JPH04281376A - 光歪アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は移動体を移動制御する光
歪アクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】移動体を移動制御する技術として圧電体
を用いた圧電アクチュエータがある。この技術は例えば
特開平１−２９１６７３号公報により知られている。こ
の技術は板状の圧電体の下面に複数の下部電極膜を分割
して被着するとともに圧電体の上面に１つの上部電極膜
を被着し、これら下部電極膜と上部電極膜との間に例え
ば多相交流電圧を印加して圧電作用により圧電体上に載
置された移動体を移動させるものである。

【０００３】しかしながら、この技術では複数の下部電
極膜及び上部電極膜を被着してあるので、これら下部電
極膜及び上部電極膜へのケーブル等の配線が多くなり、
特に下部電極膜の数が増加するに伴もなって配線が複雑
化する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように圧電アク
チュエータでは下部電極膜及び上部電極膜へ配線を行う
ので、配線が複雑化する。そこで本発明は、ケーブル等
の配線が必要なく、非接触で移動体を移動させることが
できる光歪アクチュエータを提供することを目的とする
。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、光の照射によ
り変位が発生する光歪素子と、この光歪素子に対して光
を所定速度で走査して照射する移動光源とを備えて上記
目的を達成しようとする光歪アクチュエータである。こ
の場合、光歪素子は複数の分割光歪素子を配列して成る
もの、又は軌道に沿って形成されたものとなっている。

【０００６】

【作用】このような手段を備えたことにより、光歪素子
に対して移動光源により光が所定速度で走査されて照射
される。この光照射により光歪素子に変位が発生し、こ
の状態に光歪素子上に例えば移動体が載置されていれば
、この移動体は移動する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。

【０００８】図１は光歪アクチュエータの構成図である
。光歪素子１は複数の分割光歪素子１−１〜１−ｎを軌
道方向（ｙ）に沿って配置したものとなっている。これ
ら分割光歪素子１−１〜１−ｎはそれぞれ直方体に形成
され、光が照射されることにより図２に示すように変位
（歪）が生じるものとなっている。すなわち、各分割光
歪素子１−１〜１−ｎは時刻ａ１に光を照射開始してか
ら時刻ａ２になると、変位はｚ方向にｚａとなる。そし
て、時刻ａ３に光照射を終了すると、これら分割光歪素
子１−１〜１−ｎの変位ｚａは次第に小さくなり元の状
態に戻る。又、これら分割光歪素子１−１〜１−ｎの間
はそれぞれ摺動自在な状態に接触し合って配置されてい
る。そして、これら分割光歪素子１−１〜１−ｎには移
動体２が載置される。

【０００９】一方、光歪素子１の下方には移動光源３が
配置されている。この移動光源３は各分割光歪素子１−
１〜１−ｎの形状とほぼ同一形状つまり長方形の光ビー
ムを放射するものとなっている。この移動光源３は光源
移動機構４に設けられている。この光源移動機構４は回
転軸５、６を備え、これら回転軸５、６の間にベルト７
を掛け、かつ回転軸５にモータ８を連結している。ベル
ト７は各分割光歪素子１−１〜１−ｎが配列されている
方向と同一方向に掛けられている。又、モータ８は速度
制御装置９により一定の回転数に制御されるようになっ
ている。次に上記の如く構成された装置の作用について
説明する。

【００１０】光歪素子１上には移動体２が載置される。 速度制御装置９はモータ８を一定の回転数で回転制御す
る。この制御によりモータ８は一定回転数で回転し、ベ
ルト７は一定速度で軌道方向（ｙ）に沿って移動し、移
動光源３は同方向に移動する。しかるに、移動光源３か
ら放射されて光ビームは、例えば先ず分割光歪素子１−
１に照射され、次に分割光歪素子１−２、次に分割光歪
素子１−３…の順で順次一定速度で照射される。これに
より、図３に示すように先ず分割光歪素子１−１に変位
が生じ、次に分割光歪素子１−２、次に分割光歪素子１
−３…の順で順次時間差Δｔをもって変位が生じる。

【００１１】ここで、これら分割光歪素子１−１〜１−
ｎの変位の変化が近似正弦波となるように移動光源３の
移動速度を制御すると、各分割光歪素子１−１〜１−ｎ
の表面上の１ポイントを見ると、この１ポイントは一定
方向回りの楕円軌跡を描く。しかるに、この楕円軌跡に
より推進力が発生して移動体２は移動する。

【００１２】各分割光歪素子１−１〜１−ｎの表面上の
楕円軌跡について図４を参照して説明する。なお、同図
では分割光歪素子１−１〜１−３について示してある。 同図に示すように分割光歪素子１−１の表面上の各ポイ
ントを（イ）（ロ）、各分割光歪素子１−１、１−２と
の接点ポイントを（ハ）…等とする。そして、各分割光
歪素子１−１〜１−３における各変位をｚ１、ｚ２、ｚ
３としたとき、これら変位ｚ１、ｚ２、ｚ３が

【００１
３】 ｚ１＝Ｚｓｉｎ　ｔ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　…（１）ｚ２＝Ｚｓｉｎ　（ｔ＋２π／３
）　　　　　　　　…（２）ｚ３＝Ｚｓｉｎ　（ｔ＋４
π／３）　　　　　　　　…（３）に示すような各正弦
波に近似した変化を示すように移動光源３の移動速度Ｖ
を設定する。そして、次の条件の下で各ポイントの移動
軌跡のシミュレーションを行う。 （ａ）各分割光歪素子１−１〜１−３の変位は移動体２
の形状に無関係であり、空気抵抗は無視し、ｙｚ平面の
み考える。（ｂ）各分割光歪素子１−１〜１−３の厚さ
方向の半分の部分のみについてシミュレーションを行い
、変位は厚さ方向に対称と考える。（ｃ）各分割光歪素
子１−１〜１−３がそれぞれ独立に変位するとして、こ
の変位は各分割光歪素子１−１〜１−３の中点で近似す
る。（ｄ）各分割光歪素子１−１〜１−３の重心は移動
しない。（ｅ）光量に対する変位量を設定する。

【００１４】以上の条件の下でシミュレーションを行っ
た結果、各ポイント（イ）（ロ）…は図４に示すような
同一方向回りの楕円軌跡を描く。この楕円軌跡により移
動体２は一定の推力を受けて移動する。なお、以上の説
明では分割光歪素子を３つとして説明したが、ｎ個ある
場合のｋ番目の素子の変位は、

【００１５】 ｚｋ＝Ｚｓｉｎ　｛ｔ＋（２π／ｎ）（ｋ−１）｝（ｎ
＝１，２，３，…） となる。

【００１６】又、各分割光歪素子１−１〜１−３の材質
を全て同一とし、かつ移動光源３を一定速度で移動させ
ることにより、移動体２を一定速度で移動させることが
できる。

【００１７】このように上記一実施例においては、光歪
素子１に対して移動光源３により光ビームを一定速度で
走査して照射し、このときに光歪素子１に生じる変位に
よって移動体２を移動させるようにしたので、非接触の
状態で光歪素子１に変位を生じさせて移動体２を移動で
きる。従って、ケーブル等の配線は不必要となり、構成
を簡単化できる。

【００１８】なお、本発明は上記一実施例に限定される
ものでなくその要旨を変更しない範囲で変形してもよい
。例えば、光歪素子１は複数の分割光歪素子１−１〜１
−ｎに分けずに移動体２の軌道に沿って１つに形成され
たものでもよい。この場合、光歪素子に光を照射するこ
とにより、この照射された部分のみに変位が生じる。 又、移動光源は１つに限らず複数配置してもよく、この
場合には複数の移動体を同時に移動させることができる
うえ、大ストローク化につながる。

【００１９】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、ケ
ーブル等の配線が必要なく、非接触で移動体を移動させ
ることができる光歪アクチュエータを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光歪アクチュエータの一実施例を
示す構成図。

【図２】同アクチュエータにおける分割光歪素子の変位
を示す図。

【図３】同アクチュエータにおける光歪素子の変位を示
す図。

【図４】同アクチュエータにおける分割光歪素子の楕円
軌跡のシミュレーション結果を示す模式図。

【符号の説明】

１…光歪素子、１−１〜１−ｎ…分割光歪素子、２…移
動体、３…移動光源、４…光源移動機構、９…速度制御
装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光の照射により歪が発生する光歪素子
   と、この光歪素子に対して光を所定速度で走査して照射
   する移動光源とを具備したことを特徴とする光歪アクチ
   ュエータ。
2. 【請求項２】　　光歪素子は複数の分割光歪素子を配列
   して成ることを特徴とする光歪アクチュエータ。
3. 【請求項３】　　光歪素子は軌道に沿って形成されたこ
   とを特徴とする光歪アクチュエータ。