JPH0882507A - Thermal displacement transducer controller - Google Patents

Thermal displacement transducer controller

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JPH0882507A
JPH0882507A JP21907994A JP21907994A JPH0882507A JP H0882507 A JPH0882507 A JP H0882507A JP 21907994 A JP21907994 A JP 21907994A JP 21907994 A JP21907994 A JP 21907994A JP H0882507 A JPH0882507 A JP H0882507A
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JP
Japan
Prior art keywords
light
conversion element
thermal displacement
shape memory
alloy film
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP21907994A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Aramaki
晋治 荒巻
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Publication of JPH0882507A publication Critical patent/JPH0882507A/en
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Abstract

PURPOSE: To obtain an apparatus which enables the minimizing of deterioration in a displacement sensor with easier miniaturization by method wherein light energy is supplied to a shape memory alloy film to cause a thermal displacement and the film is irradiated with illumination light to measure a displacement obtained. CONSTITUTION: A multi-joint manipulator is constituted of a shape memory alloy film 101 as actuator, a shape memory alloy film heating means 102 and a displacement detection means 103 of the actuator for each joint. The surface of the alloy film 101 is coated with a quantity of reflected light changing means 106 adapted to change in concentration gradually from the end thereof and the rear thereof with a blackbody paint 107. A drive data corresponding to a displacement value of the alloy film 101 is supplied to a voltage setting circuit 112 from outside. The circuit 112 applies a voltage given in the drive data to a semiconductor laser 111 of each joint. The changing means 106 applied on the alloy film 101 is irradiated with a laser light of the laser and the reflected light is converted to a current corresponding to the intensity of the reflected light with a photodiode 113 to be detected with a detection circuit 114.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、熱変位変換素子の駆動
に用いられる熱変位変換素子制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal displacement conversion element control device used for driving a thermal displacement conversion element.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば形状記憶合金のような熱変位変換
素子の位置制御には位置センサとしてポテンショメータ
や、歪みゲージなどを用いて変位を測定し、その値をフ
ィードバックして位置制御を行っていた。
2. Description of the Related Art For position control of a thermal displacement conversion element such as a shape memory alloy, a potentiometer or a strain gauge is used as a position sensor to measure the displacement, and the value is fed back for position control. .

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
熱変位変換素子制御装置は、例えばマニピュレータの各
関節のアクチュエータに熱変位変換素子を用い、変位の
フィードバック制御を各関節で行うようにした場合、ポ
テンショメータは構成が複雑なためマニピュレータの小
型化が難しく、歪みゲージなどの接触式のセンサは熱変
位変換素子の駆動の際の温度変化によって接着面が劣化
するという問題があった。
However, in the conventional thermal displacement conversion element control device, for example, when the thermal displacement conversion element is used for the actuator of each joint of the manipulator and the displacement feedback control is performed at each joint, Since the potentiometer has a complicated structure, it is difficult to miniaturize the manipulator, and the contact type sensor such as a strain gauge has a problem that the adhesive surface is deteriorated due to a temperature change when the thermal displacement conversion element is driven.

【0004】本発明の熱変位変換素子制御装置はこのよ
うな課題に着目してされたものであり、その目的とする
ところは、上記した従来の問題を克服して小型化が容易
で変位センサの劣化が少ない熱変位変換素子制御装置を
提供することにある。
The thermal displacement conversion element control device of the present invention has been focused on such a problem, and its purpose is to overcome the above-mentioned conventional problems and to easily downsize the displacement sensor. To provide a thermal displacement conversion element control device with less deterioration.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の熱変位変換素子制御装置は、熱変位変換
素子と、この熱変位変換素子を加熱して変位させるため
に熱変位変換素子に光エネルギを供給する光エネルギ供
給手段と、前記熱変位変換素子に変位測定用の照明光を
照射する光照射手段と、前記熱変位変換素子からの反射
光を受光するセンサと、前記熱変位変換素子の変位によ
って変化した前記センサの受光強度に応じて、前記光エ
ネルギ供給手段による熱変位変換素子への光エネルギの
供給量を調整する供給光エネルギ調整手段とを具備す
る。
In order to achieve the above object, a thermal displacement conversion element control device of the present invention comprises a thermal displacement conversion element and a thermal displacement conversion element for heating and displacing the thermal displacement conversion element. Light energy supplying means for supplying light energy to the conversion element, light irradiation means for irradiating the thermal displacement conversion element with illumination light for displacement measurement, a sensor for receiving reflected light from the thermal displacement conversion element, and And a supply light energy adjusting means for adjusting the amount of light energy supplied by the light energy supplying means to the thermal displacement conversion element according to the intensity of light received by the sensor which is changed by the displacement of the thermal displacement conversion element.

【0006】[0006]

【作用】すなわち、本発明の熱変位変換素子制御装置
は、熱変位変換素子を加熱して変位させるために光エネ
ルギ供給手段によって熱変位変換素子に光エネルギを供
給する。また、光照射手段によって前記熱変位変換素子
に変位測定用の照明光を照射するとともにセンサによっ
て前記熱変位変換素子からの反射光を受光する。そし
て、前記熱変位変換素子の変位によって変化した前記セ
ンサの受光強度に応じて、前記光エネルギ供給手段によ
る熱変位変換素子への光エネルギの供給量を供給光エネ
ルギ調整手段によって調整する。
That is, the thermal displacement conversion element control device of the present invention supplies the optical energy to the thermal displacement conversion element by the optical energy supply means in order to heat and displace the thermal displacement conversion element. Further, the light irradiation means irradiates the thermal displacement conversion element with illumination light for displacement measurement, and the sensor receives the reflected light from the thermal displacement conversion element. Then, according to the received light intensity of the sensor changed by the displacement of the thermal displacement conversion element, the supply amount of light energy to the thermal displacement conversion element by the optical energy supply means is adjusted by the supplied light energy adjusting means.

【0007】[0007]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1から図5に本発明の熱変位変換素子制
御装置の第1の実施例を示す。この実施例は多関節マニ
ピュレータ装置に関している。本多関節マニピュレータ
装置は各関節(図では第1及び第2関節部を示す)ごと
にアクチュエータとして形状記憶合金膜101と、図示
しないバイアスバネと、形状記憶合金膜加熱手段102
と、アクチュエータの変位検出手段103とから構成さ
れる。形状記憶合金膜101は、低温側から高温側に加
熱する過程において一定量だけ長さが短く収縮する記憶
処理が施され、図3に示すようにSMA固定具104で
圧着によって固定され、マニピュレータ構造体105
(図2(a))に固定される。また、表面に形状記憶合
金膜101に端から徐々に濃度が変化するように反射光
量変化手段106が塗布され、裏面に黒体塗料107が
塗布されている。反射光量変化手段106は図3に示す
ように、形状記憶合金膜101が加熱されて変位するに
したがって半導体レーザの反射光が弱まるように濃淡が
付けてある。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 to 5 show a first embodiment of the thermal displacement conversion element control device of the present invention. This embodiment relates to an articulated manipulator device. The present multi-joint manipulator device has a shape memory alloy film 101 as an actuator, a bias spring (not shown), and a shape memory alloy film heating means 102 for each joint (first and second joints are shown in the figure).
And actuator displacement detection means 103. The shape memory alloy film 101 is subjected to a memory treatment in which the length shrinks by a certain amount in the process of heating from the low temperature side to the high temperature side, and is fixed by crimping with an SMA fixing tool 104 as shown in FIG. Body 105
(Fig. 2 (a)). The shape memory alloy film 101 is coated with the reflected light amount changing means 106 on the front surface so that the concentration gradually changes from the end, and the black body coating material 107 is coated on the back surface. As shown in FIG. 3, the reflected light amount changing means 106 is provided with shading so that the reflected light of the semiconductor laser becomes weaker as the shape memory alloy film 101 is heated and displaced.

【0008】形状記憶合金膜加熱手段102は、マニピ
ュレータの根本にあるArレーザ光源108、そのレー
ザ光を各関節に伝達する関節数分の光ファイバ109、
光ファイバ109からのレーザ光をスイッチングして形
状記憶合金膜101に光を照射する光変調器110で構
成される。
The shape memory alloy film heating means 102 comprises an Ar laser light source 108 at the base of the manipulator, optical fibers 109 for the number of joints for transmitting the laser light to each joint,
The optical modulator 110 is configured to switch the laser light from the optical fiber 109 to irradiate the shape memory alloy film 101 with light.

【0009】光変調器110は検出回路114が出力で
きる電圧の範囲内で印加する電圧が高いほど形状記憶合
金膜101に加熱のために照射する光量が多くなるよう
に設定してある。この光変調器110はGaAs/Al
GaAs系の電界効果を利用した光変調器である。
The optical modulator 110 is set so that the higher the voltage applied within the range of the voltage that can be output by the detection circuit 114, the larger the amount of light applied to the shape memory alloy film 101 for heating. This optical modulator 110 is GaAs / Al
It is an optical modulator using the GaAs electric field effect.

【0010】アクチュエータの変位検出手段103は、
半導体レーザ111、半導体レーザ111に印加する電
圧設定回路112、反射光量変化手段106からの反射
光を検出するフォトダイオード113、フォトダイオー
ド113の出力を電圧に変換する検出回路114から構
成される。電圧設定回路112は、図4に示すように、
サンプルホールド回路42、42′と、フリップフロッ
プ41、41′と、スイッチング素子40、40′と、
半導体レーザ又は光変調器43、43′とから構成され
ている。また、検出回路114は入力電流が大きいほど
大きい電圧を出力するようになっている。図2(c)に
示すように、これら電圧設定回路112、半導体レーザ
111、フォトダイオード113の出力を電圧に変換す
る検出回路114、光変調器110はSi基板115上
に組み付けられている。
The displacement detecting means 103 of the actuator is
The semiconductor laser 111, a voltage setting circuit 112 applied to the semiconductor laser 111, a photodiode 113 for detecting the reflected light from the reflected light amount changing means 106, and a detection circuit 114 for converting the output of the photodiode 113 into a voltage. The voltage setting circuit 112, as shown in FIG.
Sample and hold circuits 42 and 42 ', flip-flops 41 and 41', switching elements 40 and 40 ',
It is composed of a semiconductor laser or optical modulators 43 and 43 '. Further, the detection circuit 114 outputs a larger voltage as the input current is larger. As shown in FIG. 2C, the voltage setting circuit 112, the semiconductor laser 111, the detection circuit 114 that converts the output of the photodiode 113 into a voltage, and the optical modulator 110 are assembled on a Si substrate 115.

【0011】次に、この実施例の作用を説明する。各関
節をある角度に曲げたい場合、その角度に応じた形状記
憶合金膜101の変位量に相当する駆動データを外部か
ら電圧設定回路112に図5に示すようなタイミングで
供給する。電圧設定回路112は駆動データで与えられ
た電圧を各関節の半導体レーザ111に印加する。その
レーザ光が形状記憶合金膜101に塗布された反射光量
変化手段106に照射され、その反射光がフォトダイオ
ード113により反射光強度に対応する電流に変換され
る。その電流を検出回路114により電圧に変換する。
その電圧を光変調器110に印加することにより加熱の
ために形状記憶合金膜101に照射されるレーザ光量が
決まる。レーザ光は黒体塗料107を塗布した面に照射
される。
Next, the operation of this embodiment will be described. When it is desired to bend each joint to a certain angle, drive data corresponding to the amount of displacement of the shape memory alloy film 101 corresponding to that angle is externally supplied to the voltage setting circuit 112 at the timing shown in FIG. The voltage setting circuit 112 applies the voltage given by the drive data to the semiconductor laser 111 of each joint. The laser light is applied to the reflected light amount changing means 106 coated on the shape memory alloy film 101, and the reflected light is converted into a current corresponding to the reflected light intensity by the photodiode 113. The current is converted into a voltage by the detection circuit 114.
By applying the voltage to the optical modulator 110, the amount of laser light applied to the shape memory alloy film 101 for heating is determined. The laser light is applied to the surface coated with the black body paint 107.

【0012】変位が大きすぎた場合は、形状記憶合金膜
101と半導体レーザ111との位置関係が変化すると
ともに形状記憶合金膜101が縮むため反射光の強度が
弱まり、フォトダイオード113の出力電流が低下し、
検出回路114の出力電圧すなわち光変調器110の入
力電圧が低下するため加熱のために形状記憶合金膜10
1に照射されるレーザ光が弱まり形状記憶合金膜101
の温度は下がり、変位は元へ戻る。
If the displacement is too large, the positional relationship between the shape memory alloy film 101 and the semiconductor laser 111 changes and the shape memory alloy film 101 contracts, so that the intensity of the reflected light is weakened and the output current of the photodiode 113 is reduced. Drop,
Since the output voltage of the detection circuit 114, that is, the input voltage of the optical modulator 110 decreases, the shape memory alloy film 10 is heated for heating.
1 is weakened by the laser light and the shape memory alloy film 101
The temperature of is lowered, and the displacement is restored.

【0013】従って、半導体レーザ光の反射光強度から
形状記憶合金膜101の変位はクローズドループを形成
し、半導体レーザ111に印加する駆動データと形状記
憶合金膜101の変位とは1対1の関係が成り立つ。
Therefore, the displacement of the shape memory alloy film 101 forms a closed loop from the reflected light intensity of the semiconductor laser light, and the drive data applied to the semiconductor laser 111 and the displacement of the shape memory alloy film 101 have a one-to-one relationship. Holds.

【0014】上記した第1実施例によれば以下の効果を
有する。 1.光変調器が小型化でき、マニピュレータが小型化で
きる。 2.各関節に送る光エネルギが一定のため比例制御で行
なえる。
The first embodiment described above has the following effects. 1. The optical modulator can be downsized, and the manipulator can be downsized. 2. Since the light energy sent to each joint is constant, proportional control is possible.

【0015】次に、本発明の熱変位変換素子制御装置の
第2の実施例を図6、図7を用いて説明する。本実施例
は多関節マニピュレータ装置に関している。本多関節マ
ニピュレータ装置は各関節(図では第1及び第2関節部
を示す)にアクチュエータとして形状記憶合金膜101
と、図示しないバイアスバネと、形状記憶合金膜加熱手
段202と、アクチュエータの変位検出手段103とか
ら構成される。
Next, a second embodiment of the thermal displacement conversion element control device of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. This embodiment relates to an articulated manipulator device. This multi-joint manipulator device has a shape memory alloy film 101 as an actuator for each joint (first and second joints are shown in the figure).
A bias spring (not shown), shape memory alloy film heating means 202, and actuator displacement detection means 103.

【0016】形状記憶合金膜101は、低温側から高温
側に加熱する過程において一定量だけ長さが短く収縮す
る記憶処理が施され、図3に示すようにSMA固定具1
04で圧着によって固定され、マニピュレータ構造体1
05(図7(a))に固定される。また、表面に形状記
憶合金膜101に端から徐々に濃度が変化するように反
射光量変化手段106が塗布され、裏面に黒体塗料10
7が塗布されている。反射光量変化手段106は図3に
示すように、形状記憶合金膜101が加熱されて変位す
るにしたがって半導体レーザの反射光が弱まるように濃
淡が付けてある。
The shape memory alloy film 101 is subjected to a memory treatment in which the length shrinks by a certain amount during the process of heating from the low temperature side to the high temperature side, and as shown in FIG.
Manipulator structure 1 fixed by crimping at 04
05 (Fig. 7 (a)). Further, the shape memory alloy film 101 is coated with the reflected light quantity changing means 106 on the surface so that the concentration gradually changes from the end, and the black body paint 10 is applied on the back surface.
7 is applied. As shown in FIG. 3, the reflected light amount changing means 106 is provided with shading so that the reflected light of the semiconductor laser becomes weaker as the shape memory alloy film 101 is heated and displaced.

【0017】形状記憶合金膜加熱手段202は、マニピ
ュレータの根本にあるArレーザ光源208、そのレー
ザ光を各関節に伝達する光ファイバ209、光ファイバ
209からのレーザ光を各関節で分岐させるY型分岐導
波路216、このY型分岐導波路216からのレーザ光
を調整して形状記憶合金膜101に光を照射する光変調
器110で構成される。
The shape memory alloy film heating means 202 is an Ar laser light source 208 at the base of the manipulator, an optical fiber 209 for transmitting the laser light to each joint, and a Y-type for branching the laser light from the optical fiber 209 at each joint. The branch waveguide 216 and the optical modulator 110 for adjusting the laser light from the Y-shaped branch waveguide 216 and irradiating the shape memory alloy film 101 with the light are configured.

【0018】光変調器110は検出回路114が出力で
きる電圧の範囲内で印加する電圧が高いほど形状記憶合
金膜101に加熱のために照射する光量が多くなるよう
に設定してある。この光変調器110はGaAs/Al
GaAs系の電界効果を利用した光変調器である。
The optical modulator 110 is set such that the higher the voltage applied within the range of the voltage that can be output by the detection circuit 114, the larger the amount of light applied to the shape memory alloy film 101 for heating. This optical modulator 110 is GaAs / Al
It is an optical modulator using the GaAs electric field effect.

【0019】アクチュエータの変位検出手段103は、
半導体レーザ111、この半導体レーザ111に印加す
る電圧設定回路112、反射光量変化手段106からの
反射光を検出するフォトダイオード113、このフォト
ダイオード113の出力を電圧に変換する検出回路11
4から構成される。
The displacement detecting means 103 of the actuator is
A semiconductor laser 111, a voltage setting circuit 112 applied to this semiconductor laser 111, a photodiode 113 for detecting the reflected light from the reflected light amount changing means 106, and a detection circuit 11 for converting the output of this photodiode 113 into a voltage.
It is composed of 4.

【0020】電圧設定回路112は、図4に示すよう
に、サンプルホールド回路42、42′と、フリップフ
ロップ41、41′と、スイッチング素子40、40′
と、半導体レーザ又は光変調器43、43′とから構成
されている。また、検出回路114は入力電流が大きい
ほど大きい電圧を出力するようになっている。図7
(c)に示すように、これら電圧設定回路112、半導
体レーザ111、フォトダイオード113の出力を電圧
に変換する検出回路114、Y型分岐導波路216、光
変調器110はSi基板215上に組み付けられてい
る。
As shown in FIG. 4, the voltage setting circuit 112 includes sample and hold circuits 42 and 42 ', flip-flops 41 and 41', and switching elements 40 and 40 '.
And a semiconductor laser or optical modulator 43, 43 '. Further, the detection circuit 114 outputs a larger voltage as the input current is larger. Figure 7
As shown in (c), the voltage setting circuit 112, the semiconductor laser 111, the detection circuit 114 that converts the output of the photodiode 113 into a voltage, the Y-type branch waveguide 216, and the optical modulator 110 are mounted on a Si substrate 215. Has been.

【0021】次に、この実施例の作用を説明する。各関
節をある角度に曲げたい場合、その角度に応じた形状記
憶合金膜101の変位量に相当する駆動データを外部か
ら電圧設定回路112に図5に示すようなタイミングで
供給する。電圧設定回路112は、駆動データで与えら
れた電圧を各関節の半導体レーザ111に印加する。そ
のレーザ光が形状記憶合金膜101に塗布された反射光
量変化手段106に照射され、その反射光がフォトダイ
オード113により反射光強度に対応する電流に変換さ
れる。その電流を検出回路114により電圧に変換す
る。その電圧を光変調器110に印加することにより、
Arレーザ光源208から光ファイバ209を通りY型
分岐導波路216で分岐した加熱のために形状記憶合金
膜101に照射されるレーザ光量が決まる。レーザ光は
黒体塗料107を塗布した面に照射される。
Next, the operation of this embodiment will be described. When it is desired to bend each joint to a certain angle, drive data corresponding to the amount of displacement of the shape memory alloy film 101 corresponding to that angle is externally supplied to the voltage setting circuit 112 at the timing shown in FIG. The voltage setting circuit 112 applies the voltage given by the drive data to the semiconductor laser 111 of each joint. The laser light is applied to the reflected light amount changing means 106 coated on the shape memory alloy film 101, and the reflected light is converted into a current corresponding to the reflected light intensity by the photodiode 113. The current is converted into a voltage by the detection circuit 114. By applying the voltage to the optical modulator 110,
The amount of laser light emitted from the Ar laser light source 208 to the shape memory alloy film 101 for heating branched by the Y-shaped branch waveguide 216 through the optical fiber 209 is determined. The laser light is applied to the surface coated with the black body paint 107.

【0022】変位が大きすぎた場合は、形状記憶合金膜
101と半導体レーザ111との位置関係が変化すると
ともに形状記憶合金膜101が縮むため反射光の強度が
弱まり、フォトダイオード113の出力電流が低下し、
検出回路114の出力電圧すなわち光変調器110の入
力電圧が低下するため加熱のために形状記憶合金膜10
1に照射されるレーザ光が弱まり形状記憶合金膜101
の温度は下がり、変位は元へ戻る。
If the displacement is too large, the positional relationship between the shape memory alloy film 101 and the semiconductor laser 111 changes and the shape memory alloy film 101 contracts, so that the intensity of the reflected light is weakened and the output current of the photodiode 113 is reduced. Drop,
Since the output voltage of the detection circuit 114, that is, the input voltage of the optical modulator 110 decreases, the shape memory alloy film 10 is heated for heating.
1 is weakened by the laser light and the shape memory alloy film 101
The temperature of is lowered, and the displacement is restored.

【0023】従って、半導体レーザ光の反射光強度から
形状記憶合金膜101の変位はクローズドループを形成
し、半導体レーザ111に印加する駆動データと形状記
憶合金膜101の変位とは1対1の関係が成り立つ。
Therefore, the displacement of the shape memory alloy film 101 forms a closed loop from the reflected light intensity of the semiconductor laser light, and the drive data applied to the semiconductor laser 111 and the displacement of the shape memory alloy film 101 have a one-to-one relationship. Holds.

【0024】上記した第2実施例によれば以下の効果を
有する。 1.各関節に送る光エネルギが一定のため比例制御で行
なえる。 2.複数の形状記憶合金膜へのエネルギ伝走路が一本で
済みマニピュレータが小型化できる。
The second embodiment described above has the following effects. 1. Since the light energy sent to each joint is constant, proportional control is possible. 2. A single energy transfer path to a plurality of shape memory alloy films is sufficient, and the manipulator can be miniaturized.

【0025】なお、この実施例の各構成は、当然、各種
の変形、変更が可能である。例えば、変位の指令を外部
から与える方法は、前記クローズドループのどの場所に
与えてもよい。
Naturally, various modifications and changes can be made to the respective structures of this embodiment. For example, the method of giving the displacement command from the outside may be given to any place in the closed loop.

【0026】次に、本発明の熱変位変換素子制御装置の
第3の実施例を図8、図9を用いて説明する。本実施例
は多関節マニピュレータ装置に関している。本多関節マ
ニピュレータ装置は各関節(図では第1及び第2関節部
を示す)にアクチュエータとして形状記憶合金膜101
と、図示しないバイアスバネと、形状記憶合金膜加熱手
段239と、アクチュエータの変位検出手段238とか
ら構成される。
Next, a third embodiment of the thermal displacement conversion element controller of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9. This embodiment relates to an articulated manipulator device. This multi-joint manipulator device has a shape memory alloy film 101 as an actuator for each joint (first and second joints are shown in the figure).
A bias spring (not shown), shape memory alloy film heating means 239, and actuator displacement detection means 238.

【0027】形状記憶合金膜101は、低温側から高温
側に加熱する過程において一定量だけ長さが短く収縮す
る記憶処理が施され、図3に示すようにSMA固定具1
04で圧着によって固定され、マニピュレータ構造体1
05(図9(a))に固定される。また、表面に形状記
憶合金膜101に端から徐々に濃度が変化するように反
射光量変化手段106が塗布され、裏面に黒体塗料10
7が塗布されている。反射光量変化手段106は図3に
示すように、形状記憶合金膜101が加熱されて変位す
るにしたがって反射光が弱まるように濃淡が付けてあ
る。
The shape memory alloy film 101 is subjected to a memory treatment in which the length shrinks by a certain amount in the process of heating from the low temperature side to the high temperature side, and as shown in FIG.
Manipulator structure 1 fixed by crimping at 04
05 (Fig. 9 (a)). Further, the shape memory alloy film 101 is coated with the reflected light quantity changing means 106 on the surface so that the concentration gradually changes from the end, and the black body paint 10 is applied on the back surface.
7 is applied. As shown in FIG. 3, the reflected light amount changing means 106 is provided with shading so that the reflected light becomes weaker as the shape memory alloy film 101 is heated and displaced.

【0028】形状記憶合金膜加熱手段202は、マニピ
ュレータの根本にあるArレーザ光源208、そのレー
ザ光を各関節に伝達する光ファイバ240、この光ファ
イバ240からのレーザ光を各関節で分岐させるY型3
分岐導波路241、Y型3分岐導波路241で分岐され
た2つの光路の内1つが加熱のために形状記憶合金膜1
01に光量を調節して照射する光変調器110に接続さ
れる。
The shape memory alloy film heating means 202 has an Ar laser light source 208 at the base of the manipulator, an optical fiber 240 for transmitting the laser light to each joint, and a Y for branching the laser light from this optical fiber 240 at each joint. Type 3
One of the two optical paths branched by the branch waveguide 241 and the Y-type three-branch waveguide 241 has a shape memory alloy film 1 for heating.
01 is connected to an optical modulator 110 which adjusts and irradiates the light amount.

【0029】光変調器110は検出演算回路243が出
力できる電圧の範囲内で印加する電圧が高いほど形状記
憶合金膜101に加熱のために照射する光量が多くなる
ように設定してある。この光変調器110はGaAs/
AlGaAs系の電界効果を利用した光変調器である。
The optical modulator 110 is set so that the higher the voltage applied within the range of the voltage that can be output by the detection calculation circuit 243, the larger the amount of light applied to the shape memory alloy film 101 for heating. This optical modulator 110 is GaAs /
This is an optical modulator utilizing the AlGaAs type electric field effect.

【0030】アクチュエータの変位検出手段238は、
Y型3分岐導波路241で分岐された2つの光路の内の
前記以外のもう1つの光路がミラー242を介して反射
光量変化手段106に照射される。また、反射光量変化
手段106からの反射光を検出するフォトダイオード1
13、外部からの電圧を入力する電圧設定回路112、
フォトダイオード113の出力を電圧に変換し、電圧設
定回路112の出力を加える検出演算回路243から構
成される。
The displacement detecting means 238 of the actuator is
Of the two optical paths branched by the Y-type three-branch waveguide 241, another optical path other than the above is applied to the reflected light amount changing means 106 via the mirror 242. Further, the photodiode 1 for detecting the reflected light from the reflected light amount changing means 106.
13, a voltage setting circuit 112 for inputting a voltage from the outside,
It is composed of a detection calculation circuit 243 which converts the output of the photodiode 113 into a voltage and adds the output of the voltage setting circuit 112.

【0031】電圧設定回路112は、図4に示すよう
に、サンプルホールド回路42、42′と、フリップフ
ロップ41、41′と、スイッチング素子40、40′
と、半導体レーザ又は光変調器43、43′とから構成
されている。図9(c)に示すように、これら電圧設定
回路112、ミラー242、レンズ244、フォトダイ
オード113、検出演算回路114、Y型3分岐導波路
241、光変調器110はSi基板315上に組み付け
られている。
As shown in FIG. 4, the voltage setting circuit 112 includes sample and hold circuits 42 and 42 ', flip-flops 41 and 41', and switching elements 40 and 40 '.
And a semiconductor laser or optical modulator 43, 43 '. As shown in FIG. 9C, the voltage setting circuit 112, the mirror 242, the lens 244, the photodiode 113, the detection arithmetic circuit 114, the Y-type three-branch waveguide 241, and the optical modulator 110 are mounted on the Si substrate 315. Has been.

【0032】次に、この実施例の作用を説明する。各関
節をある角度に曲げたい場合、その角度に応じた形状記
憶合金膜101の変位量に相当する駆動データを外部か
ら電圧設定回路112に図5に示すようなタイミングで
供給する。電圧設定回路112は、駆動データで与えら
れた電圧を検出演算回路243に入力する。一方、ミラ
ー242を介して反射光量変化手段106に照射された
レーザ光の反射光を検出するフォトダイオード113の
出力も検出演算回路243に入力される。検出演算回路
243は、それらの入力を加え、増幅してその出力を光
変調器110に印加する。この出力により、Arレーザ
光源208から光ファイバ240を通りY型3分岐導波
路241で分岐した加熱のために形状記憶合金膜101
に照射されるレーザ光量が決まる。レーザ光は黒体塗料
107を塗布した面に照射される。
Next, the operation of this embodiment will be described. When it is desired to bend each joint to a certain angle, drive data corresponding to the amount of displacement of the shape memory alloy film 101 corresponding to that angle is externally supplied to the voltage setting circuit 112 at the timing shown in FIG. The voltage setting circuit 112 inputs the voltage given by the drive data to the detection calculation circuit 243. On the other hand, the output of the photodiode 113 for detecting the reflected light of the laser light applied to the reflected light amount changing means 106 via the mirror 242 is also input to the detection calculation circuit 243. The detection calculation circuit 243 adds those inputs, amplifies them, and applies the output to the optical modulator 110. With this output, the shape memory alloy film 101 for heating is branched from the Ar laser light source 208 through the optical fiber 240 and the Y-type three-branching waveguide 241.
The amount of laser light that is irradiated on the surface is determined. The laser light is applied to the surface coated with the black body paint 107.

【0033】変位が大きすぎた場合は、形状記憶合金膜
101とミラー242を介して照射されるレーザ光との
位置関係が変化するとともに形状記憶合金膜101が縮
むため反射光の強度が弱まり、フォトダイオード113
の出力電流が低下し、検出演算回路243の出力電圧す
なわち光変調器110の入力電圧が低下するため加熱の
ために形状記憶合金膜101に照射されるレーザ光が弱
まり形状記憶合金膜101の温度は下がり、変位は元へ
戻る。
If the displacement is too large, the positional relationship between the shape memory alloy film 101 and the laser light emitted through the mirror 242 changes and the shape memory alloy film 101 contracts, so that the intensity of the reflected light weakens. Photodiode 113
Output current of the detection arithmetic circuit 243, that is, the input voltage of the optical modulator 110 decreases, the laser light irradiated to the shape memory alloy film 101 for heating weakens, and the temperature of the shape memory alloy film 101 decreases. Goes down and the displacement returns.

【0034】従って、フォトダイオード113の受光強
度から形状記憶合金膜101の変位まではクローズドル
ープを形成し、半導体レーザ111に印加する駆動デー
タと形状記憶合金膜101の変位とは1対1の関係が成
り立つ。
Therefore, a closed loop is formed from the received light intensity of the photodiode 113 to the displacement of the shape memory alloy film 101, and the drive data applied to the semiconductor laser 111 and the displacement of the shape memory alloy film 101 have a one-to-one relationship. Holds.

【0035】上記した第3実施例によれば次のような効
果がある。 1.各関節に送る光エネルギが一定のため比例制御で制
御が行なえる。 2.複数の形状記憶合金膜へのエネルギ伝走路が一本で
済みマニピュレータを小型化できる。 3.関節部に光源を設ける必要がなく、構成が簡単にな
り、関節部のエネルギ消費を抑えられる。
The third embodiment described above has the following effects. 1. Since the light energy sent to each joint is constant, control can be performed by proportional control. 2. A single energy transfer path to a plurality of shape memory alloy films is sufficient, and the manipulator can be miniaturized. 3. It is not necessary to provide a light source at the joint, the structure is simplified, and the energy consumption of the joint can be suppressed.

【0036】次に、本発明の熱変位変換素子制御装置の
第4の実施例を図10、図11を用いて説明する。本実
施例は多関節マニピュレータ装置に関している。本多関
節マニピュレータ装置は各関節(図では第1及び第2関
節部を示す)にアクチュエータとして形状記憶合金膜1
01と、図示しないバイアスバネと、形状記憶合金膜加
熱手段250と、アクチュエータの変位検出手段251
とから構成される。
Next, a fourth embodiment of the thermal displacement conversion element controller of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment relates to an articulated manipulator device. This multi-joint manipulator device has a shape memory alloy film 1 as an actuator for each joint (first and second joints are shown in the figure).
01, a bias spring (not shown), a shape memory alloy film heating means 250, and an actuator displacement detection means 251.
Composed of and.

【0037】形状記憶合金膜101は、低温側から高温
側に加熱する過程において一定量だけ長さが短く収縮す
る記憶処理が施され、図12に示すようにSMA固定具
104で圧着によって固定され、マニピュレータ構造体
105(図11(a))に固定される。また表面上の一
部に徐々に濃度が変化するように反射光量変化手段25
2が塗布され残りの部分に黒体塗料107が塗布されて
いる。反射光量変化手段252は図12図に示すよう
に、形状記憶合金膜101が加熱されて変位するにした
がって反射光が弱まるように濃淡が付けてある。
The shape memory alloy film 101 is subjected to a memory treatment in which the length shrinks by a certain amount in the process of heating from the low temperature side to the high temperature side, and is fixed by pressure bonding with an SMA fixing tool 104 as shown in FIG. , And is fixed to the manipulator structure 105 (FIG. 11A). Further, the reflected light amount changing means 25 is arranged so that the density gradually changes on a part of the surface.
2 is applied, and the black body paint 107 is applied to the remaining portion. As shown in FIG. 12, the reflected light amount changing means 252 is provided with shading so that the reflected light becomes weaker as the shape memory alloy film 101 is heated and displaced.

【0038】形状記憶合金膜加熱手段250は、マニピ
ュレータの根本にあるArレーザ光源208、そのレー
ザ光を各関節に伝達する関節数分の光ファイバ209、
光ファイバ209からのレーザ光を調整して形状記憶合
金膜101に光を照射する光変調器110およびレンズ
255で構成される。
The shape memory alloy film heating means 250 comprises an Ar laser light source 208 at the base of the manipulator, optical fibers 209 for the number of joints for transmitting the laser light to each joint,
It is composed of an optical modulator 110 for adjusting the laser light from the optical fiber 209 to irradiate the shape memory alloy film 101 with light and a lens 255.

【0039】光変調器110は検出演算手段214が出
力できる電圧の範囲内で印加する電圧が高いほど形状記
憶合金膜101に加熱のために照射する光量が多くなる
ように設定してある。この光変調器110はGaAs/
AlGaAs系の電界効果を利用した光変調器である。
The optical modulator 110 is set so that the amount of light applied to the shape memory alloy film 101 for heating increases as the applied voltage increases within the range of the voltage that can be output by the detection calculation means 214. This optical modulator 110 is GaAs /
This is an optical modulator utilizing the AlGaAs type electric field effect.

【0040】アクチュエータの変位検出手段251は、
光変調器110に取り付けられた照射光量検出器25
3、反射光量変化手段252からの反射光を検出するフ
ォトダイオード113の出力を電圧に変換し、電圧設定
回路112からの電圧を加え、照射光量検出器253か
らの出力を減算しその電圧を増幅する検出演算回路25
4から構成される。
The displacement detecting means 251 of the actuator is
Irradiation light amount detector 25 attached to the light modulator 110
3. The output of the photodiode 113 that detects the reflected light from the reflected light amount changing means 252 is converted into a voltage, the voltage from the voltage setting circuit 112 is added, the output from the irradiation light amount detector 253 is subtracted, and the voltage is amplified. Detection arithmetic circuit 25
It is composed of 4.

【0041】電圧設定回路112は、図4に示すよう
に、サンプルホールド回路42、42′と、フリップフ
ロップ41、41′と、スイッチング素子40、40′
と、半導体レーザ又は光変調器43、43′とから構成
されている。図11(c)に示すように、これら電圧設
定回路112、フォトダイオード113、検出演算回路
254、光変調器110、照射光量検出器253、レン
ズ255、Y型分岐導波路216はSi基板260上に
組み付けられている。
As shown in FIG. 4, the voltage setting circuit 112 includes sample and hold circuits 42 and 42 ', flip-flops 41 and 41', and switching elements 40 and 40 '.
And a semiconductor laser or optical modulator 43, 43 '. As shown in FIG. 11C, the voltage setting circuit 112, the photodiode 113, the detection arithmetic circuit 254, the optical modulator 110, the irradiation light amount detector 253, the lens 255, and the Y-type branch waveguide 216 are on the Si substrate 260. Is installed in.

【0042】次に、この実施例の作用を説明する。各関
節をある角度に曲げたい場合、その角度に応じた形状記
憶合金膜101の変位量に相当する駆動データを外部か
ら電圧設定回路112に図5に示すようなタイミングで
供給する。電圧設定回路112は、駆動データで与えら
れた電圧を検出演算回路254で増幅し、各関節の光変
調器110に印加する。そのレーザ光が形状記憶合金膜
101に塗布された反射光量変化手段106に照射さ
れ、その反射光がフォトダイオード113により反射光
強度に対応する電流に変換される。その電流を検出演算
回路254により電圧に変換し、電圧設定回路112か
らの電圧を加え、照射光量検出器253からの出力を引
き増幅する。その電圧を光変調器110に印加すること
により加熱のために形状記憶合金膜101に照射される
レーザ光量が決まる。レーザ光は黒体塗料107および
反射光量変化手段252にレンズ255を介して図12
に示すようなスポット状に照射される。スポット位置は
形状記憶合金膜101の変形によって図12中の低温時
と高温時との間を移動する。
Next, the operation of this embodiment will be described. When it is desired to bend each joint to a certain angle, drive data corresponding to the amount of displacement of the shape memory alloy film 101 corresponding to that angle is externally supplied to the voltage setting circuit 112 at the timing shown in FIG. The voltage setting circuit 112 amplifies the voltage given by the drive data by the detection calculation circuit 254 and applies it to the optical modulator 110 of each joint. The laser light is applied to the reflected light amount changing means 106 coated on the shape memory alloy film 101, and the reflected light is converted into a current corresponding to the reflected light intensity by the photodiode 113. The current is converted into a voltage by the detection calculation circuit 254, the voltage from the voltage setting circuit 112 is added, and the output from the irradiation light amount detector 253 is pulled and amplified. By applying the voltage to the optical modulator 110, the amount of laser light applied to the shape memory alloy film 101 for heating is determined. The laser light is transmitted to the black body paint 107 and the reflected light amount changing means 252 via the lens 255, as shown in FIG.
It is irradiated in the spot shape as shown in. The spot position moves between the low temperature and the high temperature in FIG. 12 due to the deformation of the shape memory alloy film 101.

【0043】変位が大きすぎた場合は、形状記憶合金膜
101と光変調器110との位置関係が変化するととも
に形状記憶合金膜101が縮むためフォトダイオード1
13が受光する受光強度が弱まり、フォトダイオード1
13の出力電流が低下し、検出演算回路254の出力電
圧すなわち光変調器110の入力電圧が低下するため、
加熱のために形状記憶合金膜101に照射されるレーザ
光が弱まり形状記憶合金膜101の温度は下がり、変位
は元へ戻る。
If the displacement is too large, the positional relationship between the shape memory alloy film 101 and the optical modulator 110 changes and the shape memory alloy film 101 contracts, so that the photodiode 1
The intensity of light received by 13 is weakened and the photodiode 1
13 decreases, and the output voltage of the detection calculation circuit 254, that is, the input voltage of the optical modulator 110 decreases.
The laser light applied to the shape memory alloy film 101 for heating weakens, the temperature of the shape memory alloy film 101 decreases, and the displacement returns to the original state.

【0044】従って、形状記憶合金膜101に照射され
るレーザ光量から形状記憶合金膜101の変位はクロー
ズドループを形成し、設定回路112に印加する駆動デ
ータと形状記憶合金膜101の変位とは1対1の関係が
成り立つ。
Therefore, the displacement of the shape memory alloy film 101 forms a closed loop based on the amount of laser light applied to the shape memory alloy film 101, and the drive data applied to the setting circuit 112 and the displacement of the shape memory alloy film 101 are equal to 1. A one-to-one relationship holds.

【0045】ここで、光変調器110からの出力が変化
すると変位検出のための反射光量変化手段252から反
射する光量も変化するため、光変調器110からの出力
を照射光量検出器253によって測定し、その値を検出
演算回路254でフォトダイオード113の検出値から
減算することにより検出演算回路254の出力は形状記
憶合金膜101の変位のみによって変化する。
Here, when the output from the optical modulator 110 changes, the amount of light reflected from the reflected light amount changing means 252 for displacement detection also changes, so the output from the optical modulator 110 is measured by the irradiation light amount detector 253. Then, by subtracting the value from the detection value of the photodiode 113 in the detection calculation circuit 254, the output of the detection calculation circuit 254 changes only by the displacement of the shape memory alloy film 101.

【0046】上記した第4実施例によれば次のような効
果がある。 1.光変調器が小型化でき、マニピュレータを小型化で
きる。 2.各関節に送るエネルギが一定のため比例制御で行な
える。
According to the above-mentioned fourth embodiment, there are the following effects. 1. The optical modulator can be miniaturized, and the manipulator can be miniaturized. 2. Since the energy sent to each joint is constant, proportional control is possible.

【0047】3.第1実施例と比較して半導体レーザが
必要なく構成が簡単になる。 次に、本発明の熱変位変換素子制御装置の第5の実施例
を図13、図14を用いて説明する。本実施例は多関節
マニピュレータ装置に関している。本多関節マニピュレ
ータ装置は各関節(図では第1及び第2関節部を示す)
にアクチュエータとして形状記憶合金膜101と、図示
しないバイアスバネと、形状記憶合金膜加熱手段302
と、アクチュエータの変位検出手段303とから構成さ
れる。
3. Compared with the first embodiment, the semiconductor laser is not required and the structure is simplified. Next, a fifth embodiment of the thermal displacement conversion element control device of the present invention will be described with reference to FIGS. 13 and 14. This embodiment relates to an articulated manipulator device. This multi-joint manipulator device has each joint (first and second joints are shown in the figure)
A shape memory alloy film 101 as an actuator, a bias spring (not shown), and a shape memory alloy film heating means 302.
And actuator displacement detection means 303.

【0048】形状記憶合金膜101は、低温側から高温
側に加熱する過程において一定量だけ長さが短く収縮す
る記憶処理が施され、図3に示すようにSMA固定具1
04で圧着によって固定され、マニピュレータ構造体1
05(図14(a))に固定される。また表面に形状記
憶合金膜101に端から徐々に濃度が変化するように反
射光量変化手段106が塗布され、裏面に黒体塗料10
7が塗布されている。反射光量変化手段106は図3に
示すように、形状記憶合金膜101が加熱されて変位す
るにしたがって半導体レーザの反射光が弱まるように濃
淡が付けてある。
The shape memory alloy film 101 is subjected to a memory treatment in which the length shrinks by a certain amount in the process of heating from the low temperature side to the high temperature side, and as shown in FIG.
Manipulator structure 1 fixed by crimping at 04
05 (Fig. 14 (a)). Further, the reflected light amount changing means 106 is applied to the shape memory alloy film 101 on the surface so that the concentration gradually changes from the end, and the black body paint 10 is applied to the back surface.
7 is applied. As shown in FIG. 3, the reflected light amount changing means 106 is provided with shading so that the reflected light of the semiconductor laser becomes weaker as the shape memory alloy film 101 is heated and displaced.

【0049】形状記憶合金膜加熱手段302は、マニピ
ュレータの根本にあるArレーザ光源308、そのレー
ザ光を各関節に伝達する光ファイバ309、この光ファ
イバ309からのレーザ光を各関節で分岐させ、形状記
憶合金膜101に光を照射する印加電圧によって分岐比
が変化する光ファイバ309と光学的に接続された方向
性結合型光変調器310で構成される。方向性結合型光
変調器310は積分回路316が出力できる電圧の範囲
内で印加する電圧が高いほど形状記憶合金膜101に加
熱のために照射する光量が多くなるように設定してあ
る。この方向性結合型光変調器310は導波路の電界効
果を利用した方向性結合型光変調器である。
The shape memory alloy film heating means 302 has an Ar laser light source 308 at the base of the manipulator, an optical fiber 309 for transmitting the laser light to each joint, and a laser light from this optical fiber 309 to be branched at each joint. The shape memory alloy film 101 is composed of a directional coupling type optical modulator 310 which is optically connected to an optical fiber 309 whose branching ratio changes depending on an applied voltage. The directional coupling type optical modulator 310 is set so that the higher the voltage applied within the range of the voltage that the integrating circuit 316 can output, the larger the amount of light applied to the shape memory alloy film 101 for heating. The directional coupling type optical modulator 310 is a directional coupling type optical modulator utilizing the electric field effect of the waveguide.

【0050】アクチュエータの変位検出手段303は、
半導体レーザ111、この半導体レーザ111に印加す
る電圧設定回路112、反射光量変化手段106からの
反射光を検出するフォトダイオード113、このフォト
ダイオード113の出力を電圧に変換する検出回路11
4、その電圧を積分する積分回路316とから構成され
る。
The displacement detecting means 303 of the actuator is
A semiconductor laser 111, a voltage setting circuit 112 applied to this semiconductor laser 111, a photodiode 113 for detecting the reflected light from the reflected light amount changing means 106, and a detection circuit 11 for converting the output of this photodiode 113 into a voltage.
4 and an integrating circuit 316 that integrates the voltage.

【0051】電圧設定回路112は、図4に示すよう
に、サンプルホールド回路42、42′と、フリップフ
ロップ41、41′と、スイッチング素子40、40′
と、半導体レーザ又は光変調器43、43′とから構成
されている。また、検出回路114は入力電流が大きい
ほど大きい電圧を出力するようになっている。図14
(c)に示すように、これら電圧設定回路112、半導
体レーザ111、フォトダイオード113の出力を電圧
に変換する検出回路114、積分回路316、方向性結
合型光変調器310はSi基板350上に組み付けられ
ている。
As shown in FIG. 4, the voltage setting circuit 112 includes sample and hold circuits 42 and 42 ', flip-flops 41 and 41', and switching elements 40 and 40 '.
And a semiconductor laser or optical modulator 43, 43 '. Further, the detection circuit 114 outputs a larger voltage as the input current is larger. 14
As shown in (c), the voltage setting circuit 112, the semiconductor laser 111, the detection circuit 114 for converting the output of the photodiode 113 into a voltage, the integrating circuit 316, and the directional coupling type optical modulator 310 are provided on the Si substrate 350. It is assembled.

【0052】次に、この実施例の作用を説明する。各関
節をある角度に曲げたい場合、その角度に応じた形状記
憶合金膜101の変位量に相当する駆動データを外部か
ら電圧設定回路112に図5に示すようなタイミングで
供給する。電圧設定回路112は、駆動データで与えら
れた電圧を各関節の半導体レーザ111に印加する。そ
のレーザ光が形状記憶合金膜101に塗布された反射光
量変化手段106に照射され、その反射光がフォトダイ
オード113により反射光強度に対応する電流に変換さ
れる。その電流を検出回路114により電圧に変換す
る。その電圧を積分回路316で積分した後、方向性結
合型光変調器310に印加することによりArレーザ光
源308から光ファイバ309を通して供給される加熱
用のレーザ光の各関節での分岐比が変化し、形状記憶合
金膜101に照射されるレーザ光量が決まる。レーザ光
は黒体塗料107を塗布した面に照射される。
Next, the operation of this embodiment will be described. When it is desired to bend each joint to a certain angle, drive data corresponding to the amount of displacement of the shape memory alloy film 101 corresponding to that angle is externally supplied to the voltage setting circuit 112 at the timing shown in FIG. The voltage setting circuit 112 applies the voltage given by the drive data to the semiconductor laser 111 of each joint. The laser light is applied to the reflected light amount changing means 106 coated on the shape memory alloy film 101, and the reflected light is converted into a current corresponding to the reflected light intensity by the photodiode 113. The current is converted into a voltage by the detection circuit 114. The voltage is integrated by the integrating circuit 316 and then applied to the directional coupling type optical modulator 310, whereby the branching ratio at each joint of the laser light for heating supplied from the Ar laser light source 308 through the optical fiber 309 is changed. However, the amount of laser light with which the shape memory alloy film 101 is irradiated is determined. The laser light is applied to the surface coated with the black body paint 107.

【0053】変位が大きすぎた場合は、形状記憶合金膜
101と半導体レーザ111との位置関係が変化すると
ともに形状記憶合金膜101が縮むため反射光の強度が
弱まり、フォトダイオード113の出力電流が低下し、
方向性結合型光変調器310の入力電圧が低下するため
形状記憶合金膜101に照射されるレーザ光が弱まり形
状記憶合金膜101の温度は下がり、変位は元へ戻る。
If the displacement is too large, the positional relationship between the shape memory alloy film 101 and the semiconductor laser 111 changes and the shape memory alloy film 101 contracts, so that the intensity of the reflected light is weakened and the output current of the photodiode 113 is reduced. Drop,
Since the input voltage of the directional coupling type optical modulator 310 is lowered, the laser light applied to the shape memory alloy film 101 is weakened, the temperature of the shape memory alloy film 101 is lowered, and the displacement is restored.

【0054】従って、半導体レーザ光の反射光強度から
形状記憶合金膜101の変位はクローズドループを形成
し、半導体レーザ111に印加する駆動データと形状記
憶合金膜101の変位とは1対1の関係が成り立つ。
Therefore, the displacement of the shape memory alloy film 101 forms a closed loop from the reflected light intensity of the semiconductor laser light, and the drive data applied to the semiconductor laser 111 and the displacement of the shape memory alloy film 101 have a one-to-one relationship. Holds.

【0055】上記した第5実施例によれば次のような効
果がある。 1.分岐と光変調器が1素子となり、構成が簡単にな
る。 2.複数の形状記憶合金膜へのエネルギ伝走路が一本で
済みマニピュレータを小型化できる。 3.Y型分岐導波路による損失が無くなる。
According to the above-mentioned fifth embodiment, there are the following effects. 1. The branch and the optical modulator are one element, and the configuration is simple. 2. A single energy transfer path to a plurality of shape memory alloy films is sufficient, and the manipulator can be miniaturized. 3. Loss due to the Y-type branch waveguide is eliminated.

【0056】次に、本発明の熱変位変換素子制御装置の
第6実施例を図15、図16図を用いて説明する。本実
施例は多関節マニピュレータ装置に関している。本多関
節マニピュレータ装置は各関節(図では第1及び第2関
節部を示す)にアクチュエータとして形状記憶合金膜1
01と、図示しないバイアスバネと、形状記憶合金膜加
熱手段402と、アクチュエータの変位検出手段403
とから構成される。
Next, a sixth embodiment of the thermal displacement conversion element control device of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 and 16. This embodiment relates to an articulated manipulator device. This multi-joint manipulator device has a shape memory alloy film 1 as an actuator for each joint (first and second joints are shown in the figure).
01, a bias spring (not shown), a shape memory alloy film heating means 402, and an actuator displacement detection means 403.
Composed of and.

【0057】形状記憶合金膜101は、低温側から高温
側に加熱する過程において一定量だけ長さが短く収縮す
る記憶処理が施され、図3に示すようにSMA固定具1
04で圧着によって固定され、マニピュレータ構造体1
05(図16(a))に固定される。また表面に形状記
憶合金膜101に端から徐々に濃度が変化するように反
射光量変化手段106が塗布され、裏面に黒体塗料10
7が塗布されている。反射光量変化手段106は図3に
示すように、形状記憶合金膜101が加熱されて変位す
るにしたがって半導体レーザの反射光が弱まるように濃
淡が付けてある。
The shape memory alloy film 101 is subjected to a memory treatment in which the length shrinks by a certain amount in the process of heating from the low temperature side to the high temperature side, and as shown in FIG.
Manipulator structure 1 fixed by crimping at 04
05 (Fig. 16 (a)). Further, the reflected light amount changing means 106 is applied to the shape memory alloy film 101 on the surface so that the concentration gradually changes from the end, and the black body paint 10 is applied to the back surface.
7 is applied. As shown in FIG. 3, the reflected light amount changing means 106 is provided with shading so that the reflected light of the semiconductor laser becomes weaker as the shape memory alloy film 101 is heated and displaced.

【0058】形状記憶合金膜加熱手段402は、マニピ
ュレータの根本にあるArレーザ光源408、そのレー
ザ光を各関節に伝達する光ファイバ409、光ファイバ
409からのレーザ光を各関節部で平行光束にするレン
ズ418a、その平行光束の1部を反射させて形状記憶
合金膜101に光を照射する圧電バイモルフ型光変調器
(圧電バイモルフ型ミラー)410、平行光束を光ファ
イバに入射するレンズ418bで構成される。圧電バイ
モルフ型光変調器410は昇圧回路417が出力できる
電圧の範囲内で印加する電圧が高いほど形状記憶合金膜
101に加熱のために反射する光量が多くなるように設
定してある。
The shape memory alloy film heating means 402 comprises an Ar laser light source 408 at the base of the manipulator, an optical fiber 409 for transmitting the laser light to each joint, and a laser light from the optical fiber 409 into a parallel light flux at each joint. A lens 418a, a piezoelectric bimorph type optical modulator (piezoelectric bimorph type mirror) 410 that reflects a part of the parallel light flux to irradiate the shape memory alloy film 101 with light, and a lens 418b that makes the parallel light flux enter an optical fiber. To be done. The piezoelectric bimorph type optical modulator 410 is set so that the higher the voltage applied within the voltage range that can be output by the booster circuit 417, the greater the amount of light reflected by the shape memory alloy film 101 for heating.

【0059】アクチュエータの変位検出手段403は、
半導体レーザ111、半導体レーザ111に印加する電
圧設定回路112、反射光量変化手段106からの反射
光を検出するフォトダイオード113、フォトダイオー
ド113の出力を電圧に変換する検出回路114、その
電圧を積分する積分回路316、その電圧を昇圧する昇
圧回路417から構成される。
The displacement detecting means 403 of the actuator is
The semiconductor laser 111, a voltage setting circuit 112 applied to the semiconductor laser 111, a photodiode 113 that detects the reflected light from the reflected light amount changing means 106, a detection circuit 114 that converts the output of the photodiode 113 into a voltage, and the voltage is integrated. The integrating circuit 316 and the boosting circuit 417 that boosts the voltage are included.

【0060】電圧設定回路112は、図4に示すよう
に、サンプルホールド回路42、42′と、フリップフ
ロップ41、41′と、スイッチング素子40、40′
と、半導体レーザ又は光変調器43、43′とから構成
されている。また、検出回路114は入力電流が大きい
ほど大きい電圧を出力するようになっている。図16
(c)に示すように、これら電圧設定回路112、半導
体レーザ111、フォトダイオード113、フォトダイ
オード113の出力を電圧に変換する検出回路114、
積分回路316、昇圧回路417、圧電バイモルフ型光
変調器410はSi基板450上に組み付けられてい
る。
As shown in FIG. 4, the voltage setting circuit 112 includes sample and hold circuits 42 and 42 ', flip-flops 41 and 41', and switching elements 40 and 40 '.
And a semiconductor laser or optical modulator 43, 43 '. Further, the detection circuit 114 outputs a larger voltage as the input current is larger. FIG.
As shown in (c), the voltage setting circuit 112, the semiconductor laser 111, the photodiode 113, a detection circuit 114 for converting the output of the photodiode 113 into a voltage,
The integrating circuit 316, the boosting circuit 417, and the piezoelectric bimorph type optical modulator 410 are assembled on the Si substrate 450.

【0061】次に、この実施例の作用を説明する。各関
節をある角度に曲げたい場合、その角度に応じた形状記
憶合金膜401の変位量に相当する駆動データを外部か
ら電圧設定回路112に図5に示すようなタイミングで
供給する。電圧設定回路112は、駆動データで与えら
れた電圧を各関節の半導体レーザ111に印加する。そ
のレーザ光が形状記憶合金膜101に塗布された反射光
量変化手段106に照射され、その反射光がフォトダイ
オード113により反射光強度に対応する電流に変換す
る。その電流を検出回路114により電圧に変換する。
その電圧を積分回路316で積分し、積分した電圧値を
昇圧回路417によって昇圧し、圧電バイモルフ型光変
調器410に印加する。圧電バイモルフ型光変調器41
0はその電圧によって変形し、平行光束の一部を反射し
形状記憶合金膜に照射する。
Next, the operation of this embodiment will be described. When it is desired to bend each joint to a certain angle, drive data corresponding to the amount of displacement of the shape memory alloy film 401 corresponding to the angle is externally supplied to the voltage setting circuit 112 at the timing shown in FIG. The voltage setting circuit 112 applies the voltage given by the drive data to the semiconductor laser 111 of each joint. The laser light is applied to the reflected light amount changing means 106 applied to the shape memory alloy film 101, and the reflected light is converted by the photodiode 113 into a current corresponding to the reflected light intensity. The current is converted into a voltage by the detection circuit 114.
The voltage is integrated by the integrating circuit 316, the integrated voltage value is boosted by the boosting circuit 417, and applied to the piezoelectric bimorph type optical modulator 410. Piezoelectric bimorph type optical modulator 41
0 is deformed by the voltage, reflects a part of the parallel light flux, and irradiates the shape memory alloy film.

【0062】変位が大きすぎた場合は、形状記憶合金膜
101と半導体レーザ111との位置関係が変化すると
ともに形状記憶合金膜401が縮むため反射光の強度が
弱まり、フォトダイオード113の出力電流が低下し、
圧電バイモルフ型光変調器410の入力電圧が低下する
ため、形状記憶合金膜101に照射されるレーザ光が弱
まり形状記憶合金膜101の温度は下がり、変位は元へ
戻る。
If the displacement is too large, the positional relationship between the shape memory alloy film 101 and the semiconductor laser 111 changes and the shape memory alloy film 401 contracts, so that the intensity of the reflected light is weakened and the output current of the photodiode 113 is reduced. Drop,
Since the input voltage of the piezoelectric bimorph type optical modulator 410 is lowered, the laser light applied to the shape memory alloy film 101 is weakened, the temperature of the shape memory alloy film 101 is lowered, and the displacement is restored.

【0063】従って、半導体レーザ光の反射光強度から
形状記憶合金膜101の変位はクローズドループを形成
し、半導体レーザ111に印加する駆動データと形状記
憶合金膜101の変位とは1対1の関係が成り立つ。
Therefore, the displacement of the shape memory alloy film 101 forms a closed loop from the reflected light intensity of the semiconductor laser light, and the drive data applied to the semiconductor laser 111 and the displacement of the shape memory alloy film 101 have a one-to-one relationship. Holds.

【0064】上記した第6実施例によれば次のような効
果がある。 1.圧電バイモルフ型ミラーの反射率が十分高ければ、
光エネルギによるスイッチング素子の発熱がない。 2.Y型分岐導波路による損失が無くなる。 3.機械的に光を反射させるためレーザ光でなくても良
い。
The sixth embodiment described above has the following effects. 1. If the reflectance of the piezoelectric bimorph mirror is high enough,
There is no heat generation of the switching element due to light energy. 2. Loss due to the Y-type branch waveguide is eliminated. 3. It is not necessary to use laser light because it mechanically reflects light.

【0065】次に、本発明の熱変位変換素子制御装置の
第7の実施例を図17、図18、図19を用いて説明す
る。本実施例は多関節マニピュレータ装置に関してい
る。本多関節マニピュレータ装置は各関節(図では第1
及び第2関節部を示す)にアクチュエータとして形状記
憶合金膜101と、図示しないバイアスバネと、形状記
憶合金膜加熱手段502と、アクチュエータの変位検出
手段503とから構成される。
Next, a seventh embodiment of the thermal displacement conversion element controller according to the present invention will be described with reference to FIGS. 17, 18 and 19. This embodiment relates to an articulated manipulator device. The present multi-joint manipulator device has each joint (first joint in the figure
And a second joint portion), as a actuator, a shape memory alloy film 101, a bias spring (not shown), a shape memory alloy film heating means 502, and an actuator displacement detection means 503.

【0066】形状記憶合金膜101は、低温側から高温
側に加熱する過程において一定量だけ長さが短く収縮す
る記憶処理が施され、図3に示すようにSMA固定具1
04で圧着によって固定され、マニピュレータ構造体1
05(図18(a))に固定される。また表面に形状記
憶合金膜101に端から徐々に濃度が変化するように反
射光量変化手段106が塗布され、裏面に黒体塗料10
7が塗布されている。反射光量変化手段106は図3に
示すように、形状記憶合金膜101が加熱されて変位す
るにしたがってレーザの反射光が弱まるように濃淡が付
けてある。
The shape memory alloy film 101 is subjected to a memory treatment in which the length shrinks by a predetermined amount in the process of heating from the low temperature side to the high temperature side, and as shown in FIG.
Manipulator structure 1 fixed by crimping at 04
05 (Fig. 18 (a)). Further, the reflected light amount changing means 106 is applied to the shape memory alloy film 101 on the surface so that the concentration gradually changes from the end, and the black body paint 10 is applied to the back surface.
7 is applied. As shown in FIG. 3, the reflected light amount changing means 106 is provided with shading so that the reflected light of the laser becomes weaker as the shape memory alloy film 101 is heated and displaced.

【0067】形状記憶合金膜加熱手段502は、マニピ
ュレータの根本にある位相共役鏡508、位相共役鏡5
08は関節数分の光ファイバ509およびレンズが光学
的に接続されて構成される。光ファイバ509は各関節
に1本ずつ分配され、光ファイバ509から出射した光
がレンズ510を介してハーフミラー519を通して形
状記憶合金膜101に照射するように構成される。図1
9に示すように、位相共役鏡508は、レーザ光源51
1、このレーザ光源511の出力の直後に配置された光
アイソレータ512、レーザ光の一部を位相共役鏡50
8のポンプ光に用い、残りを変位検出用に各関節に伝送
する光ファイバに入力するためのミラー549、ハーフ
ミラー550、レンズ551から成る光学系、光非線形
媒質513から構成されている。光アイソレータ512
はレーザ光源511の直後にあって、2つの偏光子と1
つのファラデー回転子からなっており、偏光子の通過軸
は45度をなすように設定されている。光非線形媒質5
13にはBaTiO3 結晶が用いられ、縮退4光波混合
で位相共役光が発生させられる。前進ポンプ光とプロー
ブ光が結晶内でなす角度は7度であり、回折格子ベクト
ルが結晶のC軸となす角度は18度である。
The shape memory alloy film heating means 502 is composed of the phase conjugate mirror 508 and the phase conjugate mirror 5 at the base of the manipulator.
08 is configured by optically connecting the optical fibers 509 and lenses for the number of joints. One optical fiber 509 is distributed to each joint, and the light emitted from the optical fiber 509 is configured to irradiate the shape memory alloy film 101 through the lens 510 and the half mirror 519. FIG.
As shown in FIG.
1, an optical isolator 512 arranged immediately after the output of the laser light source 511, a part of the laser light is transferred to the phase conjugate mirror 50.
The optical system includes a mirror 549, a half mirror 550, a lens 551, and an optical nonlinear medium 513, which are used for the pump light of 8 and the rest are input to an optical fiber for transmission to each joint for displacement detection. Optical isolator 512
Is located immediately after the laser light source 511 and has two polarizers and
It consists of two Faraday rotators, and the pass axis of the polarizer is set to form 45 degrees. Optical nonlinear medium 5
BaTiO3 crystal is used for 13, and phase conjugate light is generated by degenerate four-wave mixing. The angle formed by the forward pump light and the probe light in the crystal is 7 degrees, and the angle formed by the diffraction grating vector with the C axis of the crystal is 18 degrees.

【0068】アクチュエータの変位検出手段503は、
各関節に変位検出用の光を伝送する光ファイバ514、
この光ファイバ514から各関節で同じ光量になるよう
に分岐するY型分岐導波路515、分岐した光を形状記
憶合金膜501に照射する強度を変化させる光変調器5
16、光変調器516に印加する電圧を設定する電圧設
定回路112、反射光量変化手段106からの反射光が
ミラー518およびハーフミラー519、レンズ510
を通して光ファイバ509に入射するように構成され
る。
The displacement detecting means 503 of the actuator is
An optical fiber 514 that transmits light for displacement detection to each joint,
A Y-shaped branching waveguide 515 branched from the optical fiber 514 so as to have the same amount of light at each joint, and an optical modulator 5 for changing the intensity of the branched light irradiating the shape memory alloy film 501.
16, a voltage setting circuit 112 for setting the voltage applied to the optical modulator 516, the reflected light from the reflected light amount changing means 106 is a mirror 518, a half mirror 519, and a lens 510.
Through the optical fiber 509.

【0069】電圧設定回路112は、図4に示すよう
に、サンプルホールド回路42、42′と、フリップフ
ロップ41、41′と、スイッチング素子40、40′
と、半導体レーザ又は光変調器43、43′とから構成
されている。図18(c)に示すように、これらY型分
岐導波路515、光変調器516、電圧設定回路11
2、ミラー518、ハーフミラー519、レンズ510
はSi基板520上に組み付けられている。
As shown in FIG. 4, the voltage setting circuit 112 includes sample and hold circuits 42 and 42 ', flip-flops 41 and 41', and switching elements 40 and 40 '.
And a semiconductor laser or optical modulator 43, 43 '. As shown in FIG. 18C, these Y-type branch waveguide 515, optical modulator 516, voltage setting circuit 11
2, mirror 518, half mirror 519, lens 510
Are assembled on the Si substrate 520.

【0070】次に、この実施例の作用を説明する。各関
節をある角度に曲げたい場合、その角度に応じた形状記
憶合金膜501の変位量に相当する駆動データを外部か
ら電圧設定回路517に図5に示すようなタイミングで
供給する。電圧設定回路517は、駆動データで与えら
れた電圧を各関節の光変調器516に印加する。そのレ
ーザ光が形状記憶合金膜101に塗布された反射光量変
化手段506に照射され、その反射光がミラー518で
反射され、ハーフミラー519で反射され、レンズ51
0を介して光ファイバ509に入射し、それは位相共役
鏡508にプローブ光として入射する。位相共役鏡50
8からプローブ光の増幅された位相共役光が出射し、入
射光と同じ経路を通って光ファイバ509からレンズ5
10を介して出射し、ハーフミラー519を通り形状記
憶合金膜501に照射される。ハーフミラー519に反
射して光ファイバ514を戻ってきた光は光アイソレー
タ512により吸収される。
Next, the operation of this embodiment will be described. When it is desired to bend each joint to a certain angle, drive data corresponding to the amount of displacement of the shape memory alloy film 501 corresponding to the angle is externally supplied to the voltage setting circuit 517 at the timing shown in FIG. The voltage setting circuit 517 applies the voltage given by the drive data to the optical modulator 516 of each joint. The laser light is applied to the reflected light amount changing means 506 applied to the shape memory alloy film 101, and the reflected light is reflected by the mirror 518, the half mirror 519, and the lens 51.
It is incident on the optical fiber 509 via 0, and it is incident on the phase conjugate mirror 508 as probe light. Phase conjugate mirror 50
The amplified phase conjugate light of the probe light is emitted from 8 and passes through the same path as the incident light and from the optical fiber 509 to the lens 5
The light is emitted via 10 and passes through the half mirror 519 to irradiate the shape memory alloy film 501. The light reflected by the half mirror 519 and returning from the optical fiber 514 is absorbed by the optical isolator 512.

【0071】変位が大きすぎた場合は、形状記憶合金膜
101と光変調器516との位置関係が変化するととも
に形状記憶合金膜101が縮むため反射光の強度が弱ま
りそのため位相共役鏡508で反射増幅した加熱のため
に形状記憶合金膜501に照射されるレーザ光が弱ま
り、それにより形状記憶合金膜101の温度は下がり、
変位は元へ戻る。
If the displacement is too large, the positional relationship between the shape memory alloy film 101 and the optical modulator 516 changes, and the shape memory alloy film 101 contracts, so that the intensity of the reflected light weakens, and therefore the phase conjugate mirror 508 reflects the light. The laser light with which the shape memory alloy film 501 is irradiated due to the amplified heating is weakened, whereby the temperature of the shape memory alloy film 101 is lowered,
The displacement returns to the original.

【0072】従って、変位検出用のレーザ光の反射光強
度から形状記憶合金膜101の変位はクローズドループ
を形成し、光変調器516に印加する電圧と形状記憶合
金膜101の変位とは1対1の関係が成り立つ。
Therefore, the displacement of the shape memory alloy film 101 forms a closed loop from the reflected light intensity of the laser beam for displacement detection, and the voltage applied to the optical modulator 516 and the displacement of the shape memory alloy film 101 are paired. The relationship of 1 is established.

【0073】上記した第7実施例によれば次のような効
果がある。 1.関節部の電気回路構成が簡単になる。 2.光の分岐による損失が無くなる。
The seventh embodiment described above has the following effects. 1. The electric circuit configuration of the joint is simplified. 2. There is no loss due to the splitting of light.

【0074】次に、本発明の熱変位変換素子制御装置の
第8の実施例を図20、図21、図22を用いて説明す
る。本実施例は多関節マニピュレータ装置に関してい
る。本多関節マニピュレータ装置は各関節(図では第1
及び第2関節部)にアクチュエータとして形状記憶合金
膜101と、図示しないバイアスバネと、形状記憶合金
膜加熱手段602と、アクチュエータの変位検出手段5
03とから構成される。
Next, an eighth embodiment of the thermal displacement conversion element controller of the present invention will be described with reference to FIGS. 20, 21 and 22. This embodiment relates to an articulated manipulator device. The present multi-joint manipulator device has each joint (first joint in the figure
And a second joint portion) as a shape memory alloy film 101 as an actuator, a bias spring (not shown), a shape memory alloy film heating means 602, and an actuator displacement detection means 5.
And 03.

【0075】形状記憶合金膜101は、低温側から高温
側に加熱する過程において一定量だけ長さが短く収縮す
る記憶処理が施され、図3に示すようにSMA固定具1
04で圧着によって固定され、マニピュレータ構造体1
05(図21(a))に固定される。また、表面に形状
記憶合金膜101に端から徐々に濃度が変化するように
反射光量変化手段106が塗布され、裏面に黒体塗料1
07が塗布されている。反射光量変化手段106は図3
に示すように、形状記憶合金膜101が加熱されて変位
するにしたがってレーザの反射光が弱まるように濃淡が
付けてある。
The shape memory alloy film 101 is subjected to a memory treatment in which the length shrinks by a certain amount during the process of heating from the low temperature side to the high temperature side, and as shown in FIG.
Manipulator structure 1 fixed by crimping at 04
05 (Fig. 21 (a)). Further, the reflected light amount changing means 106 is applied to the surface of the shape memory alloy film 101 so that the concentration gradually changes from the end, and the black body paint 1 is applied to the back surface.
07 is applied. The reflected light amount changing means 106 is shown in FIG.
As shown in FIG. 6, the shape memory alloy film 101 is shaded so that the reflected light of the laser becomes weaker as it is heated and displaced.

【0076】形状記憶合金膜加熱手段602は、マニピ
ュレータの根本にある位相共役鏡608、位相共役鏡6
08は光ファイバ609が光学的に接続され、光ファイ
バ609は各関節でY型分岐合流導波路621に接続さ
れている。また、Y型分岐合流導波路621から出射し
た光がハーフミラー619を通して形状記憶合金膜10
1に照射するように構成される。図22に示すように、
位相共役鏡608は、レーザ光源511、レーザ光源5
11の出力の直後に光アイソレータ512、レーザ光の
一部を位相共役鏡608のポンプ光に用い、残りを変位
検出用に各関節に伝送する光ファイバに入力するための
ミラー549、ハーフミラー550、レンズ551から
成る光学系、光非線形媒質513から構成されている。
光アイソレータ512はレーザ光源の直後にあって、2
つの偏光子と1つのファラデー回転子からなっており、
偏光子の通過軸は45度をなすように設定されている。
光非線形媒質513にはBaTiO3 結晶が用いられ、
縮退4光波混合で位相共役光が発生させられる。前進ポ
ンプ光とプローブ光が結晶内でなす角度は7度であり、
回折格子ベクトルが結晶のC軸となす角度は18度であ
る。
The shape memory alloy film heating means 602 is composed of the phase conjugate mirror 608 and the phase conjugate mirror 6 at the base of the manipulator.
An optical fiber 609 is optically connected to the optical fiber 08, and the optical fiber 609 is connected to the Y-type branch / merging waveguide 621 at each joint. Further, the light emitted from the Y-type branch / merging waveguide 621 passes through the half mirror 619 and the shape memory alloy film 10 is formed.
It is configured to illuminate 1. As shown in FIG. 22,
The phase conjugate mirror 608 includes a laser light source 511 and a laser light source 5
Immediately after the output of 11, the optical isolator 512, a part of the laser light is used as the pump light of the phase conjugate mirror 608, and the rest is input to an optical fiber transmitted to each joint for displacement detection, and a half mirror 550. , An optical system including a lens 551 and an optical nonlinear medium 513.
The optical isolator 512 is located immediately after the laser light source and
It consists of one polarizer and one Faraday rotator,
The pass axis of the polarizer is set to form 45 degrees.
A BaTiO3 crystal is used for the optical nonlinear medium 513,
Phase conjugate light is generated by degenerate four-wave mixing. The angle between the forward pump light and the probe light in the crystal is 7 degrees,
The angle formed by the diffraction grating vector with the C axis of the crystal is 18 degrees.

【0077】アクチュエータの変位検出手段503は、
各関節に変位検出用の光を伝送する光ファイバ514、
この光ファイバ514から各関節で同じ光量になるよう
に分岐するY型分岐導波路515、分岐した光を形状記
憶合金膜101に照射する強度を変化させる光変調器5
16、光変調器516に印加する電圧を設定する電圧設
定回路112、反射光量変化手段106からの反射光が
ミラー518およびハーフミラー519を通して光ファ
イバに入射するように構成される。
The displacement detecting means 503 of the actuator is
An optical fiber 514 that transmits light for displacement detection to each joint,
A Y-shaped branching waveguide 515 that branches the optical fiber 514 so that the amount of light is the same at each joint, and an optical modulator 5 that changes the intensity with which the branched light is applied to the shape memory alloy film 101.
16, a voltage setting circuit 112 for setting the voltage applied to the optical modulator 516, and the reflected light from the reflected light amount changing means 106 is configured to enter the optical fiber through the mirror 518 and the half mirror 519.

【0078】電圧設定回路112は、図4に示すよう
に、サンプルホールド回路42、42′と、フリップフ
ロップ41、41′と、スイッチング素子40、40′
と、半導体レーザ又は光変調器43、43′とから構成
されている。図21(c)に示すように、これらY型分
岐導波路515、光変調器516、電圧設定回路11
2、ミラー518、ハーフミラー519、レンズ510
はSi基板620上に組み付けられている。
As shown in FIG. 4, the voltage setting circuit 112 includes sample and hold circuits 42 and 42 ', flip-flops 41 and 41', and switching elements 40 and 40 '.
And a semiconductor laser or optical modulator 43, 43 '. As shown in FIG. 21C, these Y-type branch waveguide 515, optical modulator 516, voltage setting circuit 11
2, mirror 518, half mirror 519, lens 510
Are assembled on the Si substrate 620.

【0079】次に、この実施例の作用を説明する。各関
節をある角度に曲げたい場合、その角度に応じた形状記
憶合金膜101の変位量に相当する駆動データを外部か
ら電圧設定回路112に図5に示すようなタイミングで
供給する。電圧設定回路112は、駆動データで与えら
れた電圧を各関節の光変調器516に印加する。そのレ
ーザ光が形状記憶合金膜101に塗布された反射光量変
化手段106に照射され、その反射光がミラー518で
反射され、ハーフミラー519で反射され、レンズ51
0を介してY型分岐合流導波路621から光ファイバ6
09に入射し、それは位相共役鏡608にプローブ光と
して入射する。位相共役鏡608からプローブ光の増幅
された位相共役光が出射し、入射光と同じ経路を通って
光ファイバ609からレンズ510を介して出射し、ハ
ーフミラー519を通り形状記憶合金膜101に照射さ
れる。ハーフミラー519に反射して光ファイバ514
を戻ってきた光は光アイソレータ512により吸収され
る。
Next, the operation of this embodiment will be described. When it is desired to bend each joint to a certain angle, drive data corresponding to the amount of displacement of the shape memory alloy film 101 corresponding to that angle is externally supplied to the voltage setting circuit 112 at the timing shown in FIG. The voltage setting circuit 112 applies the voltage given by the drive data to the optical modulator 516 of each joint. The laser light is applied to the reflected light amount changing means 106 applied to the shape memory alloy film 101, and the reflected light is reflected by the mirror 518, the half mirror 519, and the lens 51.
From the Y-type branching / merging waveguide 621 to the optical fiber 6
09 is incident on the phase conjugate mirror 608 as probe light. The amplified phase conjugate light of the probe light is emitted from the phase conjugate mirror 608, is emitted from the optical fiber 609 via the lens 510 through the same path as the incident light, and is irradiated onto the shape memory alloy film 101 through the half mirror 519. To be done. The optical fiber 514 is reflected by the half mirror 519.
The light returning from the optical path is absorbed by the optical isolator 512.

【0080】変位が大きすぎた場合は、形状記憶合金膜
501と光変調器516との位置関係が変化するととも
に形状記憶合金膜101が縮むため反射光の強度が弱ま
りそのため位相共役鏡608で反射増幅した加熱のため
に形状記憶合金膜601に照射されるレーザ光が弱ま
り、それにより形状記憶合金膜101の温度は下がり、
変位は元へ戻る。
If the displacement is too large, the positional relationship between the shape memory alloy film 501 and the optical modulator 516 is changed and the shape memory alloy film 101 contracts, so that the intensity of the reflected light is weakened. Therefore, the reflected light is reflected by the phase conjugate mirror 608. The laser light with which the shape memory alloy film 601 is irradiated is weakened due to the amplified heating, whereby the temperature of the shape memory alloy film 101 is lowered,
The displacement returns to the original.

【0081】従って、変位検出用のレーザ光の反射強度
から形状記憶合金膜101の変位はクローズドループを
形成し、光変調器516に印加する電圧と形状記憶合金
膜101の変位とは1対1の関係が成り立つ。
Therefore, the displacement of the shape memory alloy film 101 forms a closed loop from the reflection intensity of the laser beam for displacement detection, and the voltage applied to the optical modulator 516 and the displacement of the shape memory alloy film 101 are 1: 1. The relationship is established.

【0082】上記した第8実施例によれば次のような効
果がある。 1.関節分の電気回路構成が簡単になる。 2.エネルギ伝送用の光ファイバーが1本ですむ。 A.上記した具体的実施例から次のような構成の技術的
思想が導き出される。 (1) 熱変位変換素子と、この熱変位変換素子を加熱
して変位させるため熱変位変換素子に光エネルギを供給
する光エネルギ供給手段と、前記熱変位変換素子に変位
測定用の照明光を照射する光照射手段と、前記熱変位変
換素子からの反射光を受光するセンサと、前記熱変位変
換素子の変位によって変化した前記センサの受光強度に
応じて、前記光エネルギ供給手段による熱変位変換素子
への光エネルギの供給量を調整する供給光エネルギ調整
手段と、を具備する熱変位変換素子制御装置。 (2) 前記構成(1)の熱変位変換素子制御装置にお
いて、前記光照射手段の照明光の光量が外部からの指令
によって可変である熱変位変換素子制御装置。 (3) 前記構成(2)の熱変位変換素子制御装置にお
いて、前記光照射手段が半導体レーザと該半導体レーザ
の電圧設定手段からなる熱変位変換素子制御装置。 (4) 前記構成(1)の熱変位変換素子制御装置にお
いて、受光強度に外部からの指令値を加えて熱変位変換
素子を加熱するための前記光エネルギ供給手段からの光
量を調整する供給光エネルギ調整手段を有する熱変位変
換素子制御装置。 (5) 前記構成(4)の熱変位変換素子制御装置にお
いて、反射光を電圧に変換する変換手段がフォトダイオ
ードおよび、フォトダイオードの出力電流を変換した電
圧と外部からの任意の電圧を加えた電圧を出力する変換
回路からなる熱変位変換素子制御装置。 (6) 前記構成(1)の熱変位変換素子制御装置にお
いて、前記センサの受光強度を比例、積分、微分したも
のを加えた量を用いて前記光エネルギ供給手段からの光
量を調整する供給光エネルギ調整手段を有する熱変位変
換素子制御装置。 (7) 前記構成(1)の熱変位変換素子制御装置にお
いて、光エネルギを供給する光エネルギ供給手段がレー
ザ光源および光ファイバからなる熱変位変換素子制御装
置。 (8) 前記構成(1)の熱変位変換素子制御装置にお
いて、熱変位変換素子の変位によって反射強度を変化さ
せる熱変位変換素子に塗布された反射光量変化手段を有
する熱変位変換素子制御装置。 (9) 前記構成(1)の熱変位変換素子制御装置にお
いて、光照射手段が光エネルギ供給手段によって供給さ
れる光の一部を用いる熱変位変換素子制御装置。 (10) 前記構成(9)の熱変位変換素子制御装置に
おいて、光照射手段が光エネルギ供給手段によって供給
される光の一部を分岐し、その照射光量を調整する光変
調器を有する熱変位変換素子制御装置。 (11) 前記構成(9)の熱変位変換素子制御装置に
おいて、光エネルギ供給手段からの光量を調整する供給
光エネルギ調整手段が光変調器および照射光量検出手段
からなる熱変位変換素子制御装置。 (12) 前記構成(11)の熱変位変換素子制御装置
において、反射光を電圧に変換する変換手段がフォトダ
イオードおよび、フォトダイオードの出力電流を変換し
た電圧から前記照射光量検出手段の出力電圧を引き、外
部からの任意の電圧を加えた電圧を出力する変換回路か
らなる熱変位変換素子制御装置。 (13) 前記構成(1)の熱変位変換素子制御装置に
おいて、熱変位変換素子に形状記憶合金を用いた熱変位
変換素子制御装置。 (14) 光エネルギを供給する光エネルギ供給手段の
複数の光分岐手段を設け、前記光分岐手段によって分岐
された光エネルギによって加熱される熱変位変換素子
と、熱変位変換素子を照らす光照射手段と、その反射光
を受光するセンサと、熱変位変換素子の変位によって変
化した受光強度に応じて熱変位変換素子を加熱するため
の前記光エネルギ供給手段からの光量を調整する供給光
エネルギ調整手段とを有する熱変位変換素子制御装置。 (15) 前記構成第14項の熱変位変換素子制御装置
において、前記光分岐手段によって分岐された光エネル
ギが等しくなる複数の光分岐手段を有する熱変位変換素
子制御装置。 (16) 前記構成(14)の熱変位変換素子制御装置
において、熱変位変換素子に形状記憶合金を用いた熱変
位変換素子制御装置。 (17) 熱変位変換素子を照らす光照射手段の光量が
外部からの指令によって可変である熱変位変換素子制御
装置。 (18) 前記構成(17)の熱変位変換素子制御装置
において、光照射手段が電圧設定手段と半導体レーザで
ある熱変位変換素子制御装置。 (19) 前記構成(14)の熱変位変換素子制御装置
において、受光強度に外部からの指令値を加えて熱変位
変換素子を加熱するための前記光エネルギ供給手段から
の光量を調整する供給光エネルギ調整手段とを有する熱
変位変換素子制御装置。 (20) 前記構成(19)の熱変位変換素子制御装置
において、反射光を電圧に変換する変換手段がフォトダ
イオードおよび、フォトダイオードの出力電流を変換し
た電圧と外部からの任意の電圧を加えた電圧を出力する
変換回路からなる熱変位変換素子制御装置。 (21) 前記構成(14)の熱変位変換素子制御装置
において、受光強度を比例、積分微分したものを加えた
量を用いて前記光エネルギ供給手段からの光量を調整す
る供給光エネルギ調整手段を有する熱変位変換素子制御
装置。 (22) 前記構成(14)の熱変位変換素子制御装置
において、光エネルギを供給する光エネルギ供給手段が
レーザ光源および光ファイバからなる熱変位変換素子制
御装置。 (23) 前記構成(14)の熱変位変換素子制御装置
において、熱変位変換素子の変位によって反射強度を変
化させる熱変位変換素子に塗布された反射光量変化手段
を有する熱変位変換素子制御装置。 (24) 前記構成(14)の熱変位変換素子制御装置
において、光照射手段が光エネルギ供給手段によって供
給される光の一部を用いる熱変位変換素子制御装置。 (25) 前記構成(24)の熱変位変換素子制御装置
において、光照射手段が光エネルギ供給手段によって供
給される光の一部を分岐し、その照射光量を調整する光
変調器を有する熱変位変換素子制御装置。 (26) 前記構成(24)の熱変位変換素子制御装置
において、光エネルギ供給手段からの光量を調整する供
給光エネルギ調整手段が光変調器および照射光量検出手
段からなる熱変位変換素子制御装置。 (27) 前記構成(26)の熱変位変換素子制御装置
において、反射光を電圧に変換する変換手段がフォトダ
イオードおよび、フォトダイオードの出力電流を変換し
た電圧から前記照射光量検出手段の出力電圧を引き、外
部からの任意の電圧を加える変換回路からなる熱変位変
換素子制御装置。 (28) 光エネルギを伝送する光エネルギ供給手段に
複数の分岐型光変調手段を設け、前記分岐型光変調手段
によって分岐された光エネルギによって加熱される熱変
位変換素子と、熱変位変換素子を照らす光照射手段と、
その反射光を受光するセンサと、熱変位変換素子の変位
によって変化し、少なくとも積分手段によって積分した
受光強度に応じて熱変位変換素子を加熱するための前記
分岐型光変調手段の光の分岐比率を調節する熱変位変換
素子制御装置。 (29) 前記構成(28)の熱変位変換素子制御装置
において、熱変位変換素子に形状記憶合金を用いた熱変
位変換素子制御装置。 (30) 前記構成(28)の熱変位変換素子制御装置
において、熱変位変換素子を照らす光照射手段の光量が
外部からの指令によって可変である熱変位変換素子制御
装置。 (31) 前記構成(30)の熱変位変換素子制御装置
において、光照射手段が電圧設定手段と半導体レーザで
ある熱変位変換素子制御装置。 (32) 前記構成(28)の熱変位変換素子制御装置
において、前記受光強度と外部からの指令値とを加えた
量によって分岐型光変調手段の光の分岐比率を調節する
熱変位変換素子制御装置。 (33) 前記構成(32)の熱変位変換素子制御装置
において、反射光を受光するセンサがフォトダイオード
および、フォトダイオードの出力電流を変換し、積分回
路によって積分した後に外部からの任意の電圧を加える
変換回路からなる熱変位変換素子制御装置。 (34) 前記構成(28)の熱変位変換素子制御装置
において、前記受光強度と積分前の受光強度を比例、微
分したものとを加えた量によって分岐型光変調手段の光
の分岐比率を調節する熱変位変換素子制御装置。 (35) 前記構成(28)の熱変位変換素子制御装置
において、光エネルギを供給する光源および光伝送手段
がレーザ光源および光ファイバからなる熱変位変換素子
制御装置。 (36) 前記構成(28)の熱変位変換素子制御装置
において、熱変位変換素子の変位によって反射強度を変
化させる熱変位変換素子に塗布された反射光量変化手段
を有する熱変位変換素子制御装置。 (37) 前記構成(28)の熱変位変換素子制御装置
において、熱変位変換素子を照らす光照射手段に光エネ
ルギ供給手段によって供給される光の一部を用いた熱変
位変換素子制御装置。 (38) 前記構成(37)の熱変位変換素子制御装置
において、光照射手段が光エネルギ供給手段によって供
給される光の一部を分岐し、その照射光量を測定する照
射光量センサと照射光量を外部からの指令によって調整
する光変調器を有する熱変位変換素子制御装置。 (39) 前記構成(37)の熱変位変換素子制御装置
において、光エネルギ供給手段からの光量を調整する分
岐型光変調手段が光変調器および照射光量検出手段から
なる熱変位変換素子制御装置。 (40) 前記構成(39)の熱変位変換素子制御装置
において、反射光を電圧に変換する変換手段がフォトダ
イオードおよび、フォトダイオードの出力電流を変換し
た電圧から前記照射光量検出手段の出力電圧を引き、積
分器によって積分した後、外部からの任意の電圧を加え
る変換回路からなる熱変位変換素子制御装置。 (41) 前記構成(28)の熱変位変換素子制御装置
において、分岐型光変調手段が光伝送路中空隙を設ける
空隙構成手段と、その空隙中の光束の1部を反射し、熱
変位変換素子に照射するためのミラー駆動型光変調器か
ら成る熱変位変換素子制御装置。 (42) 前記構成(41)の熱変位変換素子制御装置
において、空隙構成手段に一組のレンズを用いた熱変位
変換素子制御装置。 (43) 前記構成(41)の熱変位変換素子制御装置
において、ミラー駆動型光変調器に圧電バイモルフを用
いた熱変位変換素子制御装置。 (44) 熱変位変換素子と熱変位変換素子を照らす光
照射手段と、熱変位変換素子の変位によって変化した反
射光を増幅し熱変位変換素子に照射する位相共役鏡を有
する熱変位変換素子制御装置。 (45) 前記構成(44)の熱変位変換素子制御装置
において、熱変位変換素子に形状記憶合金を用いた熱変
位変換素子制御装置。 (46) 前記構成(44)の熱変位変換素子制御装置
において、熱変位変換素子を照らす光照射手段の光量が
外部からの指令によって可変である熱変位変換素子制御
装置。 (47) 前記構成(44)の熱変位変換素子制御装置
において、熱変位変換素子の変位によって反射強度を変
化させる熱変位変換素子に塗布された反射光量変化手段
を有する熱変位変換素子制御装置。 (48) 前記構成(44)の熱変位変換素子制御装置
において、光照射手段が位相共役鏡と同一光源からの光
を用いる熱変位変換素子制御装置。 (49) 前記構成(44)の熱変位変換素子制御装置
において、縮退4光波混合を用いて位相共役鏡を構成す
る熱変位変換素子制御装置。 (50) 複数の熱変位変換素子と、それぞれの熱変位
変換素子を照らす光照射手段と、複数の熱変位変換素子
の変位によって変化した複数の反射光を合流させる光分
岐合流手段と、その合流した光を増幅し、逆の経路を通
してそれぞれの熱変位変換素子に照射する位相共役鏡を
有する熱変位変換素子制御装置。 (51) 前記構成(50)の熱変位変換素子制御装置
において、熱変位変換素子に形状記憶合金を用いた熱変
位変換素子制御装置。 (52) 前記構成(50)の熱変位変換素子制御装置
において、熱変位変換素子を照らす光照射手段の光量が
外部からの指令によって可変である熱変位変換素子制御
装置。 (53) 前記構成(50)の熱変位変換素子制御装置
において、熱変位変換素子の変位によって反射強度を変
化させる熱変位変換素子に塗布された反射光量変化手段
を有する熱変位変換素子制御装置。 (54) 前記構成(50)の熱変位変換素子制御装置
において、位相共役鏡と同一光源から光伝送手段および
光分岐手段を用いそれぞれの熱変位変換素子に等しい光
量で光を照射する光照射手段を有する熱変位変換素子制
御装置。 (55) 前記構成(50)の熱変位変換素子制御装置
において、縮退4波混合を用いて位相共役鏡を構成する
熱変位変換素子制御装置。 B.上記した各構成の従来技術は以下の通りである。 構成(1)〜(13)、及び(44)〜(49) 例えば形状記憶合金のような熱変位変換素子の位置制御
には位置センサとしてポテンショメータや、歪みゲージ
などを用いて変位を測定し、その値をフィードバックし
て位置制御を行っていた。 構成(14)〜(43)、及び構成(50)〜(55) 例えば本出願人による特開平5−253172号公報に
示されているように、通電加熱により形状を変化する形
状記憶合金からなる複数のアクチュエータに給電して駆
動するアクチュエータ駆動装置において、給電路にそれ
ぞれ接続された複数のアクチュエータに対して通電制御
素子を直列に介挿し、この通電制御素子を制御手段によ
り選択的に通電動作させるようにして、通電路が各アク
チュエータ毎に必要でなく、その給電路の兼用および省
略化が達成できていた。 C.上記した構成の発明が解決しようとする課題は以下
の通りである。 構成(1)〜(13)、及び(44)〜(49) 従来技術は、例えばマニピュレータの各関節のアクチュ
エータに熱変位変換素子を用い、変位のフィードバック
制御を各関節で行うようにした場合、ポテンショメータ
は構成が複雑なためマニピュレータの小型化が難しく、
歪みゲージなどの接触式のセンサは熱変位変換素子の駆
動の際の温度変化によって接着面が劣化するという問題
点がある。したがって、本発明はこの問題点を克服し、
小型化が容易で変位センサの劣化が少ない熱変位変換素
子制御装置を提供することを目的とするものである。 構成(14)〜(43)、及び(50)〜(55) 従来技術は、例えばマニピュレータに用いた場合、マニ
ピュレータの長さが長くなったとき、マニピュレータの
先端のアクチュエータを駆動するときほど給電線の電気
抵抗は大きくなるため、形状記憶合金を加熱する効率が
劣化するいう問題点がある。したがって、本発明はこの
問題点を克服し、マニピュレータ先端でも形状記憶合金
を加熱する効率が劣化しない、熱変位変換素子制御装置
を提供することを目的とするものである。 D.上記した構成の作用及び効果は以下の通りである。 構成(1)〜(13) この構成は第1実施例に対応し、構成に記載の熱変位変
換素子は、実施例では形状記憶合金101に、光エネル
ギ供給手段はArレーザ光源108および光ファイバ1
09に、光照射手段は半導体レーザ111および電圧設
定回路112に、反射光を受光するセンサはフォトダイ
オード113および検出回路114に、供給光エネルギ
調整手段は半導体光変調器110に該当する。 (作用)外部から設定されたある光量の光が光照射手段
から熱変位変換素子に照射され、熱変位変換素子の変位
によって変化するその反射光がセンサにより受光強度に
対応する電圧に変換する。その電圧を供給光エネルギ調
整手段に印加することにより加熱のために熱変位変換素
子に照射される光伝送手段によって供給された光エネル
ギが調節される。 (効果)光照射手段からの光が、熱変位変換素子に照射
され、その反射光によって変位を求め、光変調器によっ
て熱変位変換素子に供給される光エネルギが調節される
ので、変位の検出を非接触でおこなうことができ、しか
も変位のフィードバックループを簡単な構成で実現でき
る。また、熱変位変換素子を加熱するエネルギを光で伝
達するためエネルギの損失を低減することができる。 構成(14)〜(27) この構成は第2実施例に対応し、構成に記載の熱変位変
換素子は、実施例では形状記憶合金101に、光エネル
ギ供給手段はArレーザ光源208および光ファイバ2
09に、光分岐手段はY型分岐導波路216に、光照射
手段は半導体レーザ111および電圧設定回路112
に、反射光を受光するセンサはフォトダイオード113
および検出回路114に、供給光エネルギ調整手段は半
導体光変調器110に該当する。 (作用)外部から設定されたある光量の光が光照射手段
から熱変位変換素子に照射され、熱変位変換素子の変位
によって変化するその反射光がセンサにより受光強度に
対応する電圧に変換する。その電圧を供給光エネルギ調
整手段に印加することにより、加熱のために熱変位変換
素子に照射される光伝送手段によって供給された光エネ
ルギが調節される。この光は、光伝送手段、光分岐手段
によって複数の熱変位変換素子に供給される。 (効果)光照射手段からの光が、熱変位変換素子に照射
され、その反射光によって変位を求め、光変調器によっ
て熱変位変換素子に供給される光エネルギが調節される
ので、変位の検出を非接触でおこなうことができ、しか
も変位のフィードバックループを簡単な構成で実現でき
る。また、熱変位変換素子を加熱するエネルギを光で伝
達するため光分岐手段以外の部分の損失を低減すること
ができる。また、複数の熱変位変換素子を駆動するため
に単一のエネルギ伝走路によっておこなうことができ
る。 構成(28)〜(43) この構成は第5実施例に対応し、構成に記載の熱変位変
換素子は、実施例では形状記憶合金101に、光エネル
ギ供給手段はArレーザ光源308および光ファイバ3
09に、光分岐型光変調手段は方向性結合型光変調器3
10に、光照射手段は半導体レーザ111および電圧設
定回路112に、反射光を受光するセンサはフォトダイ
オード113および検出回路114に該当する。 (作用)外部から設定されたある光量の光が光照射手段
から熱変位変換素子に照射され、熱変位変換素子の変位
によって変化するその反射光がセンサにより受光強度に
対応する電圧に変換する。その電圧を分岐型光変調整手
段に印加することにより加熱のために熱変位変換素子に
照射される光伝送手段によって供給された光エネルギが
調節される。この光は、光伝送手段、分岐型光変調整手
段によって複数の熱変位変換素子に供給される。 (効果)光照射手段からの光が、熱変位変換素子に照射
され、その反射光によって変位を求め、光変調器によっ
て熱変位変換素子に供給される光エネルギが調節される
ので、変位の検出を非接触でおこなうことができ、しか
も変位のフィードバックループを簡単な構成で実現でき
る。また、熱変位変換素子を加熱するエネルギを光で伝
達するため光分岐手段以外の部分の損失を低減すること
ができる。また、複数の熱変位変換素子を駆動するため
に単一のエネルギ伝走路によっておこなうことができ
る。また、分岐型のスイッチを用いたことにより分岐と
光変調器が1素子となり、構成が簡単になる。さらに、
分岐時の損失が低減できる。 構成(44)〜(49) この構成は第7実施例に対応し、構成に記載の熱変位変
換素子は、実施例では形状記憶合金101に、光照射手
段はArレーザ光源511、光ファイバ514、Y型分
岐導波路515および半導体光変調器516に、位相共
役鏡は位相共役鏡508に該当する。 (作用)外部から設定されたある光量の光が、光照射手
段から熱変位変換素子に照射され、熱変位変換素子の変
位によって変化するその反射光が位相共役鏡に入射す
る。位相共役鏡に入射した光は増幅されて反射し、同じ
経路を通って熱変位変換素子に照射され熱変位変換素子
を加熱する。 (効果)外部から設定されたある光量の光が、光照射手
段から熱変位変換素子に照射され、熱変位変換素子の変
位によって変化する反射光を位相共役鏡によって増幅
し、熱変位変換素子に供給される光エネルギが調節され
るので、変位の検出を非接触でおこなうことができ、し
かも変位のフィードバックループを簡単な構成で実現で
きる。また、熱変位変換素子を加熱するエネルギを光で
伝達するためエネルギの損失を低減することができる。 構成(50)〜(55) この構成は第8実施例に対応し、構成に記載の熱変位変
換素子は、実施例では形状記憶合金101に、光照射手
段はArレーザ光源511、光ファイバ514、Y型分
岐導波路515および半導体光変調器516に、光分岐
合流手段はY型分岐合流導波路621に、位相共役鏡は
位相共役鏡608に該当する。 (作用)外部から設定されたある光量の光が、複数の光
照射手段からそれぞれの熱変位変換素子に照射され、熱
変位変換素子の変位によって変化するその反射光が光分
岐合流手段で合流し位相共役鏡に入射する。位相共役鏡
に入射した光は増幅されて反射し、同じ経路を通って熱
変位変換素子に照射され熱変位変換素子を加熱する。 (効果)外部から設定されたある光量の光が、光照射手
段から熱変位変換素子に照射され、熱変位変換素子の変
位によって変化する反射光を位相共役鏡によって増幅
し、熱変位変換素子に供給される光エネルギが調節され
るので、変位の検出を非接触でおこなうことができ、し
かも変位のフィードバックループを簡単な構成で実現で
きる。また、熱変位変換素子を加熱するエネルギを光で
伝達するためエネルギの損失をが低減することができ
る。また、分岐合流手段を用いることにより複数の熱変
位変換素子を駆動するために単一のエネルギ伝走路によ
っておこなうことができる。
According to the eighth embodiment described above, the following effects can be obtained. 1. The electric circuit configuration for the joints becomes simple. 2. Only one optical fiber for energy transmission is required. A. The technical idea of the following configuration is derived from the above-described specific embodiments. (1) A thermal displacement conversion element, light energy supply means for supplying light energy to the thermal displacement conversion element to heat and displace the thermal displacement conversion element, and illumination light for displacement measurement to the thermal displacement conversion element. Thermal displacement conversion by the optical energy supply means according to the light irradiation means for irradiating, the sensor for receiving the reflected light from the thermal displacement conversion element, and the received light intensity of the sensor changed by the displacement of the thermal displacement conversion element. A thermal displacement conversion element control device comprising: a supply light energy adjusting means for adjusting the supply amount of light energy to the element. (2) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (1), the amount of illumination light of the light irradiating means is variable according to a command from the outside. (3) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (2), the light irradiation unit includes a semiconductor laser and a voltage setting unit for the semiconductor laser. (4) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (1), supply light for adjusting the amount of light from the optical energy supply means for heating the thermal displacement conversion element by adding an external command value to the received light intensity. A thermal displacement conversion element control device having an energy adjusting means. (5) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (4), the conversion means for converting the reflected light into a voltage applies a photodiode and a voltage obtained by converting the output current of the photodiode and an arbitrary voltage from the outside. A thermal displacement conversion element control device comprising a conversion circuit that outputs a voltage. (6) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (1), the supply light for adjusting the light amount from the light energy supply means by using an amount obtained by adding the light reception intensity of the sensor in proportion, integration, or differentiation. A thermal displacement conversion element control device having an energy adjusting means. (7) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (1), the optical energy supply means for supplying optical energy is a thermal displacement conversion element control device including a laser light source and an optical fiber. (8) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (1), the thermal displacement conversion element control device has a reflected light amount changing means applied to the thermal displacement conversion element that changes the reflection intensity according to the displacement of the thermal displacement conversion element. (9) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (1), the light displacement means uses a part of the light supplied by the light energy supply means. (10) In the thermal displacement conversion element control device having the above configuration (9), the thermal displacement having an optical modulator for branching a part of the light supplied by the optical energy supply means by the light irradiation means and adjusting the irradiation light amount. Conversion element control device. (11) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (9), the thermal displacement conversion element control device in which the supply light energy adjusting means for adjusting the light quantity from the light energy supplying means comprises an optical modulator and an irradiation light quantity detecting means. (12) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (11), the conversion unit that converts the reflected light into a voltage changes the output voltage of the irradiation light amount detection unit from the photodiode and the voltage obtained by converting the output current of the photodiode. A thermal displacement conversion element control device comprising a conversion circuit that outputs a voltage to which an arbitrary voltage is applied from the outside. (13) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (1), the thermal displacement conversion element control device using a shape memory alloy for the thermal displacement conversion element. (14) A plurality of light branching means of light energy supplying means for supplying light energy are provided, and the thermal displacement conversion element heated by the light energy branched by the light branching means and the light irradiation means for illuminating the thermal displacement conversion element. And a sensor for receiving the reflected light thereof, and a supply light energy adjusting means for adjusting the amount of light from the light energy supply means for heating the thermal displacement conversion element according to the received light intensity changed by the displacement of the thermal displacement conversion element. A thermal displacement conversion element control device having: (15) The thermal displacement conversion element control device according to the above-mentioned configuration 14, wherein the thermal displacement conversion element control device has a plurality of light branching means for equalizing the light energy branched by the light branching means. (16) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (14), the thermal displacement conversion element control device using a shape memory alloy for the thermal displacement conversion element. (17) A thermal displacement conversion element control device in which the amount of light of a light irradiation unit that illuminates the thermal displacement conversion element is variable according to an external command. (18) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (17), the light irradiation means is a voltage setting means and a semiconductor laser. (19) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (14), supply light for adjusting the amount of light from the light energy supply means for heating the thermal displacement conversion element by adding an external command value to the received light intensity. A thermal displacement conversion element control device having an energy adjusting means. (20) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (19), the conversion means for converting the reflected light into a voltage applies a photodiode and a voltage obtained by converting the output current of the photodiode and an arbitrary voltage from the outside. A thermal displacement conversion element control device comprising a conversion circuit that outputs a voltage. (21) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (14), a supply light energy adjusting means for adjusting the light quantity from the light energy supplying means by using an amount obtained by adding proportionally and integral differentiating the received light intensity. A thermal displacement conversion element control device having. (22) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (14), the optical energy supply device for supplying optical energy is a thermal displacement conversion element control device including a laser light source and an optical fiber. (23) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (14), there is provided a thermal displacement conversion element control device having reflected light amount changing means applied to the thermal displacement conversion element for changing the reflection intensity depending on the displacement of the thermal displacement conversion element. (24) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (14), the light displacement means uses a part of the light supplied by the light energy supply means. (25) In the thermal displacement conversion element control device having the above configuration (24), the thermal displacement having an optical modulator for branching a part of the light supplied by the light energy supply means by the light irradiation means and adjusting the irradiation light amount. Conversion element control device. (26) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (24), the supplied light energy adjusting means for adjusting the amount of light from the optical energy supply means comprises an optical modulator and an irradiation light amount detection means. (27) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (26), the conversion unit that converts the reflected light into a voltage is the photodiode and the output voltage of the irradiation light amount detection unit is converted from the voltage obtained by converting the output current of the photodiode. A thermal displacement conversion element control device comprising a conversion circuit for pulling and applying an arbitrary voltage from the outside. (28) A plurality of branch type light modulation means is provided in the light energy supply means for transmitting light energy, and a thermal displacement conversion element heated by the light energy branched by the branch type light modulation means and a thermal displacement conversion element are provided. Light irradiation means to illuminate,
A sensor for receiving the reflected light and a branching ratio of the light of the branch type light modulation means for heating the thermal displacement conversion element according to the received light intensity which is changed by the displacement of the thermal displacement conversion element and is integrated by at least the integration means. Control device for adjusting thermal displacement conversion element. (29) The thermal displacement conversion element control device having the configuration (28), wherein a shape memory alloy is used for the thermal displacement conversion element. (30) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (28), the amount of light of the light irradiation means that illuminates the thermal displacement conversion element is variable according to an external command. (31) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (30), the light irradiation means is a voltage setting means and a semiconductor laser. (32) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (28), the thermal displacement conversion element control for adjusting the light splitting ratio of the split light modulating means according to an amount obtained by adding the received light intensity and a command value from the outside. apparatus. (33) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (32), the sensor that receives the reflected light converts the photodiode and the output current of the photodiode, which is integrated by the integration circuit and then an arbitrary voltage from the outside is applied. A thermal displacement conversion element control device comprising an additional conversion circuit. (34) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (28), the light branching ratio of the branching light modulator is adjusted by an amount obtained by adding the received light intensity and the received light intensity before integration in proportion and differentiation. Thermal displacement conversion element control device. (35) In the thermal displacement conversion element control device having the above configuration (28), the thermal displacement conversion element control device in which the light source for supplying optical energy and the optical transmission means are a laser light source and an optical fiber. (36) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (28), the thermal displacement conversion element control device having a reflected light amount changing means applied to the thermal displacement conversion element that changes the reflection intensity depending on the displacement of the thermal displacement conversion element. (37) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (28), the thermal displacement conversion element control device using part of the light supplied by the light energy supply means to the light irradiation means for illuminating the thermal displacement conversion element. (38) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (37), the light irradiation means splits a part of the light supplied by the light energy supply means, and the irradiation light amount sensor for measuring the irradiation light amount and the irradiation light amount are provided. A thermal displacement conversion element control device having an optical modulator that is adjusted by an external command. (39) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (37), the branch type optical modulation means for adjusting the amount of light from the optical energy supply means comprises an optical modulator and an irradiation light amount detection means. (40) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (39), the conversion means for converting the reflected light into a voltage changes the output voltage of the irradiation light amount detection means from the photodiode and the voltage obtained by converting the output current of the photodiode. A thermal displacement conversion element control device comprising a conversion circuit for applying an arbitrary voltage from the outside after drawing and integrating by an integrator. (41) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (28), the branch type optical modulation means reflects the air gap forming means for providing a space in the optical transmission line and a part of the light flux in the air gap to perform thermal displacement conversion. A thermal displacement conversion element control device comprising a mirror drive type optical modulator for irradiating an element. (42) In the thermal displacement conversion element control device having the above configuration (41), the thermal displacement conversion element control device using a pair of lenses for the gap forming means. (43) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (41), a thermal displacement conversion element control device using a piezoelectric bimorph for a mirror drive type optical modulator. (44) Thermal displacement conversion element control having a thermal displacement conversion element, a light irradiation unit that illuminates the thermal displacement conversion element, and a phase conjugate mirror that amplifies reflected light changed by the displacement of the thermal displacement conversion element and irradiates the thermal displacement conversion element apparatus. (45) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (44), the thermal displacement conversion element control device using a shape memory alloy for the thermal displacement conversion element. (46) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (44), the amount of light of the light irradiation means that illuminates the thermal displacement conversion element is variable according to a command from the outside. (47) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (44), the thermal displacement conversion element control device having reflected light amount changing means applied to the thermal displacement conversion element that changes the reflection intensity depending on the displacement of the thermal displacement conversion element. (48) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (44), the light irradiation means uses light from the same light source as the phase conjugate mirror. (49) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (44), the thermal displacement conversion element control device that configures a phase conjugate mirror by using degenerate four-wave mixing. (50) A plurality of thermal displacement conversion elements, a light irradiation means for illuminating each thermal displacement conversion element, an optical branching / merging means for converging a plurality of reflected lights changed by the displacement of the plurality of thermal displacement conversion elements, and their confluence. A thermal displacement conversion element control device having a phase conjugate mirror that amplifies the generated light and irradiates each thermal displacement conversion element through the reverse path. (51) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (50), the thermal displacement conversion element control device using a shape memory alloy for the thermal displacement conversion element. (52) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (50), the amount of light of the light irradiation unit that illuminates the thermal displacement conversion element is variable according to an external command. (53) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (50), the thermal displacement conversion element control device having a reflected light amount changing means applied to the thermal displacement conversion element that changes the reflection intensity depending on the displacement of the thermal displacement conversion element. (54) In the thermal displacement conversion element control device having the above configuration (50), a light irradiation means for irradiating each thermal displacement conversion element with an equal amount of light from the same light source as the phase conjugate mirror by using the light transmission means and the optical branching means. And a thermal displacement conversion element control device. (55) In the thermal displacement conversion element control device having the configuration (50), the thermal displacement conversion element control device that configures a phase conjugate mirror using degenerate four-wave mixing. B. The related art of each of the above-described configurations is as follows. Configurations (1) to (13) and (44) to (49) For position control of a thermal displacement conversion element such as a shape memory alloy, a displacement is measured using a potentiometer or a strain gauge as a position sensor, The position was controlled by feeding back the value. Configurations (14) to (43) and Configurations (50) to (55) For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-253172 by the present applicant, a shape memory alloy that changes shape by electric heating. In an actuator drive device that feeds and drives a plurality of actuators, an energization control element is inserted in series with respect to a plurality of actuators that are respectively connected to a power supply path, and the energization control element is selectively energized by a control means. In this way, a power supply path is not required for each actuator, and the power supply path can be shared and omitted. C. The problems to be solved by the invention having the above-described configuration are as follows. Configurations (1) to (13) and (44) to (49) In the related art, for example, when a thermal displacement conversion element is used for an actuator of each joint of a manipulator and displacement feedback control is performed at each joint, Since the potentiometer has a complicated configuration, it is difficult to miniaturize the manipulator,
A contact type sensor such as a strain gauge has a problem that an adhesive surface is deteriorated due to a temperature change when the thermal displacement conversion element is driven. Therefore, the present invention overcomes this problem,
It is an object of the present invention to provide a thermal displacement conversion element control device that can be easily downsized and has little deterioration of a displacement sensor. Configurations (14) to (43) and (50) to (55) When the conventional technique is used for a manipulator, for example, when the length of the manipulator becomes long, the power feeding line is increased as the actuator at the tip of the manipulator is driven. Has a problem that the efficiency of heating the shape memory alloy deteriorates. Therefore, an object of the present invention is to provide a thermal displacement conversion element control device that overcomes this problem and does not deteriorate the efficiency of heating the shape memory alloy even at the tip of the manipulator. D. The operation and effect of the above configuration are as follows. Configurations (1) to (13) This configuration corresponds to the first embodiment, and the thermal displacement conversion element described in the configuration is the shape memory alloy 101 in the embodiment, and the light energy supply means is the Ar laser light source 108 and the optical fiber. 1
The light irradiation means corresponds to the semiconductor laser 111 and the voltage setting circuit 112, the sensor for receiving the reflected light corresponds to the photodiode 113 and the detection circuit 114, and the supplied light energy adjusting means corresponds to the semiconductor optical modulator 110. (Operation) A certain amount of light set from the outside is applied to the thermal displacement conversion element from the light irradiation means, and the reflected light that changes depending on the displacement of the thermal displacement conversion element is converted by the sensor into a voltage corresponding to the received light intensity. By applying the voltage to the supplied light energy adjusting means, the light energy supplied to the thermal displacement conversion element for heating by the light transmitting means is adjusted. (Effect) The displacement of the thermal displacement conversion element is detected by irradiating the light from the light irradiating means to the thermal displacement conversion element, determining the displacement by the reflected light, and adjusting the optical energy supplied to the thermal displacement conversion element by the optical modulator. Can be performed without contact, and a displacement feedback loop can be realized with a simple configuration. Further, since the energy for heating the thermal displacement conversion element is transmitted by light, the energy loss can be reduced. Configurations (14) to (27) This configuration corresponds to the second embodiment, and the thermal displacement conversion element described in the configuration is the shape memory alloy 101 in the embodiment, and the light energy supply means is the Ar laser light source 208 and the optical fiber. Two
09, the optical branching means is the Y-type branching waveguide 216, and the light irradiating means is the semiconductor laser 111 and the voltage setting circuit 112.
In addition, the sensor that receives the reflected light is the photodiode 113.
In addition, the semiconductor light modulator 110 corresponds to the supply light energy adjusting means in the detection circuit 114. (Operation) A certain amount of light set from the outside is applied to the thermal displacement conversion element from the light irradiation means, and the reflected light that changes depending on the displacement of the thermal displacement conversion element is converted by the sensor into a voltage corresponding to the received light intensity. By applying the voltage to the supplied light energy adjusting means, the light energy supplied by the light transmitting means for irradiating the thermal displacement conversion element for heating is adjusted. This light is supplied to the plurality of thermal displacement conversion elements by the optical transmission means and the optical branching means. (Effect) The displacement of the thermal displacement conversion element is detected by irradiating the light from the light irradiating means to the thermal displacement conversion element, determining the displacement by the reflected light, and adjusting the optical energy supplied to the thermal displacement conversion element by the optical modulator. Can be performed without contact, and a displacement feedback loop can be realized with a simple configuration. Further, since the energy for heating the thermal displacement conversion element is transmitted by light, it is possible to reduce the loss of portions other than the light branching means. In addition, a single energy transfer path can be used to drive a plurality of thermal displacement conversion elements. Configurations (28) to (43) This configuration corresponds to the fifth embodiment, and the thermal displacement conversion element described in the configuration is the shape memory alloy 101 in the embodiment, and the light energy supply means is the Ar laser light source 308 and the optical fiber. Three
09, the optical branching type optical modulation means is a directional coupling type optical modulator 3
10, the light irradiation means corresponds to the semiconductor laser 111 and the voltage setting circuit 112, and the sensor for receiving the reflected light corresponds to the photodiode 113 and the detection circuit 114. (Operation) A certain amount of light set from the outside is applied to the thermal displacement conversion element from the light irradiation means, and the reflected light that changes depending on the displacement of the thermal displacement conversion element is converted by the sensor into a voltage corresponding to the received light intensity. By applying the voltage to the branch type light change adjusting means, the light energy supplied by the light transmitting means for irradiating the thermal displacement conversion element for heating is adjusted. This light is supplied to the plurality of thermal displacement conversion elements by the optical transmission means and the branch type optical change adjusting means. (Effect) The displacement of the thermal displacement conversion element is detected by irradiating the light from the light irradiating means to the thermal displacement conversion element, determining the displacement by the reflected light, and adjusting the optical energy supplied to the thermal displacement conversion element by the optical modulator. Can be performed without contact, and a displacement feedback loop can be realized with a simple configuration. Further, since the energy for heating the thermal displacement conversion element is transmitted by light, it is possible to reduce the loss of portions other than the light branching means. In addition, a single energy transfer path can be used to drive a plurality of thermal displacement conversion elements. Further, since the branch type switch is used, the branch and the optical modulator are integrated into one element, which simplifies the configuration. further,
The loss at the time of branching can be reduced. Configurations (44) to (49) This configuration corresponds to the seventh embodiment, and the thermal displacement conversion element described in the configuration is the shape memory alloy 101 in the embodiment, the light irradiation means is the Ar laser light source 511, and the optical fiber 514. , Y-shaped branch waveguide 515 and semiconductor optical modulator 516, and the phase conjugate mirror corresponds to the phase conjugate mirror 508. (Operation) A certain amount of light set from the outside is applied to the thermal displacement conversion element from the light irradiation means, and the reflected light that changes depending on the displacement of the thermal displacement conversion element is incident on the phase conjugate mirror. The light incident on the phase conjugate mirror is amplified and reflected, and is irradiated onto the thermal displacement conversion element through the same path to heat the thermal displacement conversion element. (Effect) A certain amount of light set from the outside is applied to the thermal displacement conversion element from the light irradiation means, the reflected light that changes due to the displacement of the thermal displacement conversion element is amplified by the phase conjugate mirror, and is converted into the thermal displacement conversion element. Since the supplied light energy is adjusted, the displacement can be detected in a non-contact manner, and the displacement feedback loop can be realized with a simple configuration. Further, since the energy for heating the thermal displacement conversion element is transmitted by light, the energy loss can be reduced. Configurations (50) to (55) This configuration corresponds to the eighth embodiment, and the thermal displacement conversion element described in the configuration is the shape memory alloy 101 in the embodiment, the light irradiation means is the Ar laser light source 511, and the optical fiber 514. , Y-type branch waveguide 515 and semiconductor optical modulator 516, the optical branching / merging means corresponds to Y-type branching / merging waveguide 621, and the phase conjugate mirror corresponds to phase conjugate mirror 608. (Function) A certain amount of light set from the outside is applied to each thermal displacement conversion element from a plurality of light irradiation means, and the reflected light that changes due to the displacement of the thermal displacement conversion element joins at the optical branching and joining means. It is incident on the phase conjugate mirror. The light incident on the phase conjugate mirror is amplified and reflected, and is irradiated onto the thermal displacement conversion element through the same path to heat the thermal displacement conversion element. (Effect) A certain amount of light set from the outside is applied to the thermal displacement conversion element from the light irradiation means, the reflected light that changes due to the displacement of the thermal displacement conversion element is amplified by the phase conjugate mirror, and is converted into the thermal displacement conversion element. Since the supplied light energy is adjusted, the displacement can be detected in a non-contact manner, and the displacement feedback loop can be realized with a simple configuration. Further, since the energy for heating the thermal displacement conversion element is transmitted by light, the energy loss can be reduced. Further, by using the branching and joining means, a plurality of thermal displacement conversion elements can be driven by a single energy transfer path.

【0083】[0083]

【発明の効果】上記した発明によれば、小型化が容易に
なるとともに変位センサの劣化が少ない熱変位変換素子
制御装置を提供することができる。
According to the above-mentioned invention, it is possible to provide a thermal displacement conversion element control device which can be easily downsized and whose displacement sensor is less deteriorated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施例のマニピュレータ関節部の構造を説
明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a manipulator joint portion according to the first embodiment.

【図3】反射光量変化手段の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a reflected light amount changing unit.

【図4】電圧設定回路図である。FIG. 4 is a voltage setting circuit diagram.

【図5】電圧設定タイミングを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing voltage setting timing.

【図6】第2実施例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment.

【図7】第2実施例のマニピュレータ関節部の構造を説
明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a structure of a manipulator joint portion according to a second embodiment.

【図8】第3実施例を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a third embodiment.

【図9】第3実施例のマニピュレータ関節部の構造を説
明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a structure of a manipulator joint portion according to a third embodiment.

【図10】第4実施例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a fourth embodiment.

【図11】第4実施例のマニピュレータ関節部の構造を
説明する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a structure of a manipulator joint portion according to a fourth embodiment.

【図12】反射光量変化手段および黒体塗料の塗布図で
ある。
FIG. 12 is a coating diagram of a reflected light amount changing unit and a black body paint.

【図13】第5実施例を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing a fifth embodiment.

【図14】第5実施例のマニピュレータ関節部の構造を
説明する図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating a structure of a manipulator joint portion according to a fifth embodiment.

【図15】第6実施例を示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing a sixth embodiment.

【図16】第6実施例のマニピュレータ関節部の構造を
説明する図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a structure of a manipulator joint portion according to a sixth embodiment.

【図17】第7実施例を示すブロック図である。FIG. 17 is a block diagram showing a seventh embodiment.

【図18】第7実施例のマニピュレータ関節部の構造を
説明する図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a structure of a manipulator joint portion according to a seventh embodiment.

【図19】第7実施例の位相共役鏡の構成図である。FIG. 19 is a configuration diagram of a phase conjugate mirror of a seventh embodiment.

【図20】第8実施例を示すブロック図である。FIG. 20 is a block diagram showing an eighth embodiment.

【図21】第8実施例のマニピュレータ関節部の構造を
説明する図である。
FIG. 21 is a diagram illustrating a structure of a manipulator joint portion according to an eighth embodiment.

【図22】第8実施例の位相共役鏡の構成図である。FIG. 22 is a configuration diagram of a phase conjugate mirror of an eighth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…形状記憶合金膜、102…形状記憶合金加熱手
段、103…変位検出手段、106…反射光量変化手
段、107…黒体塗料、108…レーザ光源、109…
光ファイバ、110…光変調器、111…半導体レー
ザ、112…電圧設定回路、113…フォトダイオー
ド、114…検出回路。
Reference numeral 101 ... Shape memory alloy film, 102 ... Shape memory alloy heating means, 103 ... Displacement detecting means, 106 ... Reflected light amount changing means, 107 ... Black body paint, 108 ... Laser light source, 109 ...
Optical fiber, 110 ... Optical modulator, 111 ... Semiconductor laser, 112 ... Voltage setting circuit, 113 ... Photodiode, 114 ... Detection circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 熱変位変換素子と、 この熱変位変換素子を加熱して変位させるために熱変位
変換素子に光エネルギを供給する光エネルギ供給手段
と、 前記熱変位変換素子に変位測定用の照明光を照射する光
照射手段と、 前記熱変位変換素子からの反射光を受光するセンサと、 前記熱変位変換素子の変位によって変化した前記センサ
の受光強度に応じて、 前記光エネルギ供給手段による熱変位変換素子への光エ
ネルギの供給量を調整する供給光エネルギ調整手段と、 を具備したことを特徴とする熱変位変換素子制御装置。
1. A thermal displacement conversion element, an optical energy supply means for supplying optical energy to the thermal displacement conversion element to heat and displace the thermal displacement conversion element, and the thermal displacement conversion element for displacement measurement. Light irradiation means for irradiating illumination light, a sensor for receiving the reflected light from the thermal displacement conversion element, and the light energy supply means for receiving light intensity of the sensor changed by the displacement of the thermal displacement conversion element. A thermal displacement conversion element control device comprising: a supply light energy adjusting means for adjusting an amount of light energy supplied to the thermal displacement conversion element.
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JP2008021292A (en) * 2006-06-12 2008-01-31 Takashi Kurokawa Sensor device
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