JP2011244566A - Optical drive actuator, optical drive system, and optical drive method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光により駆動される光駆動アクチュエータに関するものであり、特に、フォトクロミック分子を含有する架橋液晶高分子成形体を備えた光駆動アクチュエータに関するものである。 The present invention relates to a light-driven actuator driven by light, and more particularly to a light-driven actuator provided with a crosslinked liquid crystal polymer molded body containing photochromic molecules.
フォトクロミック分子は、活性光線の照射により可逆的に異性体化される分子である。フォトクロミック分子のこの性質を利用し、近年、フォトクロミック分子を含む架橋液晶高分子を利用した光駆動アクチュエータが提案されている(特許文献1)。 A photochromic molecule is a molecule that is reversibly isomerized by irradiation with actinic rays. In recent years, an optically driven actuator using a cross-linked liquid crystal polymer containing a photochromic molecule has been proposed using this property of a photochromic molecule (Patent Document 1).
図12は、従来技術に係る光駆動アクチュエータ900の概要を示す図である。図12(a)に示すように、光駆動アクチュエータ900は、支持体940と、支持体940の中央部に積層されたフィルム930とを備えており、一対の端部がそれぞれ設置面960に当接するよう、アーチ状に形成されている。フィルム930は、フォトクロミック分子を含む架橋液晶高分子からなる。
FIG. 12 is a diagram showing an outline of a light-driven
図12(b)に示すように、光駆動アクチュエータ900に対し第1の活性光線990を照射すると、フィルム930が屈曲して、光駆動アクチュエータ900全体も屈曲するように変形する。また、図12(c)に示すように、光駆動アクチュエータ900に対し第2の活性光線991を照射すると、フィルム930が伸張し、光駆動アクチュエータ900全体も伸張するように変形する。第1の活性光線990と第2の活性光線991とを交互に照射することによって、光駆動アクチュエータ900が設置面960上を尺取り虫のように前進する。このように、光駆動アクチュエータ900は、光エネルギーを運動エネルギーに直接変換することができる。
As shown in FIG. 12B, when the first
しかし、従来技術に係る光駆動アクチュエータでは、駆動のために比較的強力な光源を架橋液晶高分子の近傍で用いる必要がある。例えば、特許文献1では、実施例において、架橋液晶高分子と光源との距離を15〜5mmとし、光源が出射する紫外光の強度を240mW/cm2とし、可視光の強度を120mW/cm2としたことが記載されている。架橋液晶高分子と光源との距離が長くなれば、さらに強力な光源が必要となる。光源を近傍に配置することができない環境においては、光駆動アクチュエータに照射される活性光線の強度が不足し、光駆動アクチュエータを駆動することができない。 However, in the optically driven actuator according to the prior art, it is necessary to use a relatively powerful light source in the vicinity of the crosslinked liquid crystal polymer for driving. For example, in Patent Document 1, in the examples, the distance between the crosslinked liquid crystal polymer and the light source is 15 to 5 mm, the intensity of ultraviolet light emitted from the light source is 240 mW / cm 2, and the intensity of visible light is 120 mW / cm 2. It is described that. If the distance between the crosslinked liquid crystal polymer and the light source is increased, a more powerful light source is required. In an environment where the light source cannot be disposed in the vicinity, the intensity of the actinic ray irradiated to the optical drive actuator is insufficient, and the optical drive actuator cannot be driven.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、光駆動アクチュエータの近傍に光源を配置することができない環境においても駆動可能な光駆動アクチュエータを実現することを主たる目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a main object of the present invention is to realize an optically driven actuator that can be driven even in an environment where a light source cannot be disposed in the vicinity of the optically driven actuator.
本発明に係る光駆動アクチュエータは、上記課題を解決するため、活性光線の照射により可逆的に異性化し得るフォトクロミック分子を含む架橋液晶高分子成形体と、該架橋液晶高分子成形体に該活性光線を導光する導光部材と、を備えていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a light-driven actuator according to the present invention includes a crosslinked liquid crystal polymer molded product containing a photochromic molecule that can be reversibly isomerized by irradiation with actinic rays, and the crosslinked liquid crystal polymer molded product with the active light beam. And a light guide member that guides light.
従来技術に係る光駆動アクチュエータでは、光源から出射された活性光線を架橋液晶高分子成形体に直接照射しているため、架橋性高分子成形体に照射される活性光線の強度は光源からの距離の二乗に反比例して小さくなる。 In the light-driven actuator according to the prior art, the actinic ray emitted from the light source is directly irradiated to the crosslinked liquid crystal polymer molded body, and therefore the intensity of the actinic ray irradiated to the crosslinkable polymer molded body is the distance from the light source. It becomes smaller in inverse proportion to the square of.
これに対し、本発明に係る光駆動アクチュエータは、架橋液晶高分子成形体に活性光線を導光する導光部材を備えているため、光源と架橋液晶高分子との間の距離が離れていても、光源から出射された活性光線を、強度を維持したまま架橋性高分子成形体に導くことができる。したがって、本発明に係る光駆動アクチュエータは、光源を近傍に配置することができない環境においても駆動することができる。 On the other hand, the light-driven actuator according to the present invention includes a light guide member that guides actinic rays to the cross-linked liquid crystal polymer molded body, so that the distance between the light source and the cross-linked liquid crystal polymer is large. However, it is possible to guide the actinic ray emitted from the light source to the crosslinkable polymer molded body while maintaining the intensity. Therefore, the light drive actuator according to the present invention can be driven even in an environment where the light source cannot be disposed in the vicinity.
本発明に係る光駆動アクチュエータでは、上記導光部材は、入射面および反射面を備え、該入射面から入射した上記活性光線を、該反射面において反射することにより、上記導光部材内を伝播させるとともに、該入射面から入射した上記活性光線の少なくとも一部を該反射面に設けられた出射領域から出射させるものであり、該出射領域は、上記架橋液晶高分子成形体に対向しているものであることが好ましい。 In the light-driven actuator according to the present invention, the light guide member includes an incident surface and a reflective surface, and propagates in the light guide member by reflecting the active light incident from the incident surface on the reflective surface. And at least a part of the actinic ray incident from the incident surface is emitted from an emission region provided on the reflection surface, and the emission region faces the crosslinked liquid crystal polymer molded body. It is preferable.
導光部材に入射した活性光線は、反射面において反射することにより、導光部材外に散逸することなく、導光部材内を所定の伝播方向に沿って伝播する。すなわち、入射面から入射した活性光線は、強度を維持したまま出射領域に導かれる。 The actinic ray incident on the light guide member is reflected on the reflection surface and propagates in the light guide member along a predetermined propagation direction without being scattered outside the light guide member. That is, the actinic ray incident from the incident surface is guided to the emission region while maintaining the intensity.
また、出射領域が架橋液晶高分子成形体に対向しているので、出射領域に導かれた活性光線は、架橋液晶高分子形成体に照射される。出射領域を架橋液晶高分子成形体の形状に対応するように設けることにより、架橋液晶高分子成形体の形状に応じ、必要な範囲全体に対して活性光線を好適に照射することができる。 Further, since the emission region faces the crosslinked liquid crystal polymer molded body, the actinic ray guided to the emission region is irradiated to the crosslinked liquid crystal polymer formed body. By providing the emission region so as to correspond to the shape of the crosslinked liquid crystal polymer molded body, the entire necessary range can be suitably irradiated with actinic rays according to the shape of the crosslinked liquid crystal polymer molded body.
なお、このとき、出射領域では活性光線の一部が出射していくため、出射領域の傍らを伝播する活性光線は、入射面から遠くなるに従って徐々に減衰する。そこで、架橋液晶高分子成形体における変形の程度を全体に亘って均一にするため、架橋液晶高分子成形体において、対向している出射領域が入射面から遠くなるほど、フォトクロミック分子の密度が高くなるように架橋液晶高分子成形体を形成してもよい。あるいは、架橋液晶高分子成形体における変形の程度を全体に亘って均一にするため、出射領域において、入射面から遠くなるほど、反射せずに出射する活性光線の割合が大きくなるように導光部材を構成してもよい。 At this time, since a part of the actinic ray is emitted in the emission region, the actinic ray propagating along the emission region is gradually attenuated as the distance from the incident surface increases. Therefore, in order to make the degree of deformation in the crosslinked liquid crystal polymer molded body uniform throughout, in the crosslinked liquid crystal polymer molded body, the density of the photochromic molecules increases as the opposing emission region is farther from the incident surface. Thus, a crosslinked liquid crystal polymer molded body may be formed. Alternatively, in order to make the degree of deformation of the crosslinked liquid crystal polymer molded body uniform throughout, the light guide member is configured such that, in the emission region, the proportion of the actinic rays that are emitted without being reflected increases as the distance from the incident surface increases. May be configured.
以上のように、上記構成によれば、活性光線を架橋液晶高分子成形体に対して好適に照射することができる。 As mentioned above, according to the said structure, an actinic ray can be suitably irradiated with respect to a crosslinked liquid crystal polymer molded object.
上記光駆動アクチュエータでは、上記出射領域上に光散乱体が固着されていてもよい。 In the light-driven actuator, a light scatterer may be fixed on the emission region.
出射領域上に光散乱体が固着されていることにより、出射領域に到達した活性光線は、光散乱体によって散乱して、一部が架橋液晶高分子成形体に照射される。これにより、効率よく活性光線を架橋液晶高分子成形体に照射することができる。 Since the light scatterer is fixed on the emission region, the actinic rays that have reached the emission region are scattered by the light scatterer, and a part thereof is irradiated to the crosslinked liquid crystal polymer molded body. Thereby, an actinic ray can be efficiently irradiated to a crosslinked liquid crystal polymer molded body.
なお、このとき、架橋液晶高分子成形体における変形の程度を全体に亘って均一にするため、入射面から遠くなるほど、光散乱体の密度が高くなるように光散乱体を出射領域に固着させてもよい。 At this time, in order to make the degree of deformation of the crosslinked liquid crystal polymer molded body uniform throughout, the light scatterer is fixed to the emission region so that the density of the light scatterer increases as the distance from the incident surface increases. May be.
上記光駆動アクチュエータでは、上記導光部材における上記出射領域の背面に溝が設けられていてもよい。 In the optical drive actuator, a groove may be provided on the back surface of the emission region of the light guide member.
出射領域の背面に溝が設けられていることにより、当該溝に到達した活性光線は、当該溝において反射して、一部が全反射角度を超えた入射角で出射領域に到達し、出射領域から出射する。これにより、効率よく活性光線を架橋液晶高分子成形体に照射することができる。 By providing a groove on the back surface of the emission region, the actinic ray that has reached the groove is reflected by the groove and reaches the emission region with an incident angle partially exceeding the total reflection angle. Exits from. Thereby, an actinic ray can be efficiently irradiated to a crosslinked liquid crystal polymer molded body.
なお、このとき、架橋液晶高分子成形体における変形の程度を全体に亘って均一にするため、入射面から遠くなるほど、溝の密度が高くなるように光散乱体を出射領域の背面に設けてもよい。 At this time, in order to make the degree of deformation of the crosslinked liquid crystal polymer molded body uniform throughout, a light scatterer is provided on the back surface of the emission region so that the groove density increases as the distance from the incident surface increases. Also good.
本発明に係る光駆動アクチュエータでは、上記導光部材は、入射面および反射面を備え、該入射面から入射した上記活性光線を、該反射面において反射することにより、上記導光部材内を伝播させて、該反射面を挟んで該入射面の反対側に設けられた出射領域から出射させるものであり、該出射領域は、上記架橋液晶高分子成形体に対向しているものであってもよい。 In the light-driven actuator according to the present invention, the light guide member includes an incident surface and a reflective surface, and propagates in the light guide member by reflecting the active light incident from the incident surface on the reflective surface. And the light is emitted from an emission region provided on the opposite side of the incident surface across the reflecting surface, and the emission region is opposed to the crosslinked liquid crystal polymer molded body. Good.
この構成においても、導光部材に入射した活性光線は、反射面において反射することにより、導光部材外に散逸することなく、導光部材内を所定の伝播方向に沿って伝播する。これにより、首尾よく活性光線に導光部材内を伝播させ、光源が出射した活性光線の強度を好適に維持したまま、架橋液晶高分子成形体に向けて出射することができる。 Also in this configuration, the actinic ray incident on the light guide member is reflected on the reflection surface and propagates along the predetermined propagation direction in the light guide member without being scattered outside the light guide member. As a result, it is possible to successfully propagate the actinic ray through the light guide member and emit the actinic ray toward the crosslinked liquid crystal polymer molded product while suitably maintaining the intensity of the actinic ray emitted from the light source.
本発明に係る光駆動アクチュエータでは、上記反射面を覆うように、上記導光部材よりも屈折率が低い物質からなる被覆部材が設けられていることが好ましい。 In the light-driven actuator according to the present invention, it is preferable that a covering member made of a material having a refractive index lower than that of the light guide member is provided so as to cover the reflection surface.
反射面が、導光部材よりも屈折率が低い物質によって覆われていることにより、導光部材内を伝播する活性光線が反射面に付着する汚れや傷などにより散乱することを防止することができる。これにより、活性光線をより効率的に導光部材内を伝播させ、光源が出射した活性光線の強度をさらに好適に維持することができる。 The reflective surface is covered with a material having a refractive index lower than that of the light guide member, thereby preventing actinic rays propagating in the light guide member from being scattered by dirt or scratches attached to the reflective surface. it can. Thereby, active light can be propagated more efficiently in the light guide member, and the intensity of the active light emitted from the light source can be more suitably maintained.
本発明に係る光駆動アクチュエータでは、上記導光部材と、上記架橋液晶高分子成形体とが連結されていることが好ましい。 In the light-driven actuator according to the present invention, it is preferable that the light guide member and the crosslinked liquid crystal polymer molded body are connected.
導光部材と、架橋液晶高分子成形体とが連結されていることにより、光駆動アクチュエータが駆動され、架橋液晶高分子成形体が変形または移動したとしても、導光部材がそれに追従し、変形または移動後であっても架橋液晶高分子成形体に対して、導光部材を介して活性光線を照射することができる。なお、架橋液晶高分子成形体の変形または移動への追従性の観点から、上記導光部材が可撓性を有し、上記架橋液晶高分子成形体の変形に従って変形することがより好ましく、上記導光部材と、上記架橋液晶高分子成形体とが一体となっていることが特に好ましい。 By connecting the light guide member and the crosslinked liquid crystal polymer molded body, even if the light-driven actuator is driven and the crosslinked liquid crystal polymer molded body is deformed or moved, the light guide member follows and deforms. Alternatively, even after movement, the crosslinked liquid crystal polymer molded body can be irradiated with actinic rays via the light guide member. In addition, from the viewpoint of followability to deformation or movement of the crosslinked liquid crystal polymer molded body, it is more preferable that the light guide member has flexibility and deforms according to the deformation of the crosslinked liquid crystal polymer molded body. It is particularly preferable that the light guide member and the crosslinked liquid crystal polymer molded body are integrated.
また、本発明に係る光駆動アクチュエータと、上記活性光線を出射する光源と、を備えている光駆動システムもまた、本発明の範疇である。 In addition, an optical drive system including the optical drive actuator according to the present invention and the light source that emits the actinic ray is also within the scope of the present invention.
本発明に係る光駆動方法は、活性光線の照射により可逆的に異性化し得るフォトクロミック分子を含む架橋液晶高分子成形体に対して、該活性光線を導光する導光部材を介して該活性光線を照射する照射工程を包含していることを特徴としている。本発明に係る光駆動方法によれば、本発明に係る光駆動アクチュエータと同等の効果を奏することができる。 The light driving method according to the present invention is directed to a cross-linked liquid crystal polymer molded product containing a photochromic molecule that can be reversibly isomerized by irradiation with actinic light, via the light guide member that guides the actinic light. It is characterized by including an irradiation step of irradiating. According to the optical driving method of the present invention, the same effect as the optical driving actuator of the present invention can be obtained.
本発明に係る光駆動アクチュエータによれば、光源と架橋液晶高分子成形体との間の距離が離れていても、光源が出射した活性光線の強度を維持することができる。したがって、光駆動アクチュエータの近傍に光源を配置することができない環境においても駆動可能な光駆動アクチュエータを実現することができる。 According to the light-driven actuator according to the present invention, the intensity of active light emitted from the light source can be maintained even when the distance between the light source and the crosslinked liquid crystal polymer molded body is long. Therefore, it is possible to realize an optically driven actuator that can be driven even in an environment where a light source cannot be disposed in the vicinity of the optically driven actuator.
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の一実施形態(第1実施形態)に係る光駆動アクチュエータ100の概略構成を示す断面図である。図1に示すように、光駆動アクチュエータ100は、架橋液晶高分子成形体130、支持体140、および導光部材110を備えており、第1の光源180からの第1の活性光線190、および第2の光源181からの第2の活性光線191によって駆動される。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an optically driven
(架橋液晶高分子成形体について)
光駆動アクチュエータ100が備える架橋液晶高分子成形体130としては、例えば、特許文献1に記載の架橋液晶高分子からなる成形体を用いることができる。
(About crosslinked liquid crystal polymer moldings)
As the cross-linked liquid crystal polymer molded
すなわち、架橋液晶高分子成形体130を構成する架橋液晶高分子は、メソゲンの配向可能領域であるドメイン領域が存在し、高分子骨格が三次元網構造を形成しているものであれば、主鎖型高分子液晶であってもよく、側鎖型高分子液晶であってもよい。なお、メソゲンとは、液晶の配向に直接関与するハードコア部を指す。このような架橋液晶高分子であれば、配向したメソゲンが高分子骨格に緩やかに拘束されるため、高分子骨格の動きと、メソゲンの配向とが強く相関する。なお、架橋構造は、長距離に亘って配向秩序が保たれた構造をとっていることがより好ましい。
That is, the cross-linked liquid crystal polymer constituting the cross-linked liquid crystal polymer molded
上記架橋液晶高分子は、例えば、単官能重合性モノマーおよび架橋重合性モノマーの共重合体であり得る。共重合体の取得方法としては、公知の方法を利用することができる。例えば、メソゲンが配向する条件下において、単官能重合性モノマーおよび架橋重合性モノマーを含むモノマー混合物を共重合反応させる方法を好適に利用することできる。詳細には、例えば、内表面に配向性表面が形成された反応容器を用い、インサイチュ(in-situ)重合法を利用して、光重合または熱重合により、モノマー混合物を共重合反応させる方法を利用することができる。この方法によれば、反応容器の配向性表面の作用により、特定の方向に配向された状態で共重合体が生成される。 The crosslinked liquid crystal polymer can be, for example, a copolymer of a monofunctional polymerizable monomer and a crosslinked polymerizable monomer. A known method can be used as a method for obtaining the copolymer. For example, a method in which a monomer mixture containing a monofunctional polymerizable monomer and a crosslinkable monomer is copolymerized under conditions where the mesogen is oriented can be suitably used. Specifically, for example, a method is used in which a monomer mixture is copolymerized by photopolymerization or thermal polymerization using an in-situ polymerization method using a reaction vessel having an oriented surface on the inner surface. Can be used. According to this method, a copolymer is produced in a state of being oriented in a specific direction by the action of the orientation surface of the reaction vessel.
反応容器の内表面に配向性表面を形成する方法としては、反応容器の内表面にポリイミドの層を形成してこれを特定の方向にラビング処理する方法、電場、磁場等をかける方法等を挙げることができる。目的とするメソゲンの配向性としては、ホモジニアス、ツイスト、ホメオトロピック、ハイブリッド、ベンド、スプレー配向等を挙げることができる。 Examples of the method for forming an orientation surface on the inner surface of the reaction vessel include a method of forming a polyimide layer on the inner surface of the reaction vessel and rubbing it in a specific direction, a method of applying an electric field, a magnetic field, etc. be able to. Examples of the orientation of the target mesogen include homogeneous, twist, homeotropic, hybrid, bend, and spray orientation.
また、共重合させる別の方法として、線状又は弱く架橋した液晶高分子を作製した後、応力によってメソゲンを配向させながら架橋反応を行う方法等を挙げることができる。 Further, as another method for copolymerization, there can be mentioned a method in which a linear or weakly crosslinked liquid crystal polymer is prepared, and then a crosslinking reaction is performed while aligning mesogens by stress.
単官能重合性モノマーおよび架橋重合性モノマーの重合比率は、所望のドメインサイズ、架橋密度を考慮して適宜設定すればよい。ドメインサイズとしては、例えば、0.5μmより大きいものを好適に用いることができる。ドメインサイズが小さい場合、形成される高分子骨格が非液晶フィルムにおけるクロモフォアと高分子セグメントの関係と類似した構造となり、ドメイン毎にメソゲンの配向が変化し、高分子骨格が変形してもフィルム全体に与える影響が小さくなるためである。このような場合、配向変化によって架橋液晶高分子成形体130の運動を誘起することが困難となる。
The polymerization ratio of the monofunctional polymerizable monomer and the crosslinkable monomer may be appropriately set in consideration of the desired domain size and crosslink density. As the domain size, for example, those larger than 0.5 μm can be suitably used. When the domain size is small, the polymer skeleton formed has a structure similar to the relationship between the chromophore and polymer segment in the non-liquid crystal film, the orientation of the mesogen changes for each domain, and even if the polymer skeleton deforms, the entire film This is because the effect on the size is reduced. In such a case, it is difficult to induce the motion of the crosslinked liquid crystal polymer molded
なお、架橋液晶高分子成形体130は、架橋液晶高分子そのものから構成されているものに限定されず、目的とする架橋液晶高分子成形体130の特性を損なわない範囲において適宜添加剤等が含まれていてもよい。
The cross-linked liquid crystal polymer molded
上記共重合反応における重合性基としては、例えば、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルオキシ基、ビニル基、エポキシ基等が挙げられるが、容易に重合できることから、(メタ)アクリロイルオキシ基および(メタ)アクリルアミド基が好ましい。架橋重合性モノマーとしては、二官能性モノマー、三官能性モノマー等の多官能性モノマーを用いることができる。重合開始剤としては、公知のものを用いることができる。 Examples of the polymerizable group in the copolymerization reaction include a (meth) acryloyloxy group, a (meth) acrylamide group, a vinyloxy group, a vinyl group, and an epoxy group. Oxy groups and (meth) acrylamide groups are preferred. As the crosslinking polymerizable monomer, a polyfunctional monomer such as a bifunctional monomer or a trifunctional monomer can be used. A well-known thing can be used as a polymerization initiator.
架橋液晶高分子においてフォトクロミック分子は、高分子主鎖、高分子側鎖の何れに導入されていてもよいが、メソゲン部位に導入することがより好ましい。フォトクロミック分子をメソゲン部位に導入することにより、フォトクロミック分子の異性化に伴う分子構造変化を、ドメイン領域にあるメソゲンの配向変化に効果的に変換することができる。さらに、架橋液晶高分子における架橋構造により、メソゲンの配向変化を高効率で高分子骨格に伝搬し、架橋液晶高分子成形体の異方的かつ機械的な応答を誘起することが可能となる。 In the crosslinked liquid crystal polymer, the photochromic molecule may be introduced into either the polymer main chain or the polymer side chain, but is more preferably introduced into the mesogenic site. By introducing the photochromic molecule into the mesogen site, the molecular structure change accompanying the isomerization of the photochromic molecule can be effectively converted into the orientation change of the mesogen in the domain region. Furthermore, the cross-linked structure in the cross-linked liquid crystal polymer can propagate the mesogenic orientation change to the polymer skeleton with high efficiency and induce an anisotropic and mechanical response of the cross-linked liquid crystal polymer molded body.
フォトクロミック分子としては、特に限定されず公知のものを用いることができる。例えば、トランス−シス異性化するアゾベンゼン、スチルベン構造、開環―閉環光異性化し得るスピロピラン、ジアリール構造等を挙げることができる。特に、下記式(1)に示すアゾベンゼンは、第1の活性光線190と第2の活性光線191とで波長が離れており、異性化の際に分子間距離が大きく変化することから、特に好適に用いることができる。
As a photochromic molecule, it does not specifically limit but a well-known thing can be used. Examples thereof include azobenzene that undergoes trans-cis isomerization, stilbene structure, spiropyran that can undergo ring-opening and ring-closing photoisomerization, and a diaryl structure. In particular, azobenzene represented by the following formula (1) is particularly suitable because the wavelength is different between the first
アゾベンゼンは、第1の活性光線190として、波長が300〜400nm程度の光線(以下、「紫外光」という)を用いることができ、第2の活性光線191として、波長が500〜650nm程度の光線(以下、「可視光」という)を用いることができる。
Azobenzene can use light having a wavelength of about 300 to 400 nm (hereinafter referred to as “ultraviolet light”) as the first
上記式(1)に示すように、アゾベンゼンに紫外光を照射すると、棒状のトランス体から屈曲したシス体に異性化する。また、異性化したシス体に可視光を照射すると元のトランス体に戻る。 As shown in the above formula (1), when azobenzene is irradiated with ultraviolet light, it is isomerized from a rod-shaped trans form to a bent cis form. When the isomerized cis form is irradiated with visible light, it returns to the original trans form.
第1の活性光線190を照射するための第1の光源180および第2の活性光線191を照射するための第2の光源181としては、所望の波長光が得られるものであれば特に限定されるものではないが、高圧水銀灯、レーザ光線、LED光源、有機EL光源などが挙げられる。
The first
フォトクロミック分子の異性化によるメソゲンの配向変化を、高効率で高分子骨格に伝搬するためには、架橋構造、フォトクロミック分子の種類、フォトクロミック分子の導入率の他に、液晶の種類、照射条件等を調整すればよい。用いる液晶の種類としては、特に限定されないが、メソゲンの配向変化を高効率で高分子骨格に伝搬する観点からは、メソゲンの配向能およびパッキング性の高いものを用いることが好ましい。このような液晶としては、スメクチック液晶、強誘電性液晶等を挙げることができる。 In order to propagate the mesogen orientation change due to the isomerization of the photochromic molecule to the polymer skeleton with high efficiency, in addition to the cross-linked structure, the type of photochromic molecule, the introduction rate of the photochromic molecule, the type of liquid crystal, irradiation conditions, etc. Adjust it. The type of liquid crystal to be used is not particularly limited, but it is preferable to use a liquid crystal having high mesogen alignment ability and packing property from the viewpoint of propagating the mesogen alignment change to the polymer skeleton with high efficiency. Examples of such a liquid crystal include a smectic liquid crystal and a ferroelectric liquid crystal.
光駆動アクチュエータ100が運動するメカニズムについて、図10および図11を参照して説明する。以下では、架橋液晶高分子成形体130として、アゾベンゼンを側鎖型高分子のメソゲンに導入した架橋液晶高分子からなるフィルムを用いた場合を例にとり説明するが、本発明はこれに限定されない。また、図中の各部分のサイズおよび形状は、説明の便宜上のものであり、各部分のサイズおよび形状は実際に用いられるものと異なる場合がある。
The mechanism by which the
図10(a)は、上記式(1)に示すアゾベンゼン分子の異性化の形状変化を模式的に図示した説明図である。図10(a)中、符号10は棒状のトランス体の形状を符号20は屈曲したシス体の形状を模式的に示したものである。図10(a)に示すように、アゾベンゼン分子に紫外光(第1の活性光線190)を照射すると、棒状のトランス体10から屈曲したシス体20に異性化し、可視光(第2の活性光線191)を照射することによって、元のトランス体10に戻る。すなわち、棒状のトランス体10と屈曲したシス体20とを活性光線を用いて可逆的に変化させ得る。
FIG. 10 (a) is an explanatory view schematically showing the shape change of the isomerization of the azobenzene molecule shown in the above formula (1). In FIG. 10A,
図10(b)は、アゾベンゼンをメソゲン部位に導入した架橋液晶高分子からなるフィルムである架橋液晶高分子成形体130の紫外光照射前後の様子を模式的に図示した部分拡大説明図である。図10(b)中、符号31は高分子主鎖を、符号11はアゾベンゼンがトランス体であるトランス型アゾベンゼン側鎖を、符号12はメソゲンにアゾベンゼンを含まない非アゾベンゼン側鎖を、符号21はアゾベンゼンがシス体であるシス型アゾベンゼン側鎖をそれぞれ示す。
FIG. 10B is a partially enlarged explanatory view schematically showing the state of the crosslinked liquid crystal polymer molded
トランス型アゾベンゼン側鎖11に紫外光を照射すると、アゾベンゼン部位が屈曲したシス型アゾベンゼン側鎖21に構造変化し、これにより非アゾベンゼン側鎖12の配向変化も誘起される。そして、これらの変化が高分子骨格に伝搬して架橋液晶高分子成形体130の収縮が起こる。
When the trans-type
ところで、アゾベンゼン分子は、トランス体からシス体への異性化を誘起する波長(360nm近傍)に高いモル吸光係数を有する。このため、架橋液晶高分子成形体130中のアゾベンゼン濃度が高くなると、異性化を誘起する光は架橋液晶高分子成形体130を透過せず、照射面側に存在するアゾベンゼン分子を選択的に光異性化することになる。その結果、架橋液晶高分子成形体130の厚み方向において収縮率に異方性が生じる。
By the way, the azobenzene molecule has a high molar extinction coefficient at a wavelength (near 360 nm) that induces isomerization from the trans isomer to the cis isomer. For this reason, when the azobenzene concentration in the crosslinked liquid crystal polymer molded
図11は、架橋液晶高分子成形体130の厚み方向に対して、架橋液晶高分子成形体130の収縮率に異方性が生じる様子を模式的に図示した部分拡大説明図である。架橋液晶高分子成形体130に紫外光90を照射すると、照射領域においてトランス体からシス体に構造変化して、ドメインの配向変化が誘起される。そして、図11(b)に示すように厚み方向に収縮率の異方性が発生する。
FIG. 11 is a partially enlarged explanatory view schematically showing a state in which anisotropy occurs in the shrinkage rate of the crosslinked liquid crystal polymer molded
その結果、図11(c)に示すように、架橋液晶高分子成形体130が機械的な応答を示す。なお、この後に可視光を照射すると、照射領域においてシス体からトランス体に構造変化し、ドメインの新たな配向変化が誘起されて新たな収縮率の異方性が発生する。
As a result, as shown in FIG. 11C, the crosslinked liquid crystal polymer molded
上述したようにアゾベンゼンのトランス体は、液晶相を安定化またはそれ自体がメソゲンとして機能する。一方、アゾベンゼンのシス体は、屈曲構造により液晶相を不安定化する。従って、アゾベンゼンを用いた場合、紫外光照射によって等温的に液晶相から等方相への相転移を誘起し得る。このため、ドメインの配向変化をドラスチックに変更可能であり、配向変化を高効率で高分子骨格に伝搬し、架橋液晶高分子成形体130の異方的かつ機械的な応答を誘起しやすい。もちろん、架橋液晶高分子成形体130の異方的かつ機械的な応答を誘起できればよく、液晶相から等方相への等温的相転移は必須ではない。
As described above, the trans form of azobenzene stabilizes the liquid crystal phase or itself functions as a mesogen. On the other hand, the cis isomer of azobenzene destabilizes the liquid crystal phase due to the bent structure. Therefore, when azobenzene is used, a phase transition from the liquid crystal phase to the isotropic phase can be induced isothermally by irradiation with ultraviolet light. For this reason, the orientation change of the domain can be changed drastically, the orientation change is propagated to the polymer skeleton with high efficiency, and an anisotropic and mechanical response of the crosslinked liquid crystal polymer molded
なお、熱により異性化が可能なフォトクロミック分子においては、活性光線に代えて熱を用いることもできる。アゾベンゼンの場合には、可視光(第2の活性光線191)に代えて、熱によりシス体からトランス体の異性化を誘起するようにしてもよい。 In photochromic molecules that can be isomerized by heat, heat can be used instead of actinic rays. In the case of azobenzene, instead of visible light (second actinic ray 191), isomerization of the trans isomer from the cis isomer may be induced by heat.
(導光部材について)
導光部材110は、第1の光源180からの第1の活性光線190、および第2の光源181からの第2の活性光線191を、それぞれ、架橋液晶高分子成形体130に導光するための部材である。さらに詳細には、導光部材110は、入射面110a、反射面110bおよび出射領域110cを備え、入射面110aから入射した第1の活性光線190または第2の活性光線191を、反射面110bにおいて反射することにより、導光部材110内を、所定の伝播方向に伝播させて、架橋液晶高分子成形体130に対向するように設けられた出射領域110cから上記活性光線を出射させるものである。
(About light guide member)
The
導光部材110の材質としては、第1の活性光線190および第2の活性光線191を良好に透過させるものであればよく、これに限定されるものではないが、例えば、ガラス、石英、または、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂を用いることができる。
The material of the
導光部材110の形状としては、特に限定されないが、例えば、筒状または板状とすることができる。導光部材110を筒状に形成した場合、入射面110aとしては、一方の端面を、反射面110bとしては、側面を用いることができる。光ファイバは、筒状に形成された導光部材110の一例である。また、導光部材110を板状に形成した場合、入射面110aとしては、一方の側端面を、反射面110bとしては、天面および底面を用いることができる。導光板は、板状に形成された導光部材110の一例である。
Although it does not specifically limit as a shape of the
導光部材に入射した第1の活性光線190および第2の活性光線191は、反射面110bにおいて反射することにより、導光部材110外に散逸することなく、導光部材110内を所定の伝播方向に沿って伝播する。これにより、首尾よく第1の活性光線190および第2の活性光線191に導光部材110内を伝播させ、第1の光源180および第2の光源181が出射した上記活性光線の強度を好適に維持することができる。
The first
(導光部材の端面からの出射について)
光駆動アクチュエータ100では、出射領域110cは、反射面110bを挟んで入射面110aの反対側に存在する面(出射面)内に設けられている。例えば、導光部材110を筒状に形成した場合、出射領域110cは、入射面110aとは異なる端面に形成することができる。また、導光部材110を板状に形成した場合、出射領域110cは、入射面110aとは反対側の側端面に形成することができる。これらの出射領域110cが形成される面を出射面と称してもよい。
(About emission from the end face of the light guide member)
In the optically driven
なお、支持体140は、架橋液晶高分子成形体130に結合されているものであればよく、光駆動アクチュエータ100の用途に応じて、適宜、形状、材質等を選択すればよい。
In addition, the
(本実施形態の利点)
光駆動アクチュエータ100では、第1の光源180からの第1の活性光線190、および第2の光源181からの第2の活性光線191は、それぞれ、導光部材110を通過して架橋液晶高分子成形体130に照射される。そのため、第1の光源180および第2の光源181を、架橋液晶高分子成形体130から離れたところに配置したとしても、第1の活性光線190、および第2の活性光線191の強度を維持することができるため、第1の光源180および第2の光源181の配置の自由度が向上する。
(Advantages of this embodiment)
In the
〔第2実施形態〕
図2は、本発明の他の実施形態(第2実施形態)に係る光駆動アクチュエータ101の概略構成を示す断面図である。以下では、第1の実施形態に係る光駆動アクチュエータ100と異なる箇所についてのみ説明し、第1の実施形態と同様の構成を有する部材については、同じ番号を付して説明を省略する。本実施形態に係る光駆動アクチュエータ101は、反射面110bを覆うように、導光部材110よりも屈折率が低い物質からなる被覆部材120が設けられている点が、第1の実施形態に係る光駆動アクチュエータ100と異なる。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an optically driven actuator 101 according to another embodiment (second embodiment) of the present invention. Hereinafter, only different parts from the
(被覆部材について)
被覆部材120は、導光部材110における第1の活性光線190および第2の活性光線191の伝播を補助し、活性光線の漏れの原因となる導光部材110の汚れ、傷等を防ぐ働きを有する。
(About coated members)
The covering
すなわち、反射面110bが、導光部材110よりも屈折率が低い物質によって覆われていることにより、反射面110bにおいて、導光部材110内を伝播する第1の活性光線190および第2の活性光線191を反射させ、導光部材110内に閉じ込めることができる。
That is, since the
また、導光部材110が、被覆部材120によって覆われていることにより、導光部材110に汚れ、傷等が生じ、その部分から上記活性光線が漏れることを抑制することができる。
Further, since the
被覆部材120の材質は、導光部材110よりも屈折率が低い物質であれば特に限定されないが、ガラス、石英、または、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂等を用いることができる。また、フッ素樹脂等のフッ素を含んだ樹脂を用いることもできる。
The material of the covering
また、被覆部材120は、導光部材110の反射面110bの全体を覆っていてもよいし、一部を覆っていてもよい。なお、導光部材110が、筒状に形成されており、被覆部材120が、導光部材110の反射面110bの全体を覆っている場合、導光部材110および被覆部材120は、光ファイバを構成しているといえる。この場合、導光部材110がコアに該当し、被覆部材120がコアを取り囲むクラッド、および、クラッドを取り囲む被覆に該当する。
Further, the covering
(本実施形態の利点)
光駆動アクチュエータ101では、導光部材110よりも屈折率が低い物質からなる被覆部材120が、導光部材110の反射面110bを覆っている。そのため、導光部材110内における第1の活性光線190および第2の活性光線191の伝播を阻害せずに、導光部材110に汚れ、傷等が生じることで、導光部材110から上記活性光線が漏れることを抑制することができる。
(Advantages of this embodiment)
In the optical drive actuator 101, a covering
〔第3実施形態〕
図3は、本発明の他の実施形態(第3実施形態)に係る光駆動アクチュエータ102の概略構成を示す断面図である。以下では、第1の実施形態に係る光駆動アクチュエータ100と異なる箇所についてのみ説明し、第1の実施形態と同様の構成を有する部材については、同じ番号を付して説明を省略する。本実施形態に係る光駆動アクチュエータ102は、出射領域110cが、反射面110b内に設けられており、出射領域110c上に光121が固着されている点が、第1の実施形態に係る光駆動アクチュエータ100と異なる。
[Third Embodiment]
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an optically driven actuator 102 according to another embodiment (third embodiment) of the present invention. Hereinafter, only different parts from the
(導光部材の反射面からの出射について)
本実施形態に係る光駆動アクチュエータ102では、出射領域110cが、反射面110b内に設けられている。すなわち、導光部材110を筒状に形成した場合、出射領域110cは、側面に設けることができる。また、導光部材110を板状に形成した場合、出射領域110cは、天面および底面の少なくともいずれかに設けることができる。
(About emission from the reflecting surface of the light guide member)
In the optically driven actuator 102 according to the present embodiment, the
反射面110b内に設けられた出射領域110cでは、第1の活性光線190および第2の活性光線191は、一部が反射されるとともに、一部が出射される。そのため、出射領域110cを、架橋液晶高分子成形体130の形状に対応するように設けることにより、架橋液晶高分子成形体130を好適に照射することができる。出射領域110cを反射面110b内に設ける手法については、後述する。
In the
また、出射領域110cでは、第1の活性光線190および第2の活性光線191の一部を出射しつつ、残りを反射して伝播方向に向けて伝播させるため、出射領域110cが伝播方向に沿って長く延びていたとしても、出射領域110c全体に亘って第1の活性光線190および第2の活性光線191を出射することができる。これにより、第1の活性光線190および第2の活性光線191を広い範囲に照射することができる。
Further, in the
なお、このとき、出射領域110cでは活性光線の一部が出射していくため、出射領域110cの傍らを伝播する活性光線は、入射面110aから遠くなるに従って徐々に減衰する。そこで、架橋液晶高分子成形体130における変形(屈曲または伸張)の程度を全体に亘って均一にするため、架橋液晶高分子成形体130において、対向している出射領域110cが入射面110aから遠くなるほど、フォトクロミック分子の密度が高くなるように架橋液晶高分子成形体130を形成してもよい。このような架橋液晶高分子成形体130は、例えば、印刷等の手法により架橋液晶高分子成形体130を形成する際に、フォトクロミック分子を均一に分布させずに、ドットや線などのテクスチャ紋様に分布させ、そのドットの大きさならびに線の長さおよび太さを、フォトクロミック分子の密度が上記条件を満たすように変えることにより形成することができる。あるいは、架橋液晶高分子成形体130における変形の程度を全体に亘って均一にするため、出射領域110cにおいて、入射面110aから遠くなるほど、反射せずに出射する活性光線の割合が大きくなるように導光部材110を構成してもよい。反射せずに出射する活性光線の割合を調整する手法については、後述する。
At this time, since a part of the actinic ray is emitted from the
(光散乱体について)
本実施形態に係る光駆動アクチュエータ102では、出射領域110cは、反射面110b上に光散乱体121を固着させることによって形成される。すなわち、本実施形態に係る光駆動アクチュエータ102では、出射領域110c上に光散乱体121が固着されている。
(About light scatterers)
In the light-driven actuator 102 according to the present embodiment, the
光散乱体121は、第1の活性光線190および第2の活性光線191を散乱させることにより、出射領域110cから第1の活性光線190および第2の活性光線191を出射させるものである。出射領域110cのうち、光散乱体121が固着されている部分に到達した上記活性光線は、光散乱体121によって散乱して、架橋液晶高分子成形体130を照射する。
The
詳細に述べれば、光散乱体121は、例えば、樹脂等に分散された状態で出射領域110c上に所定の密度で固着している。上記樹脂は、導光部材110と屈折率が同じかより高いものであることが好ましい。上記樹脂が、導光部材110と屈折率が同じかより高いものである場合、出射領域110cのうち、光散乱体121が固着されている部分に到達した活性光線は、そのまま上記樹脂に入射し、光散乱体121によって散乱して、架橋液晶高分子成形体130を照射する。また、上記樹脂が、導光部材110よりも屈折率が低い場合であっても、出射領域110cに十分に近い位置に光散乱体121が固着していれば、光散乱体121が固着されている部分に到達した活性光線は、光散乱体121によって散乱して、架橋液晶高分子成形体130を照射する。また、光散乱体121は、樹脂に分散せずに直接出射領域110c上に固着されていてもよい。
More specifically, the
光散乱体121は、種々の顔料等、公知の光散乱体を用いることができ、例えば、顔料を溶剤に分散させたインクを塗布または印刷することにより容易に出射領域110cに固着させることができる。
As the
なお、上述したように、出射領域110cでは活性光線の一部が出射していくため、出射領域110cの傍らを伝播する活性光線は、入射面110aから遠くなるに従って徐々に減衰する。そこで、入射面110aから遠くなるほど、出射領域110c上の光散乱体121の密度が大きくなるように構成することにより、出射領域110cにおいて反射せずに出射する活性光線の割合が、入射面110aから遠くなるほど、大きくなるようにすることができるので、架橋液晶高分子成形体130における変形(屈曲または伸張)の程度を全体に亘って均一にすることができる。
As described above, since a part of the actinic ray is emitted from the
(本実施形態の利点について)
出射領域110cが、反射面110b内に設けられていることにより、架橋液晶高分子成形体130の形状に合わせて、第1の活性光線190および第2の活性光線191を、架橋液晶高分子成形体130に照射することができる。また、出射領域110c上に、光散乱体121が固着していることにより、首尾よく、出射領域110cから第1の活性光線190および第2の活性光線191を出射させることができる。
(Advantages of this embodiment)
Since the
〔第4実施形態〕
図4は、本発明の他の実施形態(第4実施形態)に係る光駆動アクチュエータ103の概略構成を示す断面図である。以下では、第3の実施形態に係る光駆動アクチュエータ102と異なる箇所についてのみ説明し、第3の実施形態と同様の構成を有する部材については、同じ番号を付して説明を省略する。本実施形態に係る光駆動アクチュエータ103は、出射領域110cに光散乱体121が固着されている代わりに、出射領域110cの背面に溝111が設けられている点が、第3の実施形態に係る光駆動アクチュエータ102と異なる。
[Fourth Embodiment]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an
(溝について)
溝(窪み)111は、導光部材110における出射領域110cの背面に設けられている。出射領域110cの背面とは、出射領域110cに対して、第1の活性光線190および第2の活性光線191が伝播する伝播経路を挟んで反対側の部分を指す。
(About the groove)
The groove (dent) 111 is provided on the back surface of the
出射領域110cの背面に溝111が設けられていることにより、溝111に到達した活性光線は、溝111において反射して、一部が全反射角度を超えた入射角で出射領域110cに到達し、出射領域110cから出射する。これにより、首尾よく、活性光線を架橋液晶高分子成形体に照射することができる。
Since the
溝111は、適宜、導光部材110を削ることにより形成することができる。また、溝111が形成された状態に直接、導光部材110を成形してもよい。
The
なお、上述したように、出射領域110cでは活性光線の一部が出射していくため、出射領域110cの傍らを伝播する活性光線は、入射面110aから遠くなるに従って徐々に減衰する。そこで、入射面110aから遠くなるほど、出射領域110c上の溝111の密度(溝111の単位面積あたりの数、または占有面積)が大きくなるように構成することにより、出射領域110cにおいて反射せずに出射する活性光線の割合が、入射面110aから遠くなるほど、大きくなるようにすることができるので、架橋液晶高分子成形体130における変形(屈曲または伸張)の程度を全体に亘って均一にすることができる。
As described above, since a part of the actinic ray is emitted from the
(本実施形態の利点)
出射領域110cの背面に、溝111が設けられていることにより、首尾よく、出射領域110cから第1の活性光線190および第2の活性光線191を出射させることができる。
(Advantages of this embodiment)
By providing the
〔第5実施形態〕
図5は、本発明の他の実施形態(第5実施形態)に係る光駆動アクチュエータ104の概略構成を示す断面図である。以下では、第4の実施形態に係る光駆動アクチュエータ103と異なる箇所についてのみ説明し、第4の実施形態と同様の構成を有する部材については、同じ番号を付して説明を省略する。本実施形態に係る光駆動アクチュエータ104は、導光部材110を覆うように被覆部材120が設けられている点が、第4の実施形態に係る光駆動アクチュエータ103と異なる。
[Fifth Embodiment]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an
図5に示すように、反射面110b内に出射領域110cが設けられている場合であっても、被覆部材120を設けることができる。これにより、第2の実施形態と同様、導光部材110に汚れ、傷等が発生し、導光部材110から活性光線が漏れることを抑制することができる。
As shown in FIG. 5, the covering
第4の実施形態において説明したように、溝111で反射した活性光線は、全反射角度を超える入射角で、出射領域110cに到達するため、被覆部材120が設けられていても、出射領域110cから首尾よく出射する。
As described in the fourth embodiment, the actinic ray reflected by the
また、第3の実施形態のように、出射領域110cに光散乱体121が固着している形態においても、本実施形態のように、被覆部材120を設けることも可能である。
Also, in the form in which the
〔第6実施形態〕
図6は、本発明の他の実施形態(第6実施形態)に係る光駆動アクチュエータ105の概略構成を示す断面図である。以下では、第1の実施形態に係る光駆動アクチュエータ100と異なる箇所についてのみ説明し、第1の実施形態と同様の構成を有する部材については、同じ番号を付して説明を省略する。本実施形態に係る光駆動アクチュエータ105は、架橋液晶高分子成形体130が、導光部材110と一体化している点が、第1の実施形態に係る光駆動アクチュエータ100と異なる。
[Sixth Embodiment]
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an optical drive actuator 105 according to another embodiment (sixth embodiment) of the present invention. Hereinafter, only different parts from the
(導光部材と架橋液晶高分子成形体との連結について)
本実施形態のように、導光部材110と、架橋液晶高分子成形体130とが連結されていることにより、光駆動アクチュエータ105が駆動され、架橋液晶高分子成形体130が変形(伸張もしくは屈曲)または移動したとしても、導光部材110がそれに追従し、変形または移動後における架橋液晶高分子成形体130に対して、導光部材110を介して第1の活性光線190および第2の活性光線191を照射することができる。
(About the connection between the light guide member and the crosslinked liquid crystal polymer molding)
As in this embodiment, the
特に、本実施形態のように、導光部材110と、架橋液晶高分子成形体130とが一体化されている場合には、導光部材110は、架橋液晶高分子成形体130の変形に首尾よく追従することができる。
In particular, when the
そのため、導光部材110は可撓性を有し、架橋液晶高分子成形体130の変形に従って変形することがより好ましい。そのような導光部材110としては、例えば、薄い板状の導光部材110を好適に用いることができる。
Therefore, it is more preferable that the
導光部材110と架橋液晶高分子成形体130との連結は、直接結合させてもよいし、間に介在部材を挟んで結合させてもよい。また、本実施形態のように、導光部材110が、反射面110b内に出射領域110cを有しており、出射領域110cと接するように架橋液晶高分子成形体130が配置されていることにより、導光部材110と架橋液晶高分子成形体130とを好適に一体化することができる。なお、本実施形態のように、導光部材110と架橋液晶高分子成形体130とを直接結合させる場合には、意図しない部分において、導光部材110から架橋液晶高分子成形体130へ活性光線が入射することを避けるために、導光部材110が架橋液晶高分子成形体130よりも高い屈折率を有するように、導光部材110を構成する材料を選択することが好ましい。
The
(本実施形態の利点)
導光部材110と、架橋液晶高分子成形体130とが連結されていることにより、架橋液晶高分子成形体130の変形に対して、導光部材110が追従し、変形または移動後における架橋液晶高分子成形体130に対して、導光部材110を介して第1の活性光線190および第2の活性光線191を首尾よく照射することができる。
(Advantages of this embodiment)
By connecting the
〔第7実施形態〕
図7は、本発明の他の実施形態(第7実施形態)に係る光駆動アクチュエータ106の概略構成を示す断面図である。以下では、第6の実施形態に係る光駆動アクチュエータ105と異なる箇所についてのみ説明し、第6の実施形態と同様の構成を有する部材については、同じ番号を付して説明を省略する。本実施形態に係る光駆動アクチュエータ106は、出射領域110cに光散乱体121が固着されている点が、第6の実施形態に係る光駆動アクチュエータ105と異なる。
[Seventh Embodiment]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an
図7に示すように、導光部材110と、架橋液晶高分子成形体130とが一体化されている場合であっても、光散乱体121が固着させることにより、第3実施形態において説明したように、出射領域110cから活性光線を首尾よく出射させることができる。
As shown in FIG. 7, even when the
〔第8実施形態〕
図8は、本発明の他の実施形態(第8実施形態)に係る光駆動アクチュエータ107の概略構成を示す断面図である。以下では、第7の実施形態に係る光駆動アクチュエータ106と異なる箇所についてのみ説明し、第7の実施形態と同様の構成を有する部材については、同じ番号を付して説明を省略する。本実施形態に係る光駆動アクチュエータ107は、導光部材110と、架橋液晶高分子成形体130との間に被覆部材120が設けられている点が、第7の実施形態に係る光駆動アクチュエータ106と異なる。
[Eighth Embodiment]
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an
本実施形態のように、導光部材110と架橋液晶高分子成形体130とを直接結合させず、両者の間に導光部材110よりも低い屈折率を有する物質からなる被覆部材120を挟むことにより、意図しない部分において、導光部材110から架橋液晶高分子成形体130へ活性光線が入射することを避けることができる。すなわち、導光部材110を、被覆部材120が覆っていることにより、第2実施形態において説明したように、活性光線は、反射面110bにおいて反射され、首尾よく導光部材110内を伝播する。
As in this embodiment, the
〔第9実施形態〕
図9は、本発明の他の実施形態(第9実施形態)に係る光駆動アクチュエータ108の概略構成を示す断面図である。以下では、第6の実施形態に係る光駆動アクチュエータ105と異なる箇所についてのみ説明し、第6の実施形態と同様の構成を有する部材については、同じ番号を付して説明を省略する。本実施形態に係る光駆動アクチュエータ106は、出射領域110cの背面に溝111が設けられている点が、第6の実施形態に係る光駆動アクチュエータ105と異なる。
[Ninth Embodiment]
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an optical driving actuator 108 according to another embodiment (9th embodiment) of the present invention. In the following, only portions different from those of the optical drive actuator 105 according to the sixth embodiment will be described, and members having the same configurations as those of the sixth embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The
図9に示すように、導光部材110と、架橋液晶高分子成形体130とが一体化されている場合であっても、出射領域110cの背面に溝111が設けられていることにより、第4実施形態において説明したように、出射領域110cから活性光線を首尾よく出射させることができる。
As shown in FIG. 9, even when the
また、光駆動アクチュエータ100〜108の少なくとも何れかと、第1の活性光線190を出射する第1の光源180と、第2の活性光線191を出射する第2の光源181と、を備えている光駆動システムによれば、第1の光源180および第2の光源181を制御することにより、首尾よく、光駆動アクチュエータを駆動することができる。
In addition, light including at least one of the light-driven
また、第1〜第9実施形態において説明したように、活性光線の照射により可逆的に異性化し得るフォトクロミック分子を含む架橋液晶高分子成形体130に対して、導光部材110を介して第1の活性光線190および第2の活性光線191を照射する照射工程を実施することにより、首尾よく、光駆動アクチュエータを駆動することができる。
In addition, as described in the first to ninth embodiments, the cross-linked liquid crystal polymer molded
本発明は、各種機器に組み込むアクチュエータの製造、特に、電力の代わりに光を用いて駆動することが好ましい機器に組み込むアクチュエータの製造のために利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for manufacturing an actuator to be incorporated in various devices, particularly for manufacturing an actuator to be incorporated in a device that is preferably driven using light instead of electric power.
100〜108 光駆動アクチュエータ(第1〜9実施形態)
110 導体部材
110a 入射面
110b 反射面
110c 出射領域
111 溝
120 被覆部材
121 光散乱体
130 架橋液晶高分子成形体
140 支持体
180 第1の光源
181 第2の光源
190 第1の活性光線
191 第2の活性光線
100 to 108 Light Drive Actuator (First to Ninth Embodiments)
DESCRIPTION OF
Claims (9)
該出射領域は、上記架橋液晶高分子成形体に対向していることを特徴とする請求項1に記載の光駆動アクチュエータ。 The light guide member includes an incident surface and a reflection surface, and the actinic ray incident from the incident surface is reflected on the reflection surface to be propagated in the light guide member and incident from the incident surface. Emitting at least part of the actinic ray from an emission region provided on the reflecting surface;
The light-driven actuator according to claim 1, wherein the emission region faces the crosslinked liquid crystal polymer molded body.
該出射領域は、上記架橋液晶高分子成形体に対向していることを特徴とする請求項1に記載の光駆動アクチュエータ。 The light guide member includes an incident surface and a reflection surface, and the actinic ray incident from the incident surface is reflected on the reflection surface so as to propagate through the light guide member and sandwich the reflection surface. The light is emitted from an emission region provided on the opposite side of the incident surface,
The light-driven actuator according to claim 1, wherein the emission region faces the crosslinked liquid crystal polymer molded body.
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