JPH07170774A - 光駆動モータ用回転子 - Google Patents
光駆動モータ用回転子Info
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- JPH07170774A JPH07170774A JP5315486A JP31548693A JPH07170774A JP H07170774 A JPH07170774 A JP H07170774A JP 5315486 A JP5315486 A JP 5315486A JP 31548693 A JP31548693 A JP 31548693A JP H07170774 A JPH07170774 A JP H07170774A
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- drive motor
- reflecting
- optical drive
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】回転方向および回転力の制御が行ない易い光駆
動モータ用回転子を提供する。 【構成】回転駆動エネルギーとなる光の照射を受ける反
射板2と、反射板2を上面に支持する反射板支持部材1
と、反射板支持部材1と接続される回転軸3と、回転軸
3を回転可能に支持する基板4とを有する回転子5にお
いて、この回転子5に照射する光の集光位置と回転子5
との相対位置を変化させることで、回転方向および回転
力を制御する。
動モータ用回転子を提供する。 【構成】回転駆動エネルギーとなる光の照射を受ける反
射板2と、反射板2を上面に支持する反射板支持部材1
と、反射板支持部材1と接続される回転軸3と、回転軸
3を回転可能に支持する基板4とを有する回転子5にお
いて、この回転子5に照射する光の集光位置と回転子5
との相対位置を変化させることで、回転方向および回転
力を制御する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光駆動モータに係り、
特に、光駆動モータの回転子に関する。
特に、光駆動モータの回転子に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、マイクロメカニズムにおけるエネ
ルギーの伝達方法が注目されている。中でも、光の運動
量の変化を用いた光駆動モータは、エネルギー伝達のた
めの配線が不要であり、さらに、遠方からエネルギーを
伝達できる等の理由により、最も注目を集めており、例
えば、「形状異方性を有するマイクロ回転体の光圧回転
駆動(日暮、浮田、田中、大口、第40回応用物理学関
係連合講演会講演予稿集、29p−ZA−2、859
(1993))」に記載されるものがある。以下に、従
来技術の概略説明を行う。
ルギーの伝達方法が注目されている。中でも、光の運動
量の変化を用いた光駆動モータは、エネルギー伝達のた
めの配線が不要であり、さらに、遠方からエネルギーを
伝達できる等の理由により、最も注目を集めており、例
えば、「形状異方性を有するマイクロ回転体の光圧回転
駆動(日暮、浮田、田中、大口、第40回応用物理学関
係連合講演会講演予稿集、29p−ZA−2、859
(1993))」に記載されるものがある。以下に、従
来技術の概略説明を行う。
【0003】従来の回転子およびそれを用いた光駆動モ
ータには、図5のような構成のものが知られている。
ータには、図5のような構成のものが知られている。
【0004】この回転子を用いた光駆動モータの従来例
では、回転子11は水などの媒質に、回転子11の回転
軸と光軸100とが一致するように配置される。回転子
11は、例えば、ポリスチレン製の回転子が用いられ
る。この回転子11に、光110が照射されると、回転
子11と媒質との境界面で、当該光が屈折または反射す
る。
では、回転子11は水などの媒質に、回転子11の回転
軸と光軸100とが一致するように配置される。回転子
11は、例えば、ポリスチレン製の回転子が用いられ
る。この回転子11に、光110が照射されると、回転
子11と媒質との境界面で、当該光が屈折または反射す
る。
【0005】光子は、運動量を持っているので、これら
の屈折または反射により、回転子11は反跳運動量、す
なわち、光圧を受ける。この光圧は、境界面の法線方向
に働く。すなわち、図5に示される従来例で、回転子1
1の各面では、図6に示されるような力120(図中の
直線矢印)を受ける。これらの力120を合成すると、
回転子11において、図中に示される曲線矢印130が
示す方向に回転駆動力を生じる。すなわち、この従来技
術の光駆動モータの回転子11は、光の照射を受け、時
計まわりの方向に回転する。
の屈折または反射により、回転子11は反跳運動量、す
なわち、光圧を受ける。この光圧は、境界面の法線方向
に働く。すなわち、図5に示される従来例で、回転子1
1の各面では、図6に示されるような力120(図中の
直線矢印)を受ける。これらの力120を合成すると、
回転子11において、図中に示される曲線矢印130が
示す方向に回転駆動力を生じる。すなわち、この従来技
術の光駆動モータの回転子11は、光の照射を受け、時
計まわりの方向に回転する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
構成の回転子を用いる光駆動モータにおいては、回転子
の回転方向は、一方向にだけ限定されており、さらに、
回転力も一定であった。このような回転方向および回転
力における制限のため、光駆動モータの用途が大幅に制
限されている。
構成の回転子を用いる光駆動モータにおいては、回転子
の回転方向は、一方向にだけ限定されており、さらに、
回転力も一定であった。このような回転方向および回転
力における制限のため、光駆動モータの用途が大幅に制
限されている。
【0007】本発明の目的は、回転方向および回転力が
可変な光駆動モータに用いることのできる回転子を提供
することにある。
可変な光駆動モータに用いることのできる回転子を提供
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的は、光が照射さ
れて回転駆動される光駆動モータ用回転子において、当
該光が照射される回転面を有する回転体と、当該回転面
上に設けられた、当該光を反射する、互いに逆向きで平
行な一対の反射面を備えた、1以上の反射部材と、回転
体を回転可能に保持する保持部とを有し、反射部材は、
その一対の反射面が、回転体の回転面に対して、実質的
に垂直となるように設置されることを特徴とする光駆動
モータ用回転子により達成することができる。
れて回転駆動される光駆動モータ用回転子において、当
該光が照射される回転面を有する回転体と、当該回転面
上に設けられた、当該光を反射する、互いに逆向きで平
行な一対の反射面を備えた、1以上の反射部材と、回転
体を回転可能に保持する保持部とを有し、反射部材は、
その一対の反射面が、回転体の回転面に対して、実質的
に垂直となるように設置されることを特徴とする光駆動
モータ用回転子により達成することができる。
【0009】上記目的は、また、光が照射されて回転駆
動される光駆動モータ用回転子において、当該光が照射
される回転面を有する回転体と、当該回転面上に設けら
れた、当該光を反射する、互いに逆向きで平行な一対の
反射面を備えた、複数個の反射部材とを有し、複数個の
反射部材は、当該回転面の回転軸を実質的な対称軸とし
て、等回転角度で、互いに他と回転対称に配置されるこ
と、を特徴とする光駆動モータ用回転子により達成する
ことができる。
動される光駆動モータ用回転子において、当該光が照射
される回転面を有する回転体と、当該回転面上に設けら
れた、当該光を反射する、互いに逆向きで平行な一対の
反射面を備えた、複数個の反射部材とを有し、複数個の
反射部材は、当該回転面の回転軸を実質的な対称軸とし
て、等回転角度で、互いに他と回転対称に配置されるこ
と、を特徴とする光駆動モータ用回転子により達成する
ことができる。
【0010】
【作用】本発明を適用した回転子において、反射部材
は、その反射面で、回転子駆動用の光を受け、その光を
反射する。その際に生じる光圧による反跳運動量は、反
射部材に作用する。
は、その反射面で、回転子駆動用の光を受け、その光を
反射する。その際に生じる光圧による反跳運動量は、反
射部材に作用する。
【0011】ここで、上記第1の手段では、この反射部
材を回転面に設けている回転体は、保持部を有してい
る。このため、反射部材に働く当該運動量のうち、回転
方向を向く力だけが、回転体に作用し、その結果、回転
体が回転する。
材を回転面に設けている回転体は、保持部を有してい
る。このため、反射部材に働く当該運動量のうち、回転
方向を向く力だけが、回転体に作用し、その結果、回転
体が回転する。
【0012】上記第2の手段では、回転体は、それを回
転可能に保持する保持部を有していないが、回転体の回
転軸を対称軸とした、等回転角度にある対称位置に、反
射部材を備えている。このため、これらの反射部材で
は、回転子駆動用の光を受けそれを反射することで、当
該光の光圧により、同じ大きさで逆方向の力が作用す
る。これら2つの力のうち、回転方向以外の力の成分
は、ちょうど打ち消しあうため、回転力だけが作用す
る。その結果、回転体を保持する手段を設けなくても、
回転体は、その設置位置において回転する。
転可能に保持する保持部を有していないが、回転体の回
転軸を対称軸とした、等回転角度にある対称位置に、反
射部材を備えている。このため、これらの反射部材で
は、回転子駆動用の光を受けそれを反射することで、当
該光の光圧により、同じ大きさで逆方向の力が作用す
る。これら2つの力のうち、回転方向以外の力の成分
は、ちょうど打ち消しあうため、回転力だけが作用す
る。その結果、回転体を保持する手段を設けなくても、
回転体は、その設置位置において回転する。
【0013】上記いずれの手段においても、回転子の回
転力は、反射部材の反射面に入射する光の強度に依存す
る。したがって、例えば、回転駆動用の光における集光
位置と回転子との光軸上における間隔距離を変えること
で、反射部材に入射する光の強度を制御することがで
き、その結果として、回転子の回転力を制御することが
できる。
転力は、反射部材の反射面に入射する光の強度に依存す
る。したがって、例えば、回転駆動用の光における集光
位置と回転子との光軸上における間隔距離を変えること
で、反射部材に入射する光の強度を制御することがで
き、その結果として、回転子の回転力を制御することが
できる。
【0014】また、回転子の回転方向は、反射部材の2
つの反射面に入射する光の強度の差に依存する。すなわ
ち、反射部材は、2つの平行な反射面を有し、そのう
ち、一方は回転体の回転中心を向き、他方は回転体の円
周方向を向いており、2つの反射面に入射する光強度の
比によって、回転方向が変化する。したがって、例え
ば、光における集光位置と回転子との光軸上における相
対位置を変えることで、反射部材に入射する光の方向を
変えることができ、その結果として、回転子の回転方向
を制御することができる。
つの反射面に入射する光の強度の差に依存する。すなわ
ち、反射部材は、2つの平行な反射面を有し、そのう
ち、一方は回転体の回転中心を向き、他方は回転体の円
周方向を向いており、2つの反射面に入射する光強度の
比によって、回転方向が変化する。したがって、例え
ば、光における集光位置と回転子との光軸上における相
対位置を変えることで、反射部材に入射する光の方向を
変えることができ、その結果として、回転子の回転方向
を制御することができる。
【0015】本発明によれば、反射部材に入射する光の
強度、および、2つの反射面における光の強度の比を変
化させることで、回転子の回転力と回転方向とを制御す
ることができる。
強度、および、2つの反射面における光の強度の比を変
化させることで、回転子の回転力と回転方向とを制御す
ることができる。
【0016】
【実施例】本発明を適用した光駆動モータ用の回転子の
一実施例を、図面を用いて具体的に説明する。
一実施例を、図面を用いて具体的に説明する。
【0017】本発明による光駆動モータ用回転子5は、
図1に示すように、回転駆動エネルギーとなる光の照射
を受ける反射板2と、反射板2を上面に支持する反射板
支持部材1と、反射板支持部材1と接続される回転軸3
とを有する。なお、4は、回転軸3を回転可能に支持す
る基板である。ここで、図1(a)は、回転子5の側面
図であり、同図(b)は、回転子5を上方から見た上面
図である。
図1に示すように、回転駆動エネルギーとなる光の照射
を受ける反射板2と、反射板2を上面に支持する反射板
支持部材1と、反射板支持部材1と接続される回転軸3
とを有する。なお、4は、回転軸3を回転可能に支持す
る基板である。ここで、図1(a)は、回転子5の側面
図であり、同図(b)は、回転子5を上方から見た上面
図である。
【0018】本実施例において、回転子5は、基板4上
に回転可能に支持される。また、回転子5の回転軸3に
は、歯車などの、他のマイクロメカニズム要素へ力を伝
達する伝達機構を接続するものである。
に回転可能に支持される。また、回転子5の回転軸3に
は、歯車などの、他のマイクロメカニズム要素へ力を伝
達する伝達機構を接続するものである。
【0019】反射板支持部材1は、直径10〜20μm
程度の円板状であり、ポリスチレン等の透明な部材で構
成される。ここで、本発明において、反射板支持部材1
の構成部材は、回転子5の駆動に用いられる波長の光に
対して透明であり、かつ、当該光の吸収が少ない部材で
あれば、どのような材質でも良く、例えばガラスなどで
もを用いることができる。ただし、使用する部材のため
回転子の重量が大きくなると、効率が悪くなる。また、
回転子において、吸収が大きいと、回転子の温度が上昇
し、マイクロメカニズム全体に影響を与えることがあ
る。したがって、かなりの透過性を有するもので、か
つ、吸収がないものを用いるのが理想的である。
程度の円板状であり、ポリスチレン等の透明な部材で構
成される。ここで、本発明において、反射板支持部材1
の構成部材は、回転子5の駆動に用いられる波長の光に
対して透明であり、かつ、当該光の吸収が少ない部材で
あれば、どのような材質でも良く、例えばガラスなどで
もを用いることができる。ただし、使用する部材のため
回転子の重量が大きくなると、効率が悪くなる。また、
回転子において、吸収が大きいと、回転子の温度が上昇
し、マイクロメカニズム全体に影響を与えることがあ
る。したがって、かなりの透過性を有するもので、か
つ、吸収がないものを用いるのが理想的である。
【0020】反射板2は、その反射面が反射板支持部材
1表面と、実質的に垂直となるように基部で当該支持部
材1表面に固定された、幅5μm程度の板状のものであ
る。
1表面と、実質的に垂直となるように基部で当該支持部
材1表面に固定された、幅5μm程度の板状のものであ
る。
【0021】また、反射板2の反射面(両面)で、回転
子5を駆動する光を効率的に反射するように、複数の誘
電体薄膜を積層した多層膜積層体等を用いる。ここで、
反射板2の部材には、駆動光を反射すると共に、当該光
の吸収が少ないものを選ぶ。これは、上記反射板支持部
材1と同様に、光の吸収による熱上昇を防ぐためであ
る。
子5を駆動する光を効率的に反射するように、複数の誘
電体薄膜を積層した多層膜積層体等を用いる。ここで、
反射板2の部材には、駆動光を反射すると共に、当該光
の吸収が少ないものを選ぶ。これは、上記反射板支持部
材1と同様に、光の吸収による熱上昇を防ぐためであ
る。
【0022】反射板2の配置位置および方向は、反射面
における光110の反射で生じる光圧により、回転力を
生じることが可能な方向とし、例えば、図7に示すよう
に、反射板2の反射面での法線方向ベクトル200と、
回転子5の回転面における光110の放射方向ベクトル
111の逆ベクトルとの成す角度210が、45°程度
とする。ここで、本発明において、反射板2における反
射により、回転力を生じることができれば、反射板2の
反射面の向く方向は、上記角度に限定されるものではな
い。言い替えれば、反射板2が回転力を全く生じない方
向、つまり、図7における角度210が、0°、90
°、180°、および、270°以外であれば良い。
における光110の反射で生じる光圧により、回転力を
生じることが可能な方向とし、例えば、図7に示すよう
に、反射板2の反射面での法線方向ベクトル200と、
回転子5の回転面における光110の放射方向ベクトル
111の逆ベクトルとの成す角度210が、45°程度
とする。ここで、本発明において、反射板2における反
射により、回転力を生じることができれば、反射板2の
反射面の向く方向は、上記角度に限定されるものではな
い。言い替えれば、反射板2が回転力を全く生じない方
向、つまり、図7における角度210が、0°、90
°、180°、および、270°以外であれば良い。
【0023】本実施例の回転子5を用いた光駆動モータ
は、例えば、図2に示すように、回転子5と、回転駆動
エネルギーである光110を光軸100に沿って照射す
る光源6とを有する。ここで、回転子5の回転軸は、光
軸100と、実質的に同軸上に配置するものであり、理
想的には同軸上に配置するものとする。
は、例えば、図2に示すように、回転子5と、回転駆動
エネルギーである光110を光軸100に沿って照射す
る光源6とを有する。ここで、回転子5の回転軸は、光
軸100と、実質的に同軸上に配置するものであり、理
想的には同軸上に配置するものとする。
【0024】本実施例の光駆動モータは、さらに、光源
6と回転子5との間の光軸100上に設けられる、照射
された光110を平行化するコリメートレンズ7と、平
行化された光110を予め定めた集光位置に集光する集
光用レンズ8と、光110の焦点位置120と回転子5
の位置との相対位置を変化させるために、集光レンズ8
を光軸100方向に移動させる駆動装置9を有する。こ
こで、駆動装置9の可動部9aは、集光レンズ8の一部
に接続され当該レンズ8の光軸100上の位置を変える
ことで、焦点位置120を変化させる。
6と回転子5との間の光軸100上に設けられる、照射
された光110を平行化するコリメートレンズ7と、平
行化された光110を予め定めた集光位置に集光する集
光用レンズ8と、光110の焦点位置120と回転子5
の位置との相対位置を変化させるために、集光レンズ8
を光軸100方向に移動させる駆動装置9を有する。こ
こで、駆動装置9の可動部9aは、集光レンズ8の一部
に接続され当該レンズ8の光軸100上の位置を変える
ことで、焦点位置120を変化させる。
【0025】光源6には、レーザ等を用いる。また、光
強度としては、数mW以上、数W程度で、波長は300
nm程度から2000nm程度のものを使用することが
できる。具体的には、例えば、波長が1064nm、出
力200mWのYAGレーザを用いる。ここで、光源6
の集類は、本発明において、レーザに限定されるもので
はなく、回転子5の反射板2が反射しやすく、回転子5
のその他の構成部材が吸収しにくい波長の光を発生でき
るものであれば良い。
強度としては、数mW以上、数W程度で、波長は300
nm程度から2000nm程度のものを使用することが
できる。具体的には、例えば、波長が1064nm、出
力200mWのYAGレーザを用いる。ここで、光源6
の集類は、本発明において、レーザに限定されるもので
はなく、回転子5の反射板2が反射しやすく、回転子5
のその他の構成部材が吸収しにくい波長の光を発生でき
るものであれば良い。
【0026】集光レンズ8およびコリメートレンズ7に
は、通常の光学レンズ、例えば、BSC7を用いる。こ
こで、光源6から照射される光110が充分に絞られて
いれば、コリメートレンズ7を使用する必要はなく、ミ
ラー等で代用することができる。
は、通常の光学レンズ、例えば、BSC7を用いる。こ
こで、光源6から照射される光110が充分に絞られて
いれば、コリメートレンズ7を使用する必要はなく、ミ
ラー等で代用することができる。
【0027】駆動装置9およびその可動部9aから構成
される焦点位置変化手段は、集光レンズ8の光軸100
上の位置を変化させることができれば、その形状、機構
には限定されない。例えば、可動部9aを1軸方向に移
動させることができるアクチュエータ、光学顕微鏡にお
ける焦点位置合わせ用の機構、または、顕微鏡における
照明系等に用いられる焦点位置合わせ用の機構を使用す
ることができる。
される焦点位置変化手段は、集光レンズ8の光軸100
上の位置を変化させることができれば、その形状、機構
には限定されない。例えば、可動部9aを1軸方向に移
動させることができるアクチュエータ、光学顕微鏡にお
ける焦点位置合わせ用の機構、または、顕微鏡における
照明系等に用いられる焦点位置合わせ用の機構を使用す
ることができる。
【0028】本実施例においては、本実施例による回転
子5を用いた光駆動モータとして、図2の構成のモータ
を述べたが、本発明の回転子を用いるモータとしては、
この構成に限定されるものではない。本発明において
は、集光位置120と回転子5との相対位置を変化させ
ることができるものであれば、その形状または機構を問
わない。
子5を用いた光駆動モータとして、図2の構成のモータ
を述べたが、本発明の回転子を用いるモータとしては、
この構成に限定されるものではない。本発明において
は、集光位置120と回転子5との相対位置を変化させ
ることができるものであれば、その形状または機構を問
わない。
【0029】次に、本実施例の作用を説明する。
【0030】光源6から出た光110は、コリメートレ
ンズ7により平行光となり、この平行光は、集光用レン
ズ8に入射し、集光位置120に集光させられる。この
集光用レンズ8は、光軸100方向に移動できる駆動装
置9の可動部9aに取り付けられており、集光位置12
0を光軸100上の方向に動かす事ができる。したがっ
て、駆動装置9の動作を制御することで、集光位置12
0と回転子5との相対的位置を変える事ができる。
ンズ7により平行光となり、この平行光は、集光用レン
ズ8に入射し、集光位置120に集光させられる。この
集光用レンズ8は、光軸100方向に移動できる駆動装
置9の可動部9aに取り付けられており、集光位置12
0を光軸100上の方向に動かす事ができる。したがっ
て、駆動装置9の動作を制御することで、集光位置12
0と回転子5との相対的位置を変える事ができる。
【0031】本実施例における回転子5の作用を、図3
を用いて説明する。図3は、本実施例に於ける回転子5
の回転方向と焦点位置120との関係を説明する模式図
である。ここで、図3において、図3(a1)、(b
1)、(c1)および(d1)は、本実施例の回転子5
と焦点位置120との位置関係を側面から見た図であ
り、図3(a1)、(b1)、(c1)および(d1)
は、回転子5の回転面に垂直な方向(光軸100方向)
において、光源6から、回転子5を見た図である。
を用いて説明する。図3は、本実施例に於ける回転子5
の回転方向と焦点位置120との関係を説明する模式図
である。ここで、図3において、図3(a1)、(b
1)、(c1)および(d1)は、本実施例の回転子5
と焦点位置120との位置関係を側面から見た図であ
り、図3(a1)、(b1)、(c1)および(d1)
は、回転子5の回転面に垂直な方向(光軸100方向)
において、光源6から、回転子5を見た図である。
【0032】本実施例において、回転子5の上方に焦点
位置120があり、かつ、焦点位置から回転子5の反射
板支持部材1表面までの距離が大きい場合(図3
(a)、(a1)参照)を説明する。この場合、集光位
置120に集光された光110は、その下方で発散しな
がら、回転子5の反射板2に点101側(同図(a)図
参照)から達する。ここで、点101は、集光位置12
0を回転面上に投影した点である。
位置120があり、かつ、焦点位置から回転子5の反射
板支持部材1表面までの距離が大きい場合(図3
(a)、(a1)参照)を説明する。この場合、集光位
置120に集光された光110は、その下方で発散しな
がら、回転子5の反射板2に点101側(同図(a)図
参照)から達する。ここで、点101は、集光位置12
0を回転面上に投影した点である。
【0033】このようにして、反射板2に達した光11
0は、反射板2で、時計回り方向へ反射される(反射光
130)。
0は、反射板2で、時計回り方向へ反射される(反射光
130)。
【0034】したがって、回転子5は、入射される光1
10と反射光130との運動量の差による反跳運動量を
受け、反時計まわりに回転する。ただし、この場合は、
焦点位置120と反射板支持部材1表面との距離が大き
く、反射板2に入射する光圧における、回転子5の回転
面内成分が小さい。そのため、生じる回転力は、小さく
なる。
10と反射光130との運動量の差による反跳運動量を
受け、反時計まわりに回転する。ただし、この場合は、
焦点位置120と反射板支持部材1表面との距離が大き
く、反射板2に入射する光圧における、回転子5の回転
面内成分が小さい。そのため、生じる回転力は、小さく
なる。
【0035】本実施例において、回転子5の上方に焦点
位置120があり、かつ、集光位置120から反射板支
持部材1表面までの距離が小さい場合(図3(b)、
(b1)参照)、図3(a)の場合と同様に、回転子5
は、反時計回り方向に回転する。ただし、ここでは、反
射板2に入射する光110の光圧における、回転子5の
回転面内成分が大きくなるため、生じる回転力は大きく
なる。
位置120があり、かつ、集光位置120から反射板支
持部材1表面までの距離が小さい場合(図3(b)、
(b1)参照)、図3(a)の場合と同様に、回転子5
は、反時計回り方向に回転する。ただし、ここでは、反
射板2に入射する光110の光圧における、回転子5の
回転面内成分が大きくなるため、生じる回転力は大きく
なる。
【0036】本実施例において、図3(c)、(c1)
のように、回転子5の下方に焦点位置120があり、焦
点位置120と回転子5の反射板支持部材1表面との距
離が大きい場合、光110は、外側から反射板に入射す
る(図3(c)参照)。この光110は、反射板2で反
時計まわりの方向に反射され、時計回り方向の回転力を
生じる。従って、図3(c)、(c1)の場合、回転子
5は、時計まわりに回転する。ただし、この場合は、焦
点位置120と反射板支持部材1表面との距離が大き
く、反射板2に入射する光圧における、回転子5の回転
面内成分が小さいため、生じる回転力は、小さくなる。
のように、回転子5の下方に焦点位置120があり、焦
点位置120と回転子5の反射板支持部材1表面との距
離が大きい場合、光110は、外側から反射板に入射す
る(図3(c)参照)。この光110は、反射板2で反
時計まわりの方向に反射され、時計回り方向の回転力を
生じる。従って、図3(c)、(c1)の場合、回転子
5は、時計まわりに回転する。ただし、この場合は、焦
点位置120と反射板支持部材1表面との距離が大き
く、反射板2に入射する光圧における、回転子5の回転
面内成分が小さいため、生じる回転力は、小さくなる。
【0037】本実施例において、図3(d)、(d1)
のように、回転子5の下方に焦点位置120があり、そ
の焦点位置120と反射板支持部材1表面との距離が小
さい場合、図3(c)の場合と同様に、反射板2におけ
る反時計回り方向への反射により、回転子5では、時計
回り方向の回転力を生じる。ただし、この場合は、反射
板2に入射する光圧における、回転子5の回転面内成分
が大きくなるため、回転子5の回転力は大きくなる。
のように、回転子5の下方に焦点位置120があり、そ
の焦点位置120と反射板支持部材1表面との距離が小
さい場合、図3(c)の場合と同様に、反射板2におけ
る反時計回り方向への反射により、回転子5では、時計
回り方向の回転力を生じる。ただし、この場合は、反射
板2に入射する光圧における、回転子5の回転面内成分
が大きくなるため、回転子5の回転力は大きくなる。
【0038】また、通常、レンズにより集光される光に
おいて、光軸からの垂直距離が同じであれば、集光位置
(焦点)を中心とした光軸方向で対称である2つ位置で
は、光強度が等しい。
おいて、光軸からの垂直距離が同じであれば、集光位置
(焦点)を中心とした光軸方向で対称である2つ位置で
は、光強度が等しい。
【0039】したがって、本実施例において、焦点位置
120と反射板支持部材1表面(または光軸100上の
反射板2位置)との距離が同じで、その方向が逆である
2つの場合、例えば、図3(a)、(a1)と、図3
(c)、(c1)との場合では、反射板2に到達する光
110の強度は等しく、回転子5の回転面内成分は逆に
なる。これらの場合、回転子5の回転方向が反対となる
が、その回転力は等しくなる。
120と反射板支持部材1表面(または光軸100上の
反射板2位置)との距離が同じで、その方向が逆である
2つの場合、例えば、図3(a)、(a1)と、図3
(c)、(c1)との場合では、反射板2に到達する光
110の強度は等しく、回転子5の回転面内成分は逆に
なる。これらの場合、回転子5の回転方向が反対となる
が、その回転力は等しくなる。
【0040】本実施例によれば、回転力は、集光位置1
20と回転子5の反射板2との光軸上の距離の絶対値の
増加に伴い、減少するものであり、回転方向は、反射板
2に入射する光の方向に依存する。
20と回転子5の反射板2との光軸上の距離の絶対値の
増加に伴い、減少するものであり、回転方向は、反射板
2に入射する光の方向に依存する。
【0041】以上のように、本実施例による回転子によ
れば、回転方向および回転力の制御が可能であり、制御
可能な回転力の範囲が、回転方向に依らない光駆動モー
タを実現することができる。また、回転子の回転力は、
集光位置にほぼ比例するため、回転力の制御が行ない易
い。
れば、回転方向および回転力の制御が可能であり、制御
可能な回転力の範囲が、回転方向に依らない光駆動モー
タを実現することができる。また、回転子の回転力は、
集光位置にほぼ比例するため、回転力の制御が行ない易
い。
【0042】次に、本発明を適用した回転子の第2の実
施例を、図4を用いて説明する。本実施例に於いては、
回転子5において、反射板2を4枚、回転対称位置に設
けるものである。
施例を、図4を用いて説明する。本実施例に於いては、
回転子5において、反射板2を4枚、回転対称位置に設
けるものである。
【0043】本実施例の回転子5は、図4(a)に示す
ように、回転駆動エネルギーとなる光の照射を受ける、
回転対称位置に設けられた、同じ構成を有する4枚の反
射板2a、2b、2c、2dと、反射板2を上面に支持
する反射板支持部材1とを有する。ここで、図4(a
1)は、回転子5の側面図であり、同図(a)は、回転
子5を上方から見た上面図である。
ように、回転駆動エネルギーとなる光の照射を受ける、
回転対称位置に設けられた、同じ構成を有する4枚の反
射板2a、2b、2c、2dと、反射板2を上面に支持
する反射板支持部材1とを有する。ここで、図4(a
1)は、回転子5の側面図であり、同図(a)は、回転
子5を上方から見た上面図である。
【0044】各反射板2a、2b、2c、2dは、それ
ぞれ、上記実施例における反射板2と同じ構成、向きを
有するものであり、さらに、反射板支持部材1は、上記
実施例と同じ構成を有する。
ぞれ、上記実施例における反射板2と同じ構成、向きを
有するものであり、さらに、反射板支持部材1は、上記
実施例と同じ構成を有する。
【0045】本実施例の回転子を用いた光駆動モータと
しては、上記実施例と同様に、図2に示すようなモータ
を用いることができ、その作用も上記実施例と同じであ
る。
しては、上記実施例と同様に、図2に示すようなモータ
を用いることができ、その作用も上記実施例と同じであ
る。
【0046】本実施例における回転子5の作用を、図4
を用いて説明する。図4は、図3と同様に、本実施例に
於ける回転子5の回転方向と焦点位置120との関係を
説明する模式図である。
を用いて説明する。図4は、図3と同様に、本実施例に
於ける回転子5の回転方向と焦点位置120との関係を
説明する模式図である。
【0047】最初、本実施例において、回転子5の上方
に焦点位置120があり、かつ、焦点位置から回転子5
の反射板支持部材1表面までの距離が大きい場合(図4
(a)、(a1)参照)を説明する。この場合、集光位
置120に集光された光110は、その下方で発散しな
がら、回転子5の反射板2a、2b、2cおよび2d
に、光軸100側から達する。このようにして、各反射
板に達した光110は、当該反射板で、時計回り方向へ
反射される(反射光130)。
に焦点位置120があり、かつ、焦点位置から回転子5
の反射板支持部材1表面までの距離が大きい場合(図4
(a)、(a1)参照)を説明する。この場合、集光位
置120に集光された光110は、その下方で発散しな
がら、回転子5の反射板2a、2b、2cおよび2d
に、光軸100側から達する。このようにして、各反射
板に達した光110は、当該反射板で、時計回り方向へ
反射される(反射光130)。
【0048】したがって、回転子5は、入射される光1
10と反射光130との運動量の差による反跳運動量を
受け、反時計まわりに回転する。この時、4枚の反射板
は、互いに、回転対称の位置にあるため、回転力に寄与
しない、横方向の力が相殺される。例えば、反射板2a
および2bでは、それぞれの反射面に働く、回転子5を
横方向に移動させる光圧が、同じ大きさで逆方向であ
る。すなわち、これらの力は互いに相殺するため、上記
実施例のように、回転子5に回転軸を設ける必要がな
い。
10と反射光130との運動量の差による反跳運動量を
受け、反時計まわりに回転する。この時、4枚の反射板
は、互いに、回転対称の位置にあるため、回転力に寄与
しない、横方向の力が相殺される。例えば、反射板2a
および2bでは、それぞれの反射面に働く、回転子5を
横方向に移動させる光圧が、同じ大きさで逆方向であ
る。すなわち、これらの力は互いに相殺するため、上記
実施例のように、回転子5に回転軸を設ける必要がな
い。
【0049】さらに、4枚の反射板における回転力は、
同じ方向を向いているため、上記実施例に比べて回転効
率が良い。ただし、この場合は、焦点位置120と反射
板支持部材1表面との距離が大きく、各反射板に入射す
る光圧における、回転子5の回転面内成分が小さい。そ
のため、生じる回転力は、小さくなる。
同じ方向を向いているため、上記実施例に比べて回転効
率が良い。ただし、この場合は、焦点位置120と反射
板支持部材1表面との距離が大きく、各反射板に入射す
る光圧における、回転子5の回転面内成分が小さい。そ
のため、生じる回転力は、小さくなる。
【0050】本実施例において、回転子5の上方に焦点
位置120があり、かつ、集光位置120から反射板支
持部材1表面までの距離が小さい場合(図4(b)、
(b1)参照)、図4(a)の場合と同様に、回転子5
は、反時計回り方向に回転する。ただし、この場合は、
各反射板に入射する光110の光圧における、回転子5
の回転面内成分が大きくなるため、図4(a)の場合に
比べ、生じる回転力は大きくなる。
位置120があり、かつ、集光位置120から反射板支
持部材1表面までの距離が小さい場合(図4(b)、
(b1)参照)、図4(a)の場合と同様に、回転子5
は、反時計回り方向に回転する。ただし、この場合は、
各反射板に入射する光110の光圧における、回転子5
の回転面内成分が大きくなるため、図4(a)の場合に
比べ、生じる回転力は大きくなる。
【0051】本実施例において、図4(c)、(c1)
および図4(d)、(d1)のように、回転子5の下方
に焦点位置120がある場合、光110は、外側から各
反射板に入射する。この光110は、各反射板で反時計
まわりの方向に反射され、時計回り方向の回転力を生じ
る。従って、これらの場合、回転子5は、時計まわりに
回転する。
および図4(d)、(d1)のように、回転子5の下方
に焦点位置120がある場合、光110は、外側から各
反射板に入射する。この光110は、各反射板で反時計
まわりの方向に反射され、時計回り方向の回転力を生じ
る。従って、これらの場合、回転子5は、時計まわりに
回転する。
【0052】ここで、図4(c)の場合は、焦点位置1
20と反射板支持部材1表面との距離が大きく、反射板
2に入射する光圧における、回転子5の回転面内成分が
小さいため、生じる回転力は、小さくなる。一方、図4
(d)の場合は、焦点位置120と反射板支持部材1表
面との距離が小さいため、各反射板に入射する光圧にお
ける、回転子5の回転面内成分が大きくなるため、回転
子5の回転力は大きくなる。
20と反射板支持部材1表面との距離が大きく、反射板
2に入射する光圧における、回転子5の回転面内成分が
小さいため、生じる回転力は、小さくなる。一方、図4
(d)の場合は、焦点位置120と反射板支持部材1表
面との距離が小さいため、各反射板に入射する光圧にお
ける、回転子5の回転面内成分が大きくなるため、回転
子5の回転力は大きくなる。
【0053】本実施例によれば、駆動エネルギーとなる
光を反射する反射板を4枚、回転対称位置に設けている
ため、回転子5の回転効率が増加すると共に、回転子5
を横方向に動かす光圧を相殺する。したがって、回転子
5には、2組の偶力が働くだけで、上記実施例のように
回転軸(図1参照)を設ける必要は無い。
光を反射する反射板を4枚、回転対称位置に設けている
ため、回転子5の回転効率が増加すると共に、回転子5
を横方向に動かす光圧を相殺する。したがって、回転子
5には、2組の偶力が働くだけで、上記実施例のように
回転軸(図1参照)を設ける必要は無い。
【0054】本実施例においては、反射板を4個設けて
いるが、本発明においては、上記のような反射板を、反
射板支持部材の回転軸を実質的な対称軸として、等回転
角度で、互いに他と回転対称に配置されていれば、反射
板の個数は限定されない。例えば、3個の反射板を等回
転角度、すなわち、回転角度が120°の位置に、回転
対称に配置しても良い。
いるが、本発明においては、上記のような反射板を、反
射板支持部材の回転軸を実質的な対称軸として、等回転
角度で、互いに他と回転対称に配置されていれば、反射
板の個数は限定されない。例えば、3個の反射板を等回
転角度、すなわち、回転角度が120°の位置に、回転
対称に配置しても良い。
【0055】
【発明の効果】本発明によれば、回転方向および回転力
の制御が可能であり、制御可能な回転力の範囲が、回転
方向に依らない光駆動モータに用いることができる回転
子を提供することができる。
の制御が可能であり、制御可能な回転力の範囲が、回転
方向に依らない光駆動モータに用いることができる回転
子を提供することができる。
【図1】図1(a):本発明による回転子の一実施例の
構成を示す側面図。 図1(b):図1(a)の実施例を上方から見た上面
図。
構成を示す側面図。 図1(b):図1(a)の実施例を上方から見た上面
図。
【図2】本発明による回転子を用いた光駆動モータの構
成の一例を示す説明図。
成の一例を示す説明図。
【図3】図3(a):図1で示された回転子における、
集光位置と、回転子の回転方向及び回転力との関係を説
明する、回転子を上方から見た説明図。 図3(a1):図1で示された回転子における、集光位
置と、回転子の回転方向及び回転力との関係を説明す
る、回転子を側方から見た説明図。 図3(b):図3(a)において、集光位置を変えた場
合の説明図。 図3(b1):図3(a1)において、集光位置を変え
た場合の説明図。 図3(c):図3(a)において、集光位置を変えた場
合の説明図。 図3(c1):図3(a1)において、集光位置を変え
た場合の説明図。 図3(d):図3(a)において、集光位置を変えた場
合の説明図。 図3(d1):図3(a1)において、集光位置を変え
た場合の説明図。
集光位置と、回転子の回転方向及び回転力との関係を説
明する、回転子を上方から見た説明図。 図3(a1):図1で示された回転子における、集光位
置と、回転子の回転方向及び回転力との関係を説明す
る、回転子を側方から見た説明図。 図3(b):図3(a)において、集光位置を変えた場
合の説明図。 図3(b1):図3(a1)において、集光位置を変え
た場合の説明図。 図3(c):図3(a)において、集光位置を変えた場
合の説明図。 図3(c1):図3(a1)において、集光位置を変え
た場合の説明図。 図3(d):図3(a)において、集光位置を変えた場
合の説明図。 図3(d1):図3(a1)において、集光位置を変え
た場合の説明図。
【図4】図4(a):本発明による回転子の他の実施例
における、集光位置と、回転子の回転方向及び回転力と
の関係を説明する、回転子を上方から見た説明図。 図4(a1):本発明による回転子の他の実施例におけ
る、集光位置と、回転子の回転方向及び回転力との関係
を説明する、回転子を側方から見た説明図。 図4(b):図4(a)において、集光位置を変えた場
合の説明図。 図4(b1):図4(a1)において、集光位置を変え
た場合の説明図。 図4(c):図4(a)において、集光位置を変えた場
合の説明図。 図4(c1):図4(a1)において、集光位置を変え
た場合の説明図。 図4(d):図4(a)において、集光位置を変えた場
合の説明図。 図4(d1):図4(a1)において、集光位置を変え
た場合の説明図。
における、集光位置と、回転子の回転方向及び回転力と
の関係を説明する、回転子を上方から見た説明図。 図4(a1):本発明による回転子の他の実施例におけ
る、集光位置と、回転子の回転方向及び回転力との関係
を説明する、回転子を側方から見た説明図。 図4(b):図4(a)において、集光位置を変えた場
合の説明図。 図4(b1):図4(a1)において、集光位置を変え
た場合の説明図。 図4(c):図4(a)において、集光位置を変えた場
合の説明図。 図4(c1):図4(a1)において、集光位置を変え
た場合の説明図。 図4(d):図4(a)において、集光位置を変えた場
合の説明図。 図4(d1):図4(a1)において、集光位置を変え
た場合の説明図。
【図5】従来例の回転子を用いた光駆動モータの構成を
示す説明図。
示す説明図。
【図6】回転子の回転面における、各面に働く力を示す
説明図。
説明図。
【図7】本発明による回転子における反射板の反射面向
きを説明する説明図。
きを説明する説明図。
1 反射板支持部材 2 反射板 3 軸 4 基板 5 回転子 6 光源 7 コリメートレンズ 8 集光レンズ 9 集光レンズ駆動装置
Claims (5)
- 【請求項1】光が照射されて回転駆動される光駆動モー
タ用回転子において、 当該光が照射される回転面を有する回転体と、 当該回転面上に設けられた、当該光を反射する、互いに
逆向きで平行な一対の反射面を備えた、1以上の反射部
材と、 回転体を回転可能に保持する保持部とを有し、 反射部材は、その一対の反射面が、回転体の回転面に対
して、実質的に垂直となるように設置されることを特徴
とする光駆動モータ用回転子。 - 【請求項2】請求項1において、 前記反射部材は、その一対の反射面の法線の延長線と、
当該反射面の中心点を通る半径の延長線との成す角度
が、0°より大きく、90°より小さくなるように設置
されることを特徴とする光駆動モータ用回転子。 - 【請求項3】光が照射されて回転駆動される光駆動モー
タ用回転子において、 当該光が照射される回転面を有する回転体と、 当該回転面上に設けられた、当該光を反射する、互いに
逆向きで平行な一対の反射面を備えた、複数個の反射部
材とを有し、 複数個の反射部材は、当該回転面の回転軸を実質的な対
称軸として、等回転角度で、互いに他と回転対称に配置
されることを特徴とする光駆動モータ用回転子。 - 【請求項4】請求項3において、 前記複数個の反射部材は、いずれも、その一対の反射面
が、回転体の回転面に対して、実質的に垂直となるよう
に設置されることを特徴とする光駆動モータ用回転子。 - 【請求項5】請求項4において、 前記複数個の反射部材は、いずれも、その一対の反射面
の法線の延長線と、当該反射面の中心点を通る半径の延
長線との成す角度が、0°より大きく、90°より小さ
くなるように設置されることを特徴とする光駆動モータ
用回転子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5315486A JPH07170774A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 光駆動モータ用回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5315486A JPH07170774A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 光駆動モータ用回転子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07170774A true JPH07170774A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=18065952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5315486A Withdrawn JPH07170774A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 光駆動モータ用回転子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07170774A (ja) |
-
1993
- 1993-12-15 JP JP5315486A patent/JPH07170774A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |