１の端部に円錐体状
を形成するようにせしめる。

そこで、培養液２にファイバ束１１の円錐体状端部を浸
漬し、培養槽（容器）１から導出されたファイバ束１１
に太陽光線１４を照射すると、各ファイバ１２に入射さ
れた太陽光線１４がファイバ１２内の螢光色素に衝突し
赤色の等方散乱螢光を発生し、該螢光の一部（照射光）
１５は、全反射を繰り返しながらファイバ１２内を伝播
し、培養液２内に浸漬された先端に形成された斜面１３
から培養液２内にほぼ均一に照射するようになる。

かかる装置は、ファイバ１２の全面から太陽光を取り込
み可能であり、かつ、ファイバ１２内体が赤色光を作り
出すため、従来技術におけるレンズおよびカラーフィル
タが不要となる。

第２図において、一方の端部を培養槽１の培養液２に浸
漬した多数のプラスチックファイバ２２には、赤色螢光
を発生する螢光色素（例えばオキサジン系色素）を含有
せしめたものを使用する。

プラスチックファイバ２２は培養液２に浸漬された端部
表面に粗面（照射光の照射面）２３を形成し、複数本の
プラスチックファイバ２２を束ねたファイバ束２１の端
部は、各ファイバ２２の粗面２３が表呈する円錐体状に
形成せしめてなる。

容器１より導出されたファイバ束２１の他端には、タン
グステン−ハロゲンランプの光２４を集光させるレンズ
２５が対向する。

このような装置において、ファイバ束２１の一部を培養
液２に浸漬し、ファイバ束２１の他端に光２４を照射さ
せると、各ファイバ２２内に発生した赤色螢光の一部（
照射光）２６は、全反射を繰り返しながらファイバ２２
内を伝播し、粗面２３からほぼ均一に培養液２内に照射
するようになる。

第３図において、縦軸は赤色出射光のエネルギ（ｎＷ）
、横軸は該出射光の波長（ｎｍ）であり、ファイバ２２
よりの出射光は波長６５０ｎｍに発光ピークが生じ、か
かる波長６５０ｎｍの螢光２５は生物の増殖作用（光合
成）を促進する性質に優れ、培養液２内でクロレラ等を
培養増殖させるには特に有利である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、太陽光等から簡単
を方法で集光可能であり、かつ、太陽光等の可視光を生
物等の増殖促進に優れる波長の照明光にプラスチックフ
ァイバ内で変換できるため、細菌や藻類など生物体の高
密度培養が可能となる。

本発明によるかかる装置は生物体の高密度培養に限定さ
れず、例えば光合成の促進効果を利用して大気中の炭酸
ガスを吸収し、酸素を発生するため空気清浄装置ｎとし
ても有効である。

【図面の簡単な説明】

第、１図は本発明の一実施例の主要構成の模式側面図、 第２図は本発明の他の実施例の主要構成の模式第３図は
ハロゲンランプ照射時に発光する螢光ファイバの光スペ
クトル、 第４図は従来の光合成装置の主要構成の模式側面図、 である。 図中において、 ■は培養槽（容器）、２は培養液、 １１．２１はファイバ束、 １２．２２はプラスチックファイバ、 １３．２３は照射面、　１／１，２４．は照明光、を示
す。 ｊ皮　長　　　　　　　　　（ｎｍ） 第　３　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機螢光色素を含有する複数本のプラスチックフ
   ァイバ（１２、２２）を束ねたファイバ束（１１、２１
   ）と、該ファイバ束（２１、２１）の一方の端部が導入
   された容器（１）と、該容器（１）より導出された該フ
   ァイバ（１２、２２）に照射する照明光（１４、２４）
   とを具え、該容器（１）に導入された該ファイバ（１２
   、２２）の端部には、該ファイバ（１２、２２）内の伝
   播光が該ファイバ（１２、２２）の側方に向けて放射す
   る放射面（１３、２３）が形成されてなることを特徴と
   する螢光照射装置。
2. （２）前記有機螢光色素が赤色螢光を発生する有機螢光
   赤色素であることを特徴とする請求項１記載の螢光照射
   装置。