光触媒装置
【課題】光の照射によって光触媒機能を発揮させる光触媒装置を適切に実現する。
【解決手段】互いに向かい合う第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２のうち少なくとも一方の面Ｓ１が複数の突起部４４を有し、第１の面Ｓ１及び第２の面Ｓ２と略直交して立体を形成させる第３の面Ｓ３に光が入射される基盤部材４０と、複数の突起部４４を有する少なくとも一方の面Ｓ１側に設けられ、第３の面Ｓ３に入射された光が複数の突起部４４により回折されて照射される光触媒層４２と、を備える光触媒装置１００を構成させる。
【解決手段】互いに向かい合う第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２のうち少なくとも一方の面Ｓ１が複数の突起部４４を有し、第１の面Ｓ１及び第２の面Ｓ２と略直交して立体を形成させる第３の面Ｓ３に光が入射される基盤部材４０と、複数の突起部４４を有する少なくとも一方の面Ｓ１側に設けられ、第３の面Ｓ３に入射された光が複数の突起部４４により回折されて照射される光触媒層４２と、を備える光触媒装置１００を構成させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
居住空間や作業空間における消臭（生活悪臭の低減、新建材からのＶＯＣ（Volatile Organic Compounds）ガス分解等）、抗菌（大腸菌、黄色ブドウ球菌、ＭＲＳＡ(Methicillin-resistant Staphylococcus Aureus)等に対する抗菌性）、防汚（手垢、指紋、煙草のヤニ汚れ等の低減）を目的として、光触媒物質により構成される光触媒装置が用いられている。尚、光触媒装置とは、バンドギャップ以上のエネルギーを有した光を照射してスーパーオキシドアニオンラジカル（Ｏ２−）やヒドロキシルラジカル（ＯＨ−）といった活性酸素を誘起させるものである。この活性酸素によって、居住空間や作業空間に漂う悪臭や汚れ等の原因となる有機物が水（Ｈ２Ｏ）又は二酸化炭素（ＣＯ２）に分解され、前述した消臭、抗菌、防汚の目的を達成することができる。
【０００３】
光触媒物質としては、酸化チタン等の酸化物半導体が一般的に用いられるが、この酸化物半導体は紫外線領域（波長２００ｎｍ〜波長３６０ｎｍ）の光いわゆる紫外線が照射されたときに光触媒機能を発揮させる紫外光応答型光触媒物質である。このため、光触媒装置に向けて活性酸素を誘起させるべく紫外線を照射させる光源としては、主にＵＶ(Ultraviolet)ランプが用いられている。
【０００４】
例えば、低温雰囲気でも効果的に光触媒作用を得ることができる蛍光ランプ、光触媒装置、照明装置および物品が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
一方、ＵＶランプ等の紫外線を放射させるための光源の中には、可視光領域（例えば波長３８０ｎｍ〜波長７７０ｎｍ）の光いわゆる可視光を放射するものが多い。このような光源を利用する場合、エネルギー利用効率の観点から、可視光の有効利用が望まれている。そこで、図７に示す光触媒装置５００のように、紫外線のみならず、自然光（太陽光）や安価な光源（一般の蛍光灯や白熱灯）から放射される可視光を照射させても光触媒機能を発揮することが可能な可視光応答型光触媒物質を用いた光触媒装置が開発されている。
【特許文献１】特開平９−１２９１８４号公報（第１−２頁、第１−１３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、光触媒装置向けの光源としてＵＶランプを用いた場合には、ＵＶランプは寿命が短く比較的コストが高いので、経済面で不利である。また、光触媒装置は、光の照射を待って光触媒機能を発揮させる受動的な使われ方をするものが一般的である。これに対し、ＵＶランプによって積極的に紫外線を照射させて光触媒機能を発揮させる場合には、光エネルギーへの変換効率低いため、紫外線の照射時間が継続している分、無駄なエネルギーを消費してしまうことになる。
【０００６】
一方、光触媒装置向けの光源として自然光を用いた場合には、光触媒機能を発揮させる程のバンドギャップ以上のエネルギーを持った自然光が十分に得られない等、自然現象による不確実性が絶えずつきまとう。
【０００７】
以上のように、ＵＶランプを用いた場合であっても、自然光を用いた場合であっても、光触媒装置向けの光源としては利用しづらいものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した課題を解決するための主たる本発明の光触媒装置は、互いに向かい合う第１の面と第２の面のうち少なくとも一方の面が複数の突起部を有し、前記第１の面及び前記第２の面と略直交して立体を形成させる第３の面に光が入射される基盤部材と、前記複数の突起部を有する少なくとも前記一方の面側に設けられ、前記第３の面に入射された前記光が前記複数の突起部により回折されて照射される光触媒層と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光の照射によって光触媒機能を発揮させる光触媒装置を適切に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［実施例１］
＜＜＜光触媒装置の構成＞＞＞
本発明の一実施形態に係る光触媒装置１００は、可視光の自然な入射を待って光触媒機能を発揮させる受動的な使われ方をするものではなく、光触媒層４２に対して積極的に可視光を当てて能動的に光触媒機能を発揮させる使われ方をするものである。具体的には、レーザ光源１０により照射した可視光領域のレーザ光により光触媒層４２に活性酸素を誘起させ、この活性酸素によって居住空間や作業空間に気流にのって漂う有機物を水（Ｈ２Ｏ）又は二酸化炭素（ＣＯ２）に分解させることで、消臭、抗菌、防汚の目的を達成できる。このような光触媒装置１００は、空気清浄機、加湿器、エアコン等に搭載する部材として好適である。
【００１１】
光触媒装置１００の構成は、図１Ａに示す平面図や図１Ｂに示す側面図に示されているように、レーザ光源１０と、シート光ＳＬを生成するためのシリンドリカルレンズ２０、３０と、光触媒層４２が例えば積層等されて設けられている基盤部材４０と、を備えて構成される。以下では、図２、図３を適宜参照しつつ、図１をもとに光触媒装置１００の構成を逐次説明していく。尚、図２は後述のエンボス構造の基盤部材４０の製造工程を示す図であり、図３は後述のシート光ＳＬを生成する光学系について説明する図である。また、図１Ａ、図１Ｂに示すＸ−Ｙ−Ｚ座標軸は、下面Ｓ２から上面Ｓ１へ向かう下面Ｓ２の法線方向をＺ軸の正方向とし、側面Ｓ３から側面Ｓ５へ向かう側面Ｓ３の法線方向をＸ軸の正方向とし、側面Ｓ４から側面Ｓ６へ向かう側面Ｓ４の法線方向をＹ軸の正方向としている。図３に示すＸ−Ｙ−Ｚ座標軸についても同様である。
【００１２】
＝＝＝光触媒層＝＝＝
光触媒装置１００の一部を構成する光触媒層４２について説明する。
光触媒層４２は、可視光領域（例えば波長３８０ｎｍ以上波長７８０ｎｍ未満、基準波長４００ｎｍを超え７７０ｎｍ以下）において高い光触媒活性を持つ可視光応答型光触媒物質によって構成される。尚、可視光応答型光触媒物質とは、アナターゼ型、ルチル型、又はそれらの混晶である酸化チタン（ＴｉＯ２）を主成分とした紫外線応答型光触媒物質に対して、その結晶の酸素原子（Ｏ）の一部を窒素原子（Ｎ）で置換したもの、その結晶の格子間に窒素原子をドーピングしたもの、その結晶の多結晶集合体の粒界に窒素原子を配したもの、のうち少なくとも１種類以上のもので構成される。
【００１３】
可視光応答型光触媒物質のベース材料となる紫外線応答型光触媒物資は、前述した酸化チタンの他に、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５）等の各種酸化物や、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）等の硫化物、若しくはリン化ガリウム（ＧａＰ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）等のうち少なくとも１種類以上の成分で構成してもよい。さらに、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）等の貴金属や、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）等の遷移金属、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ルテチウム（Ｌｕ）等の希土類元素のうち少なくとも１種類を組み合わせもよい。これによって、光触媒活性がより向上することが知られている。
【００１４】
本実施形態では、前述したとおり光触媒活性が高い酸化チタンを主成分として、紫外線応答型光触媒物質などの可視光応答型光触媒物質が構成されるものとする。尚、酸化チタンは水に溶けない性質があるので、可視光応答型光触媒物質をアルコール等に混合させて熱処理することで、基盤部材４０に光触媒層４２として形成させる。光触媒層４２は、例えば単層とされてもよく、また、複数の層を有する例えば積層とされてもよい。
【００１５】
＝＝＝エンボス構造（凹凸構造）＝＝＝
基盤部材４０は、図１Ａ、図１Ｂに示すように、互いに向かい合って平行な上面Ｓ１（第１の面）並びに下面Ｓ２（第２の面）と、上面Ｓ１並びに下面Ｓ２と略直交しており上面Ｓ１並びに下面Ｓ２の周囲を取り囲む複数（４つ）の側面Ｓ３〜Ｓ６（第３の面）と、を有しており、例えば立体である直方体をした略板状本体を備えている。尚、基盤部材４０の素材としては、本実施形態では透明なガラス素材を採用するが、その他にアクリル素材等の光を透過する素材であればよい。
【００１６】
基盤部材４０の上面Ｓ１の方には面全体にわたって配設された複数の突起部４４を有する例えばエンボス構造（凸凹構造）を備えている。尚、この場合、基盤部材４０の厚さ方向（Ｚ軸方向）の強度を鑑みて、基盤部材４０の下面Ｓ２の方を堅い板状の素材で固定することで、厚さ方向の強度を高くするのが好ましい。突起部４４は、例えば略円柱状をした突出部４４として形成されている。このように、基盤部材４０の上面Ｓ１に設けた複数の突起部４４を有する例えばエンボス構造によって、複数の突起部４４による凸凹の分だけ、光触媒層４２を形成させる基盤部材４０の表面積が拡大され、単位面積当たりの光触媒活性を向上させることができる。勿論、基盤部材４０の上面Ｓ１の方ではなく下面Ｓ２の方に複数の突起部４４を設けて光触媒層４２を形成させても、上記と同様の効果が得られる。
【００１７】
例えばエンボス構造は、高精度な微細加工が可能な所謂電鋳技術によって実現できる。図２は、その電鋳技術による例えばエンボス構造の製造工程を説明する図である。同図に示すように、まず、エンボス構造などの凹凸構造をした基盤部材４０の原型モデル１４２を製作し、更に原型モデル１４２をもとに電鋳母型となる入槽モデル１４４を製作する。そして、入槽モデル１４４の表面に導電部材１４６を塗布させる等の前処理を施した上で、電解質溶液が入った電鋳槽１５０に入れて電鋳処理を施す。尚、電鋳処理とは、目的の金属（今回の場合はガラス素材）のイオンを含んだ電解質溶液に電流を流して当該目的の金属を入槽モデル１４４の表面に析出させる処理のことである。この電鋳処理を実行した結果、入槽モデル１４４に型組されて基盤部材４０が形成される。そして、入槽モデル１４４から基盤部材４０を乖離することで、例えばエンボス構造の基盤部材４０が得られる。
【００１８】
＝＝＝光源＝＝＝
光触媒装置１００に対して積極的にＵＶランプ光を照射させる方式の場合、効率の悪さから無駄なエネルギーが失われる。そこで、本実施形態では、この欠点を補完する目的として、従来のＵＶランプと対比して、低コスト、長寿命且つエネルギー変換効率の高いレーザ光（LASER：light amplification by stimulated emission of radiation）および／またはＬＥＤ光（LED：light emitting diode）の光源１０を、光触媒装置１００に照射させる光源として採用している。エネルギー変換効率の観点から言えば、次世代光ディスクの「ＨＤ ＤＶＤ」（登録商標）規格や「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ」（登録商標）規格で採用された青紫色レーザ光（例えば波長３８０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下、基準波長４０５ｎｍ）を出射する青紫色半導体レーザ素子が好ましい。又は、エネルギー変換効率とコスト面とのバランスを考慮して、「ＤＶＤ」（登録商標）規格で用いられる赤色レーザ光（波長６３０ｎｍ〜波長６８５ｎｍ）を出射する赤色半導体レーザ素子や、「ＣＤ」（「Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ」（登録商標）の略称）規格で用いられる赤外線レーザ光（波長７６５ｎｍ〜波長８３０ｎｍ）を出射する赤外半導体レーザ素子を用いても良い。また、例えば波長３８０ｎｍ〜波長８３０ｎｍの帯域のいずれかの領域波長を出射するＬＥＤ発光素子や、基準波長４００ｎｍを超え７７０ｎｍ以下の帯域のいずれかの領域波長を出射するＬＥＤ発光素子であってもよい。
【００１９】
＝＝＝シート光＝＝＝
光源１０から出射させる光は、基盤部材４０の複数（４つ）の側面Ｓ３〜Ｓ６のうちいずれか一つに対して入射される。本実施形態の場合では、基盤部材４０の側面Ｓ３を光の入射面としており、光源１０から出射した光をシート光ＳＬ（帯状光束）に変形（整形）した上で、基盤部材４０の側面Ｓ３に入射させる必要がある。そこで、図１Ａ、図１Ｂ、図３に示すように、複数（２つ）のシリンドリカルレンズ２０、３０（第１のレンズ、第２のレンズ）を組み合わせて、光をシート光ＳＬに変形させるための光学系が、光源１０と基盤部材４０との間に設けられている。尚、図３では、シート光の生成を説明する都合上、光源１０と、２つのシリンドリカルレンズ２０、３０と、基盤部材４０との間に空間が存在する場合を示しているが、実際には光触媒装置のコンパクト化や光の有効利用のために、図１Ａ、図１Ｂに示すように、光源１０と２つのシリンドリカルレンズ２０、３０と基盤部材４０とは、それぞれ接着材で固定されているか若しくは補助的な部品を用いて一体化されている。
【００２０】
詳述すると、シリンドリカルレンズ２０、３０は、例えば円柱を円柱軸の方向に真っ二つに割った形をしており、一方向のみに曲率を持つレンズである。本実施形態の場合、図３に示すように、シリンドリカルレンズ２０の断面（平面）の方に光源１０からの光を入射させる。この配置によって、シリンドリカルレンズ２０は、光源１０から出射したレーザ光を拡大させる機能を持つ。一方、シリンドリカルレンズ３０は、自身の曲面がシリンドリカルレンズ２０の曲面と向かい合うように配置する。この配置によって、シリンドリカルレンズ３０は、シリンドリカルレンズ２０により拡大された光をシート光ＳＬに変形させる機能を持つ。尚、シリンドリカルレンズ２０、３０両者の焦点距離とそれぞれの配置を変えることによって、シート光ＳＬの幅Ｈや厚さＴを基盤部材４０の側面Ｓ３に応じた任意の長さに調整することができる。
【００２１】
以上のように、本実施形態によれば、シート光ＳＬを採用したことによって、簡易な光学系と最小限の焦点距離を実現し、光触媒装置１００のコンパクト化を図ることができる。尚、シート光ＳＬを生成するための光学系としては、上記のとおりシリンドリカルレンズ２０、３０を用いる手法の他に、例えば、ポリゴンミラーやガルバノミラーを用いて、光を当該ミラーで振って空間をスキャニングし、擬似的にシート光ＳＬを生成する手法を採用してもよい。
【００２２】
＝＝＝フレネル回折＝＝＝
シート光ＳＬを基盤部材４０の側面Ｓ３に入射させると、シート光ＳＬは光触媒装置１００の側面Ｓ３から側面Ｓ５（Ｘ軸の正方向）に向かって進行する。このシート光ＳＬの進行過程で、上面Ｓ１に設けられた例えばエンボス構造の各突起部４４の下面Ｓ２側とされる根元部近傍を光ＳＬが通過すると、フレネル回折が誘発される。例えば、側面Ｓ３から側面Ｓ５に向かって進行するシート光ＳＬは、複数の突起部４４により例えば基盤部材４０の下面Ｓ２側から上面Ｓ１側に向けて回折する。この結果、例えば複数の突起部４４による回折光（面状光束）が、複数の突起部４４を覆う光触媒層４２に照射され、光触媒層４２に活性酸素が誘起される。例えば、基盤部材４０は、光触媒層４２に向けて上面Ｓ１からの面状光束を照射させる面発光体として機能する。
【００２３】
また、光触媒装置１００の側面Ｓ３から側面Ｓ５（Ｘ軸の正方向）に向けて進行するシート光ＳＬの進行過程において、上面Ｓ１に設けられた例えばエンボス構造の各突起部４４の根元部近傍を光ＳＬが通過すると、例えばフレネル回折が誘発される。例えば、側面Ｓ３から側面Ｓ５に向かって進行するシート光ＳＬは、複数の突起部４４の根元部により上面Ｓ１側の方向（略Ｚ軸の正方向）に回折する。この結果、例えば複数の突起部４４による回折光が、複数の突起部４４を覆う光触媒層４２に照射され、光触媒層４２に活性酸素が誘起される。
【００２４】
以上のように、例えばエンボス構造などの凹凸構造に起因したフレネル回折を利用することで、光触媒層４２への光の照射に際して特別な光学系を設ける必要がなく、光触媒装置１００のコンパクト化を実現することができる。
【００２５】
［実施例２］
＝＝＝両面型＝＝＝
図４は、基盤部材４０の上面Ｓ１並びに下面Ｓ２の双方に突起部４４を設けて光触媒層４２を形成させる両面型の光触媒装置１０２の側面図を示した図である。尚、図４に示すＸ−Ｙ−Ｚ座標軸は、図１Ａ、図１Ｂに示したＸ−Ｙ−Ｚ座標軸と同じ定義である。両面型の光触媒装置１０２を採用することで、図１Ｂに示したような基盤部材４０の上面Ｓ１又は下面Ｓ２の一方の面（片面）のみに突起部４４を設けて光触媒層４２を形成させる片面型の場合と対比して、単位面積当たりの光触媒活性を更に向上させることができる。
【００２６】
［実施例３］
＝＝＝六角柱型＝＝＝
図５は、六角柱型の光触媒装置２００の構成を示した図である。尚、図５に示すＸ−Ｙ−Ｚ座標軸は、同図中の紙面上方向をＺ軸の正方向、同図中の紙面右方向をＸ軸の正方向とし、同図中の紙面表方向をＹ軸の正方向としている。
【００２７】
光触媒装置２００は、光源１０と同様の光源２０５と、例えば微細なエンボス構造を持つ六角柱外壁面並びに六角柱内壁面とそれらの壁面と略直交した上面並びに下面とを有して六角柱の筒型構造を呈する基盤部材２１０と、基盤部材２１０の六角柱外壁面に形成された光触媒層２２０と、基盤部材２１０の六角柱内壁面に形成された光触媒層２３０と、を備えて構成される。尚、微細なエンボス構造は、六角柱外壁面又は六角柱内壁面の一方のみに持たせる実施形態でもよいが、両壁面に持たせる方が単位面積当たりの光触媒活性を向上することができる。
【００２８】
光触媒装置２００を使用する際には、自然対流を得るために、基盤部材２１０の角柱軸が水平面（Ｘ軸と平行した面）に対して垂直となるように配置される。また、光源２０５より出射した光が、基盤部材２１０の上面（Ｚ軸の正方向の面）若しくは下面（Ｚ軸の負方向の面）から入射されるように、光源２０５が配置される。このような配置によって、光源２０５より基盤部材２１０の上面若しくは下面の一方に対して不図示の光学系を介して入射された光が、基盤部材２１０の内部で全反射をしながら進行する。この進行過程において、基盤部材２１０の六角柱内壁面並びに六角柱外壁面には例えば微細なエンボス構造が形成されているので、フレネル回折が誘発される。すると、基盤部材２１０から外壁面側の光触媒層２２０並びに内壁面側の光触媒層２３０に向けて光が照射され、光触媒層２３０に活性酸素が誘起される。
【００２９】
以上のように、前述した光触媒装置１００、１０２と同じく光により光触媒機能を発揮させる第３の実施形態に係る光触媒装置２００を、光源２０５と基盤部材２１０と光触媒層２２０、２３０とを有するシンプルで且つコンパクトな構成で実現することができる。また、光触媒装置２００は、基盤部材２１０の六角柱内壁面側に存在する空洞によってその空洞を循環する自然対流が得られるので、光触媒機能の利用効率をより向上させることができる。
【００３０】
［実施例４］
＝＝＝円柱型＝＝＝
図６は、円柱型の光触媒装置３００の構成を示した図である。尚、図６に示すＸ−Ｙ−Ｚ座標軸は、図５に示すＸ−Ｙ−Ｚ座標軸と同様の定義である。
【００３１】
光触媒装置３００は、円柱型の構造である以外、六角柱型の光触媒装置２００と基本的には同じ仕組みである。例えば、光源３０５より円柱型の基盤部材３１０の上面又は下面の一方に対して不図示の光学系を介して入射された光が、基盤部材３１０の内部で全反射をしながら進行する。この進行過程において、基盤部材３１０の円柱内壁面並びに円柱外壁面には例えば微細なエンボス構造が形成されているので、フレネル回折が誘発される。すると、基盤部材３１０から外壁面側の光触媒層３２０並びに内壁面側の光触媒層３３０に向けて光が照射され、光触媒層３２０に活性酸素が誘起される。尚、六角柱型の光触媒装置２００と同様に、微細なエンボス構造は、円柱外壁面又は円柱内壁面の一方のみに持たせる実施形態でもよいが、両壁面に持たせる方が単位面積当たりの光触媒活性を向上することができる。
【００３２】
以上のように、前述した光触媒装置１００、１０２と同じく光により光触媒機能を発揮させる第４の実施形態に係る光触媒装置３００を、光源３０５と基盤部材３１０と光触媒層３２０、３３０とを有するシンプルで且つコンパクトな構成で実現することができる。また、光触媒装置３００は、六角柱型の光触媒装置２００と同様に、基盤部材３１０の円柱内壁面側に存在する空洞によってその空洞を循環する自然対流が得られるので、光触媒機能の利用効率をより向上させることができる。
【００３３】
＝＝＝その他の立体構造＝＝＝
また、前述した六角柱型や円柱型に限らず、例えば、三角柱型や四角柱型といった六角柱以外の多角柱型や、球体や錐体を鉛直方向にくり貫いて自然対流を可能とした種々の立体構造を光触媒装置の基盤部材として採用することができる。
【００３４】
＜＜＜光触媒装置のその他の実施形態＞＞＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、前述した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更／改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１Ａ】本発明の第一実施形態に係る光触媒装置の平面図である。
【図１Ｂ】本発明の第一実施形態に係る光触媒装置の側面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係るエンボス構造を持つ基盤部材の製造工程を示す図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係るシート光を生成するための光学系を示す図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る光触媒装置の側面図である。
【図５】本発明の第三実施形態に係る光触媒装置の構造を示す図である。
【図６】本発明の第四実施形態に係る光触媒装置の構造を示す図である。
【図７】従来の光触媒装置の機能を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０、２０５、３０５ 光源
２０ シリンドリカルレンズ（第１のレンズ）
３０ シリンドリカルレンズ（第２のレンズ）
４０、２１０、３１０ 基盤部材
４２、２２０、２３０、３２０、３３０ 光触媒層
４４ 突出部（突起部）
１００、１０２、２００、３００、５００ 光触媒装置
１４２ 原型モデル
１４４ 入槽モデル
１４６ 導電部材
１５０ 電鋳槽
Ｓ１ 上面（第１の面）
Ｓ２ 下面（第２の面）
Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６ 側面（第３の面）
ＳＬ シート光（光）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
居住空間や作業空間における消臭（生活悪臭の低減、新建材からのＶＯＣ（Volatile Organic Compounds）ガス分解等）、抗菌（大腸菌、黄色ブドウ球菌、ＭＲＳＡ(Methicillin-resistant Staphylococcus Aureus)等に対する抗菌性）、防汚（手垢、指紋、煙草のヤニ汚れ等の低減）を目的として、光触媒物質により構成される光触媒装置が用いられている。尚、光触媒装置とは、バンドギャップ以上のエネルギーを有した光を照射してスーパーオキシドアニオンラジカル（Ｏ２−）やヒドロキシルラジカル（ＯＨ−）といった活性酸素を誘起させるものである。この活性酸素によって、居住空間や作業空間に漂う悪臭や汚れ等の原因となる有機物が水（Ｈ２Ｏ）又は二酸化炭素（ＣＯ２）に分解され、前述した消臭、抗菌、防汚の目的を達成することができる。
【０００３】
光触媒物質としては、酸化チタン等の酸化物半導体が一般的に用いられるが、この酸化物半導体は紫外線領域（波長２００ｎｍ〜波長３６０ｎｍ）の光いわゆる紫外線が照射されたときに光触媒機能を発揮させる紫外光応答型光触媒物質である。このため、光触媒装置に向けて活性酸素を誘起させるべく紫外線を照射させる光源としては、主にＵＶ(Ultraviolet)ランプが用いられている。
【０００４】
例えば、低温雰囲気でも効果的に光触媒作用を得ることができる蛍光ランプ、光触媒装置、照明装置および物品が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
一方、ＵＶランプ等の紫外線を放射させるための光源の中には、可視光領域（例えば波長３８０ｎｍ〜波長７７０ｎｍ）の光いわゆる可視光を放射するものが多い。このような光源を利用する場合、エネルギー利用効率の観点から、可視光の有効利用が望まれている。そこで、図７に示す光触媒装置５００のように、紫外線のみならず、自然光（太陽光）や安価な光源（一般の蛍光灯や白熱灯）から放射される可視光を照射させても光触媒機能を発揮することが可能な可視光応答型光触媒物質を用いた光触媒装置が開発されている。
【特許文献１】特開平９−１２９１８４号公報（第１−２頁、第１−１３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、光触媒装置向けの光源としてＵＶランプを用いた場合には、ＵＶランプは寿命が短く比較的コストが高いので、経済面で不利である。また、光触媒装置は、光の照射を待って光触媒機能を発揮させる受動的な使われ方をするものが一般的である。これに対し、ＵＶランプによって積極的に紫外線を照射させて光触媒機能を発揮させる場合には、光エネルギーへの変換効率低いため、紫外線の照射時間が継続している分、無駄なエネルギーを消費してしまうことになる。
【０００６】
一方、光触媒装置向けの光源として自然光を用いた場合には、光触媒機能を発揮させる程のバンドギャップ以上のエネルギーを持った自然光が十分に得られない等、自然現象による不確実性が絶えずつきまとう。
【０００７】
以上のように、ＵＶランプを用いた場合であっても、自然光を用いた場合であっても、光触媒装置向けの光源としては利用しづらいものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した課題を解決するための主たる本発明の光触媒装置は、互いに向かい合う第１の面と第２の面のうち少なくとも一方の面が複数の突起部を有し、前記第１の面及び前記第２の面と略直交して立体を形成させる第３の面に光が入射される基盤部材と、前記複数の突起部を有する少なくとも前記一方の面側に設けられ、前記第３の面に入射された前記光が前記複数の突起部により回折されて照射される光触媒層と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光の照射によって光触媒機能を発揮させる光触媒装置を適切に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［実施例１］
＜＜＜光触媒装置の構成＞＞＞
本発明の一実施形態に係る光触媒装置１００は、可視光の自然な入射を待って光触媒機能を発揮させる受動的な使われ方をするものではなく、光触媒層４２に対して積極的に可視光を当てて能動的に光触媒機能を発揮させる使われ方をするものである。具体的には、レーザ光源１０により照射した可視光領域のレーザ光により光触媒層４２に活性酸素を誘起させ、この活性酸素によって居住空間や作業空間に気流にのって漂う有機物を水（Ｈ２Ｏ）又は二酸化炭素（ＣＯ２）に分解させることで、消臭、抗菌、防汚の目的を達成できる。このような光触媒装置１００は、空気清浄機、加湿器、エアコン等に搭載する部材として好適である。
【００１１】
光触媒装置１００の構成は、図１Ａに示す平面図や図１Ｂに示す側面図に示されているように、レーザ光源１０と、シート光ＳＬを生成するためのシリンドリカルレンズ２０、３０と、光触媒層４２が例えば積層等されて設けられている基盤部材４０と、を備えて構成される。以下では、図２、図３を適宜参照しつつ、図１をもとに光触媒装置１００の構成を逐次説明していく。尚、図２は後述のエンボス構造の基盤部材４０の製造工程を示す図であり、図３は後述のシート光ＳＬを生成する光学系について説明する図である。また、図１Ａ、図１Ｂに示すＸ−Ｙ−Ｚ座標軸は、下面Ｓ２から上面Ｓ１へ向かう下面Ｓ２の法線方向をＺ軸の正方向とし、側面Ｓ３から側面Ｓ５へ向かう側面Ｓ３の法線方向をＸ軸の正方向とし、側面Ｓ４から側面Ｓ６へ向かう側面Ｓ４の法線方向をＹ軸の正方向としている。図３に示すＸ−Ｙ−Ｚ座標軸についても同様である。
【００１２】
＝＝＝光触媒層＝＝＝
光触媒装置１００の一部を構成する光触媒層４２について説明する。
光触媒層４２は、可視光領域（例えば波長３８０ｎｍ以上波長７８０ｎｍ未満、基準波長４００ｎｍを超え７７０ｎｍ以下）において高い光触媒活性を持つ可視光応答型光触媒物質によって構成される。尚、可視光応答型光触媒物質とは、アナターゼ型、ルチル型、又はそれらの混晶である酸化チタン（ＴｉＯ２）を主成分とした紫外線応答型光触媒物質に対して、その結晶の酸素原子（Ｏ）の一部を窒素原子（Ｎ）で置換したもの、その結晶の格子間に窒素原子をドーピングしたもの、その結晶の多結晶集合体の粒界に窒素原子を配したもの、のうち少なくとも１種類以上のもので構成される。
【００１３】
可視光応答型光触媒物質のベース材料となる紫外線応答型光触媒物資は、前述した酸化チタンの他に、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５）等の各種酸化物や、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）等の硫化物、若しくはリン化ガリウム（ＧａＰ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）等のうち少なくとも１種類以上の成分で構成してもよい。さらに、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）等の貴金属や、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）等の遷移金属、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ルテチウム（Ｌｕ）等の希土類元素のうち少なくとも１種類を組み合わせもよい。これによって、光触媒活性がより向上することが知られている。
【００１４】
本実施形態では、前述したとおり光触媒活性が高い酸化チタンを主成分として、紫外線応答型光触媒物質などの可視光応答型光触媒物質が構成されるものとする。尚、酸化チタンは水に溶けない性質があるので、可視光応答型光触媒物質をアルコール等に混合させて熱処理することで、基盤部材４０に光触媒層４２として形成させる。光触媒層４２は、例えば単層とされてもよく、また、複数の層を有する例えば積層とされてもよい。
【００１５】
＝＝＝エンボス構造（凹凸構造）＝＝＝
基盤部材４０は、図１Ａ、図１Ｂに示すように、互いに向かい合って平行な上面Ｓ１（第１の面）並びに下面Ｓ２（第２の面）と、上面Ｓ１並びに下面Ｓ２と略直交しており上面Ｓ１並びに下面Ｓ２の周囲を取り囲む複数（４つ）の側面Ｓ３〜Ｓ６（第３の面）と、を有しており、例えば立体である直方体をした略板状本体を備えている。尚、基盤部材４０の素材としては、本実施形態では透明なガラス素材を採用するが、その他にアクリル素材等の光を透過する素材であればよい。
【００１６】
基盤部材４０の上面Ｓ１の方には面全体にわたって配設された複数の突起部４４を有する例えばエンボス構造（凸凹構造）を備えている。尚、この場合、基盤部材４０の厚さ方向（Ｚ軸方向）の強度を鑑みて、基盤部材４０の下面Ｓ２の方を堅い板状の素材で固定することで、厚さ方向の強度を高くするのが好ましい。突起部４４は、例えば略円柱状をした突出部４４として形成されている。このように、基盤部材４０の上面Ｓ１に設けた複数の突起部４４を有する例えばエンボス構造によって、複数の突起部４４による凸凹の分だけ、光触媒層４２を形成させる基盤部材４０の表面積が拡大され、単位面積当たりの光触媒活性を向上させることができる。勿論、基盤部材４０の上面Ｓ１の方ではなく下面Ｓ２の方に複数の突起部４４を設けて光触媒層４２を形成させても、上記と同様の効果が得られる。
【００１７】
例えばエンボス構造は、高精度な微細加工が可能な所謂電鋳技術によって実現できる。図２は、その電鋳技術による例えばエンボス構造の製造工程を説明する図である。同図に示すように、まず、エンボス構造などの凹凸構造をした基盤部材４０の原型モデル１４２を製作し、更に原型モデル１４２をもとに電鋳母型となる入槽モデル１４４を製作する。そして、入槽モデル１４４の表面に導電部材１４６を塗布させる等の前処理を施した上で、電解質溶液が入った電鋳槽１５０に入れて電鋳処理を施す。尚、電鋳処理とは、目的の金属（今回の場合はガラス素材）のイオンを含んだ電解質溶液に電流を流して当該目的の金属を入槽モデル１４４の表面に析出させる処理のことである。この電鋳処理を実行した結果、入槽モデル１４４に型組されて基盤部材４０が形成される。そして、入槽モデル１４４から基盤部材４０を乖離することで、例えばエンボス構造の基盤部材４０が得られる。
【００１８】
＝＝＝光源＝＝＝
光触媒装置１００に対して積極的にＵＶランプ光を照射させる方式の場合、効率の悪さから無駄なエネルギーが失われる。そこで、本実施形態では、この欠点を補完する目的として、従来のＵＶランプと対比して、低コスト、長寿命且つエネルギー変換効率の高いレーザ光（LASER：light amplification by stimulated emission of radiation）および／またはＬＥＤ光（LED：light emitting diode）の光源１０を、光触媒装置１００に照射させる光源として採用している。エネルギー変換効率の観点から言えば、次世代光ディスクの「ＨＤ ＤＶＤ」（登録商標）規格や「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ」（登録商標）規格で採用された青紫色レーザ光（例えば波長３８０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下、基準波長４０５ｎｍ）を出射する青紫色半導体レーザ素子が好ましい。又は、エネルギー変換効率とコスト面とのバランスを考慮して、「ＤＶＤ」（登録商標）規格で用いられる赤色レーザ光（波長６３０ｎｍ〜波長６８５ｎｍ）を出射する赤色半導体レーザ素子や、「ＣＤ」（「Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ」（登録商標）の略称）規格で用いられる赤外線レーザ光（波長７６５ｎｍ〜波長８３０ｎｍ）を出射する赤外半導体レーザ素子を用いても良い。また、例えば波長３８０ｎｍ〜波長８３０ｎｍの帯域のいずれかの領域波長を出射するＬＥＤ発光素子や、基準波長４００ｎｍを超え７７０ｎｍ以下の帯域のいずれかの領域波長を出射するＬＥＤ発光素子であってもよい。
【００１９】
＝＝＝シート光＝＝＝
光源１０から出射させる光は、基盤部材４０の複数（４つ）の側面Ｓ３〜Ｓ６のうちいずれか一つに対して入射される。本実施形態の場合では、基盤部材４０の側面Ｓ３を光の入射面としており、光源１０から出射した光をシート光ＳＬ（帯状光束）に変形（整形）した上で、基盤部材４０の側面Ｓ３に入射させる必要がある。そこで、図１Ａ、図１Ｂ、図３に示すように、複数（２つ）のシリンドリカルレンズ２０、３０（第１のレンズ、第２のレンズ）を組み合わせて、光をシート光ＳＬに変形させるための光学系が、光源１０と基盤部材４０との間に設けられている。尚、図３では、シート光の生成を説明する都合上、光源１０と、２つのシリンドリカルレンズ２０、３０と、基盤部材４０との間に空間が存在する場合を示しているが、実際には光触媒装置のコンパクト化や光の有効利用のために、図１Ａ、図１Ｂに示すように、光源１０と２つのシリンドリカルレンズ２０、３０と基盤部材４０とは、それぞれ接着材で固定されているか若しくは補助的な部品を用いて一体化されている。
【００２０】
詳述すると、シリンドリカルレンズ２０、３０は、例えば円柱を円柱軸の方向に真っ二つに割った形をしており、一方向のみに曲率を持つレンズである。本実施形態の場合、図３に示すように、シリンドリカルレンズ２０の断面（平面）の方に光源１０からの光を入射させる。この配置によって、シリンドリカルレンズ２０は、光源１０から出射したレーザ光を拡大させる機能を持つ。一方、シリンドリカルレンズ３０は、自身の曲面がシリンドリカルレンズ２０の曲面と向かい合うように配置する。この配置によって、シリンドリカルレンズ３０は、シリンドリカルレンズ２０により拡大された光をシート光ＳＬに変形させる機能を持つ。尚、シリンドリカルレンズ２０、３０両者の焦点距離とそれぞれの配置を変えることによって、シート光ＳＬの幅Ｈや厚さＴを基盤部材４０の側面Ｓ３に応じた任意の長さに調整することができる。
【００２１】
以上のように、本実施形態によれば、シート光ＳＬを採用したことによって、簡易な光学系と最小限の焦点距離を実現し、光触媒装置１００のコンパクト化を図ることができる。尚、シート光ＳＬを生成するための光学系としては、上記のとおりシリンドリカルレンズ２０、３０を用いる手法の他に、例えば、ポリゴンミラーやガルバノミラーを用いて、光を当該ミラーで振って空間をスキャニングし、擬似的にシート光ＳＬを生成する手法を採用してもよい。
【００２２】
＝＝＝フレネル回折＝＝＝
シート光ＳＬを基盤部材４０の側面Ｓ３に入射させると、シート光ＳＬは光触媒装置１００の側面Ｓ３から側面Ｓ５（Ｘ軸の正方向）に向かって進行する。このシート光ＳＬの進行過程で、上面Ｓ１に設けられた例えばエンボス構造の各突起部４４の下面Ｓ２側とされる根元部近傍を光ＳＬが通過すると、フレネル回折が誘発される。例えば、側面Ｓ３から側面Ｓ５に向かって進行するシート光ＳＬは、複数の突起部４４により例えば基盤部材４０の下面Ｓ２側から上面Ｓ１側に向けて回折する。この結果、例えば複数の突起部４４による回折光（面状光束）が、複数の突起部４４を覆う光触媒層４２に照射され、光触媒層４２に活性酸素が誘起される。例えば、基盤部材４０は、光触媒層４２に向けて上面Ｓ１からの面状光束を照射させる面発光体として機能する。
【００２３】
また、光触媒装置１００の側面Ｓ３から側面Ｓ５（Ｘ軸の正方向）に向けて進行するシート光ＳＬの進行過程において、上面Ｓ１に設けられた例えばエンボス構造の各突起部４４の根元部近傍を光ＳＬが通過すると、例えばフレネル回折が誘発される。例えば、側面Ｓ３から側面Ｓ５に向かって進行するシート光ＳＬは、複数の突起部４４の根元部により上面Ｓ１側の方向（略Ｚ軸の正方向）に回折する。この結果、例えば複数の突起部４４による回折光が、複数の突起部４４を覆う光触媒層４２に照射され、光触媒層４２に活性酸素が誘起される。
【００２４】
以上のように、例えばエンボス構造などの凹凸構造に起因したフレネル回折を利用することで、光触媒層４２への光の照射に際して特別な光学系を設ける必要がなく、光触媒装置１００のコンパクト化を実現することができる。
【００２５】
［実施例２］
＝＝＝両面型＝＝＝
図４は、基盤部材４０の上面Ｓ１並びに下面Ｓ２の双方に突起部４４を設けて光触媒層４２を形成させる両面型の光触媒装置１０２の側面図を示した図である。尚、図４に示すＸ−Ｙ−Ｚ座標軸は、図１Ａ、図１Ｂに示したＸ−Ｙ−Ｚ座標軸と同じ定義である。両面型の光触媒装置１０２を採用することで、図１Ｂに示したような基盤部材４０の上面Ｓ１又は下面Ｓ２の一方の面（片面）のみに突起部４４を設けて光触媒層４２を形成させる片面型の場合と対比して、単位面積当たりの光触媒活性を更に向上させることができる。
【００２６】
［実施例３］
＝＝＝六角柱型＝＝＝
図５は、六角柱型の光触媒装置２００の構成を示した図である。尚、図５に示すＸ−Ｙ−Ｚ座標軸は、同図中の紙面上方向をＺ軸の正方向、同図中の紙面右方向をＸ軸の正方向とし、同図中の紙面表方向をＹ軸の正方向としている。
【００２７】
光触媒装置２００は、光源１０と同様の光源２０５と、例えば微細なエンボス構造を持つ六角柱外壁面並びに六角柱内壁面とそれらの壁面と略直交した上面並びに下面とを有して六角柱の筒型構造を呈する基盤部材２１０と、基盤部材２１０の六角柱外壁面に形成された光触媒層２２０と、基盤部材２１０の六角柱内壁面に形成された光触媒層２３０と、を備えて構成される。尚、微細なエンボス構造は、六角柱外壁面又は六角柱内壁面の一方のみに持たせる実施形態でもよいが、両壁面に持たせる方が単位面積当たりの光触媒活性を向上することができる。
【００２８】
光触媒装置２００を使用する際には、自然対流を得るために、基盤部材２１０の角柱軸が水平面（Ｘ軸と平行した面）に対して垂直となるように配置される。また、光源２０５より出射した光が、基盤部材２１０の上面（Ｚ軸の正方向の面）若しくは下面（Ｚ軸の負方向の面）から入射されるように、光源２０５が配置される。このような配置によって、光源２０５より基盤部材２１０の上面若しくは下面の一方に対して不図示の光学系を介して入射された光が、基盤部材２１０の内部で全反射をしながら進行する。この進行過程において、基盤部材２１０の六角柱内壁面並びに六角柱外壁面には例えば微細なエンボス構造が形成されているので、フレネル回折が誘発される。すると、基盤部材２１０から外壁面側の光触媒層２２０並びに内壁面側の光触媒層２３０に向けて光が照射され、光触媒層２３０に活性酸素が誘起される。
【００２９】
以上のように、前述した光触媒装置１００、１０２と同じく光により光触媒機能を発揮させる第３の実施形態に係る光触媒装置２００を、光源２０５と基盤部材２１０と光触媒層２２０、２３０とを有するシンプルで且つコンパクトな構成で実現することができる。また、光触媒装置２００は、基盤部材２１０の六角柱内壁面側に存在する空洞によってその空洞を循環する自然対流が得られるので、光触媒機能の利用効率をより向上させることができる。
【００３０】
［実施例４］
＝＝＝円柱型＝＝＝
図６は、円柱型の光触媒装置３００の構成を示した図である。尚、図６に示すＸ−Ｙ−Ｚ座標軸は、図５に示すＸ−Ｙ−Ｚ座標軸と同様の定義である。
【００３１】
光触媒装置３００は、円柱型の構造である以外、六角柱型の光触媒装置２００と基本的には同じ仕組みである。例えば、光源３０５より円柱型の基盤部材３１０の上面又は下面の一方に対して不図示の光学系を介して入射された光が、基盤部材３１０の内部で全反射をしながら進行する。この進行過程において、基盤部材３１０の円柱内壁面並びに円柱外壁面には例えば微細なエンボス構造が形成されているので、フレネル回折が誘発される。すると、基盤部材３１０から外壁面側の光触媒層３２０並びに内壁面側の光触媒層３３０に向けて光が照射され、光触媒層３２０に活性酸素が誘起される。尚、六角柱型の光触媒装置２００と同様に、微細なエンボス構造は、円柱外壁面又は円柱内壁面の一方のみに持たせる実施形態でもよいが、両壁面に持たせる方が単位面積当たりの光触媒活性を向上することができる。
【００３２】
以上のように、前述した光触媒装置１００、１０２と同じく光により光触媒機能を発揮させる第４の実施形態に係る光触媒装置３００を、光源３０５と基盤部材３１０と光触媒層３２０、３３０とを有するシンプルで且つコンパクトな構成で実現することができる。また、光触媒装置３００は、六角柱型の光触媒装置２００と同様に、基盤部材３１０の円柱内壁面側に存在する空洞によってその空洞を循環する自然対流が得られるので、光触媒機能の利用効率をより向上させることができる。
【００３３】
＝＝＝その他の立体構造＝＝＝
また、前述した六角柱型や円柱型に限らず、例えば、三角柱型や四角柱型といった六角柱以外の多角柱型や、球体や錐体を鉛直方向にくり貫いて自然対流を可能とした種々の立体構造を光触媒装置の基盤部材として採用することができる。
【００３４】
＜＜＜光触媒装置のその他の実施形態＞＞＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、前述した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更／改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１Ａ】本発明の第一実施形態に係る光触媒装置の平面図である。
【図１Ｂ】本発明の第一実施形態に係る光触媒装置の側面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係るエンボス構造を持つ基盤部材の製造工程を示す図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係るシート光を生成するための光学系を示す図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る光触媒装置の側面図である。
【図５】本発明の第三実施形態に係る光触媒装置の構造を示す図である。
【図６】本発明の第四実施形態に係る光触媒装置の構造を示す図である。
【図７】従来の光触媒装置の機能を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０、２０５、３０５ 光源
２０ シリンドリカルレンズ（第１のレンズ）
３０ シリンドリカルレンズ（第２のレンズ）
４０、２１０、３１０ 基盤部材
４２、２２０、２３０、３２０、３３０ 光触媒層
４４ 突出部（突起部）
１００、１０２、２００、３００、５００ 光触媒装置
１４２ 原型モデル
１４４ 入槽モデル
１４６ 導電部材
１５０ 電鋳槽
Ｓ１ 上面（第１の面）
Ｓ２ 下面（第２の面）
Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６ 側面（第３の面）
ＳＬ シート光（光）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに向かい合う第１の面と第２の面のうち少なくとも一方の面が複数の突起部を有し、前記第１の面及び前記第２の面と略直交して立体を形成させる第３の面に光が入射される基盤部材と、
前記複数の突起部を有する少なくとも前記一方の面側に設けられ、前記第３の面に入射された光が前記複数の突起部により回折されて照射される光触媒層と、
を備えることを特徴とする光触媒装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光触媒装置において、前記複数の突起部は、前記第１の面及び前記第２の面の双方に備わっていること、を特徴とする光触媒装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光触媒装置において、前記光はレーザ光および／またはＬＥＤ光であること、を特徴とする光触媒装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光触媒装置において、
前記光を出射する光源と前記基盤部材との間に、前記光源より出射した前記光を拡大させる第１のレンズと、前記第１のレンズによって拡大された前記光をシート光に変形させる第２のレンズと、を備え、
前記基盤部材は、前記第１の面と、前記第２の面と、複数の前記第３の面と、を有する略板状本体を備え、前記複数の第３の面のうちの一つに前記シート光が入射されること、
を特徴とする光触媒装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光触媒装置において、
前記基盤部材は、前記第１の面を多角柱外壁面、前記第２の面を多角柱内壁面、前記第３の面を前記多角柱外壁面並びに前記多角柱内壁面と略直交する２つの面とする多角柱の筒型構造であり、前記２つの面のうち少なくとも一方の面に前記光が入射されること、を特徴とする光触媒装置。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光触媒装置において、
前記基盤部材は、前記第１の面を円柱外壁面、前記第２の面を円柱内壁面、前記第３の面を前記円柱外壁面並びに前記円柱内壁面と略直交する２つの面とする円柱の筒型構造であり、前記２つの面のうち少なくとも一方の面に前記光が入射されること、を特徴とする光触媒装置。
【請求項１】
互いに向かい合う第１の面と第２の面のうち少なくとも一方の面が複数の突起部を有し、前記第１の面及び前記第２の面と略直交して立体を形成させる第３の面に光が入射される基盤部材と、
前記複数の突起部を有する少なくとも前記一方の面側に設けられ、前記第３の面に入射された光が前記複数の突起部により回折されて照射される光触媒層と、
を備えることを特徴とする光触媒装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光触媒装置において、前記複数の突起部は、前記第１の面及び前記第２の面の双方に備わっていること、を特徴とする光触媒装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光触媒装置において、前記光はレーザ光および／またはＬＥＤ光であること、を特徴とする光触媒装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光触媒装置において、
前記光を出射する光源と前記基盤部材との間に、前記光源より出射した前記光を拡大させる第１のレンズと、前記第１のレンズによって拡大された前記光をシート光に変形させる第２のレンズと、を備え、
前記基盤部材は、前記第１の面と、前記第２の面と、複数の前記第３の面と、を有する略板状本体を備え、前記複数の第３の面のうちの一つに前記シート光が入射されること、
を特徴とする光触媒装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光触媒装置において、
前記基盤部材は、前記第１の面を多角柱外壁面、前記第２の面を多角柱内壁面、前記第３の面を前記多角柱外壁面並びに前記多角柱内壁面と略直交する２つの面とする多角柱の筒型構造であり、前記２つの面のうち少なくとも一方の面に前記光が入射されること、を特徴とする光触媒装置。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光触媒装置において、
前記基盤部材は、前記第１の面を円柱外壁面、前記第２の面を円柱内壁面、前記第３の面を前記円柱外壁面並びに前記円柱内壁面と略直交する２つの面とする円柱の筒型構造であり、前記２つの面のうち少なくとも一方の面に前記光が入射されること、を特徴とする光触媒装置。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１４８６５３（Ｐ２００９−１４８６５３Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２６３６０（Ｐ２００７−３２６３６０）
【出願日】平成１９年１２月１８日（２００７．１２．１８）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【出願人】（５０６２４３５２９）三洋メディアテック株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１８日（２００７．１２．１８）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【出願人】（５０６２４３５２９）三洋メディアテック株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
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