JP2004068199A - 人工植物 - Google Patents

Abstract

【課題】葉や花、茎部分などに担持された光触媒の作用を十分に発揮させることができる人工植物を提供する。
【解決手段】光触媒を励起可能な波長の光を放出する発光ダイオードを人工植物自体に備えることによって暗い屋内や夜間でも効率よく光触媒の作用を発揮させることができる。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は人工植物に関する。詳しくは、光触媒を利用した人工植物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
葉や花、茎部分などに光触媒を担持した造花や観葉植物が知られている（特開平９−２０９２０８号公報、実用新案登録第３０７１４７１号）。このような人工植物では、太陽光が照射することにより葉などに含まれる光触媒が励起され抗菌・脱臭等が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような人工植物は通常屋内で使用されるので、葉などに担持される光触媒の励起には専ら蛍光灯の光が利用される。このことから、設置場所の如何によっては、光触媒に照射する光の量が不足し十分に満足できる光触媒の作用が得られない場合がある。また、窓際等の太陽光が照射する環境におかれた場合には、太陽光を光触媒の励起に利用できるが、夜間などではこのような太陽光による光触媒の励起も期待できない。
そこで、本発明は葉や花、茎部分などに担持された光触媒の作用を十分に発揮させることができる人工植物を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、以上の目的に鑑み鋭意検討した。その結果、光触媒を励起可能な波長の光を放出する半導体発光素子を人工植物自体に備えることによって暗い屋内や夜間でも効率よく光触媒の作用を発揮させることができることに想到し本発明を完成するに至った。
本発明は次の構成からなる。
光触媒を担持した植物本体部と、
前記光触媒を励起可能な波長の光を放出する半導体発光素子と、
を備えることを特徴とする人工植物である。
【０００５】
以上の構成によれば、光源としての半導体発光素子が人工植物自体に備え付けられるので、光触媒に十分な量の光を照射することが可能となる。また、夜間等においても光の照射を行うことができ、効果的な光触媒作用が得られる。
【０００６】
ここで、光触媒とは光エネルギーにより活性化されて、その表面の物質を酸化することにより抗菌作用、脱臭作用などを奏する物質である。使用できる光触媒の種類は特に限定されないが、例えば酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム等、公知のものの１種又は２種以上を適宜選択して用いることができる。好ましくは酸化チタンが用いられる。酸化チタンは酸化力、耐久性などが他の光触媒に比べて特に優れているからである。
【０００７】
植物本体部とは人工植物における葉や茎、幹、花などをいう。これらの植物本体部は、例えば布・合成繊維・合成樹脂などによって作製される。
ここで、本発明における人工植物とは、人工的に作られた植物を意味し、造花、観葉植物、人工樹木などを含む。
植物本体部への光触媒の担持方法は公知のものを採用できる。例えば、葉などの植物本体部表面に光触媒を含む溶液を塗布、スプレー等して乾燥させる方法を採用できる。また、葉などの植物本体部を光触媒含有の合成樹脂等によって形成することにより、植物本体部へ光触媒を担持させることもできる。
【０００８】
光触媒はＬＥＤの光が照射する植物本体部の少なくとも一部に担持されておればよい。例えばＬＥＤが照射する範囲の植物本体部の表面のみに光触媒を塗布することができる。植物本体部の全表面に光触媒を塗布することもできる。
【０００９】
半導体発光素子は光触媒を励起可能な波長の光を放出するものが用いられる。半導体発光素子は消費電力及び発熱量が小さくかつ長寿命であることから、長時間連続的に点灯させることに適した光源である。また、小型であるため造花のような小さなものにも設置でき、かつ設置することによって意匠性を低下させるおそれもほとんどない。半導体発光素子として半導体発光ダイオードの他、半導体レーザを用いることもできる。
【００１０】
半導体発光素子としてＩＩＩ族窒化物系化合物半導体発光素子を採用することができる。紫外領域の波長の光を発光することができるからである。好ましくは、主発光ピーク波長が約４００ｎｍ以下の半導体発光素子を用いる。このような波長の光によれば効率的な光触媒の励起が可能である。更に好ましくは主発光ピーク波長が約３６０ｎｍ〜約４００ｎｍの間にある半導体発光素子を用いる。
【００１１】
半導体発光素子を植物本体部の構造部分に内蔵することが好ましい。例えば茎部分の内側に半導体発光素子を設置することによって半導体発光素子からの光が漏洩しなくなり、意匠性が低下するのを防止できる。また、半導体発光素子を外部の衝撃などから保護することができる。
【００１２】
植物本体部が花部を有する場合、花部のおしべ状構造部分又はめしべ状構造部分に半導体発光素子を内蔵することができる。このような構成では、花部の例えば花弁に光触媒を担持させておくことによっておしべ状構造部分又はめしべ状構造部分に設置された半導体発光素子からの光が光触媒を励起する。おしべ状構造部分及びめしべ状構造部分の両者に半導体発光素子を設置してもよい。
尚、花部とは花弁、おしべ、めしべなどから構成されるものであり、花部の種類としては、ゆり、ラン、チューリップ等種々のものを採用できる。
【００１３】
半導体発光素子から放出された光をリフレクタやレンズを介して植物本体部に担持された光触媒に照射することができる。リフレクタやレンズは光源の設置位置の自由度を高め、また効率的な照射も可能とする。例えばリフレクタを用いた場合は半導体発光素子からの光を一定方向へ反射させることができる。リフレクタとしては、金属板または、適当な樹脂の表面に金属メッキなどを施して形成したものを用いることができる。レンズを用いた場合は半導体発光素子からの光を集束または拡散させることができる。レンズの材質としては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の合成樹脂や、ガラス等の無機材料を例示できる。
【００１４】
植物本体部の周囲の空気を循環させるファンを備えることができる。例えば、植物本体部の土台となる鉢の中にファンを設置することができる。ファンにより植物本体部の光触媒に接する空気が入れ替わり、脱臭等の効率が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図を参照しながら説明する。図１は本発明の実施例である造花１の斜視図であり、図２は造花１の花部２の断面図である。また、図３は花部２内のＬＥＤユニット１０を拡大して示した図、即ちＬＥＤユニット１０の断面図である。図４はＬＥＤユニット１０の平面図である。尚、図４では説明の便宜上ケース１４を省略している。
造花１は花部２、葉４、茎５、鉢６から概略構成される。花部２は複数の花弁３及びめしべ８から構成される。花弁３はポリアミドを主材料として作製され、その表面には酸化チタン層２０が形成されている。酸化チタン層２０は、花弁３の表面に酸化チタン溶液をスプレーした後ドライヤーにて乾燥させ、該工程を一回以上繰り返すことにより形成される。尚、葉４もポリアミドを主材料として作製されている。茎５、めしべ８は共通のカバー１２として紫外線吸収剤を含まないシリコーンゴムを採用した。
【００１６】
めしべ８内にはＬＥＤユニット１０が設置されている。ＬＥＤユニット１０は発光ダイオード１１、基板１３、ケース１４から概略構成される。発光ダイオード１１は酸化チタン層２０に含まれる酸化チタンが励起するように主発光ピーク波長が約３８０ｎｍで、その発光層がＩＩＩ族窒化物系化合物半導体からなるものを用いた。また、ＬＥＤユニット１０の小型化を図るためチップ型の発光ダイオードを用いた。
【００１７】
発光ダイオード１１は基板１３の表面にマウントされる。発光ダイオード１１の数は特に限定されず、１又は２以上が基板にマウントされる。但し、酸化チタン層２０に含まれる酸化チタンを十分な光量をもって照射できるような数の発光ダイオード１１を用いることが好ましい。本実施例においては発光ダイオード１１を基板１３の両面に一つずつ設置した。
【００１８】
図５にＬＥＤユニット１０における回路図を模式的に示す。回路内には発光ダイオード１１、ツェナーダイオード２１、抵抗２２、図示しないＡＣ−ＤＣコンバータが接続されている。ＡＣ−ＤＣコンバータは交流電流（１００Ｖ、２００Ｖ等）を直流電流（５Ｖ、１２Ｖ等）に変換する。使用時には電源として用いる交流電流が直流電流に変換されて各発光ダイオード１１へ供給される。また、該回路はハーネス１５を介して鉢６に設けられたスイッチ７に接続されており、このスイッチによってＬＥＤユニット１０のオンオフの切り替えが行われる。
【００１９】
リフレクタ１８は、発光ダイオード１１を取り囲むようにして設けられている。リフレクタ１８は金属の表面にＮｉメッキを施してなり、その発光ダイオード１１に対向する面は光の取り出し方向に向かってすり鉢状に湾曲している。本実施例においては基板１３の片面のみに設置した。
【００２０】
ケース１４は発光ダイオード１１と基板１３を内包する。ケース１４は発光ダイオード１１の保護を主目的として用いられ、その形成材料として本実施例では紫外線吸収剤を含まないアクリルを採用した。他にも紫外線吸収剤を含まないエポキシ樹脂、ポリカーボネート、シリコーンゴム、フッ素樹脂等をケース１４の材料として採用できる。
カバー１２は、茎５及びめしべ８の構成部分であり、ＬＥＤユニット１０を被覆している。カバー１２はその上部が着脱可能となっており、これによりＬＥＤユニット１０を容易に着脱することができる。
【００２１】
以上のように構成された造花１では、電源をオンにすると発光ダイオード１１が発光し、発光ダイオード１１からの光は直接またはリフレクタ１８において反射されて酸化チタン層２０を照射する。そして酸化チタン層２０に含まれる酸化チタンが励起されることによって抗菌、脱臭等が行われる。
【００２２】
電源として種々の電池（乾電池、太陽電池等）を用いることもできる。例えば、太陽電池を用いる場合には、昼間の太陽光が当たる時間には太陽光によって酸化チタンを励起しつつ充電を行う。このときにはＬＥＤユニット１０の電源をオフの状態にする。そして夜間の光が当たらない時間には充電された電力をＬＥＤユニット１０に供給し、発光ダイオード１１の光を用いて酸化チタンを励起する。尚、このような制御はタイマーによって行ってもよいし、光センサによって行ってもよい。
【００２３】
発光ダイオード１１の点灯態様として、所定のインターバルを設けて間欠的に発光ダイオードを点灯させたり、その光度を連続的又は断続的に変化させたりすることもできる。
【００２４】
ＬＥＤユニット１０の設置態様として、図６に示すようにＬＥＤユニット１０内の発光ダイオード１１が花部２の中央（即ち図示下方）を向くようにしてもよい。尚、この例では発光ダイオード１１は基板１３の片面に設置している。このようにすれば発光ダイオード１１から光が外部へ漏洩しなくなるので意匠性の低下を防ぐことができる。
【００２５】
光ファイバーなどの導光体を介して発光ダイオード１１の光を酸化チタン層２０に照射することもできる。例えば光ファイバーを茎５内及びめしべ８内に設置し、鉢６内に設置した発光ダイオード１１の光をこの光ファイバーに導入し、そしてめしべ８の先端部分より光の取り出しを行う。
光ファイバーを用いることによって発光ダイオード１１の設置場所の自由度を高めることができる。また意匠性の低下を防ぐといった効果が奏される。
【００２６】
この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【００２７】
以下、次の事項を開示する。
（１１）　前記半導体発光素子の周囲にリフレクタが設置される、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の人工植物。
（１２）　前記植物本体部の周囲の空気を循環させるファンをさらに備える、ことを特徴とする請求項１〜７及び（１１）のいずれかに記載の人工植物。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施例である造花１の斜視図である。
【図２】図２は造花１の花部２の断面図である。
【図３】図３は花部２内のＬＥＤユニット１０を拡大して示した図であり、即ちＬＥＤユニット１０の断面図である。
【図４】図４はＬＥＤユニット１０の平面図である。
【図５】図５はＬＥＤユニット１０における回路図を模式的に示す図である。
【図６】図６はＬＥＤユニット１０の他の設置態様を示す図である。
【符号の説明】
１　造花
２　花部
３　花弁
７　スイッチ
８　めしべ
１０　ＬＥＤユニット
１１　発光ダイオード
１２　カバー
１３　基板
１４　ケース
１５　ハーネス
１８　リフレクタ
２０　酸化チタン層

Claims (7)

1. 光触媒を担持した植物本体部と、
   前記光触媒を励起可能な波長の光を放出する半導体発光素子と、
   を備えることを特徴とする人工植物。
2. 前記光触媒は酸化チタンからなる、ことを特徴とする請求項１に記載の人工植物。
3. 前記植物本体部の葉や花、茎部分などの表面の少なくとも一部が前記光触媒を含む材料で被覆されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の人工植物。
4. 前記半導体発光素子は前記植物本体部に内蔵されている、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の人工植物。
5. 前記半導体発光素子はＩＩＩ族窒化物系化合物半導体発光素子からなる、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の人工植物。
6. 前記半導体発光素子の主発光ピーク波長が約３６０ｎｍ〜約４００ｎｍの間にある、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の人工植物。
7. 前記植物本体部は花部を有し、該花部のおしべ状構造部分内又はめしべ状構造部分に前記半導体発光素子が内蔵されている、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の人工植物。

Images