JPH0847274A - Optically-driven motor rotor - Google Patents
Optically-driven motor rotorInfo
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- JPH0847274A JPH0847274A JP6178560A JP17856094A JPH0847274A JP H0847274 A JPH0847274 A JP H0847274A JP 6178560 A JP6178560 A JP 6178560A JP 17856094 A JP17856094 A JP 17856094A JP H0847274 A JPH0847274 A JP H0847274A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光駆動モ−タの回転子
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotor for an optical drive motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】最近、マイクロメカニズムにおけるエネ
ルギの伝達方法が注目されている。中でも、光の運動量
変化を用いた光駆動モ−タは、エネルギ伝達のための配
線が不要であることや遠方からのエネルギ伝達が可能で
あることから最も注目を集めている。2. Description of the Related Art Recently, a method of transmitting energy in a micromechanism has attracted attention. Among them, the optical drive motor using the change of the momentum of light has attracted the most attention because it does not require wiring for energy transmission and can transmit energy from a distance.
【0003】この光駆動モ−タは、普通、光の運動量を
回転力として取り出すための回転子を備えている。この
回転子は、例えば、図6に示すような構成になる。This optical drive motor usually has a rotor for extracting the momentum of light as a rotational force. This rotor has a structure as shown in FIG. 6, for example.
【0004】図6(b)に示すように、回転子30の下
端には、支持軸31が設けられている。この支持軸31
は基板32に対して回転可能になっており、また、その
端部には、歯車33が取付けられている。歯車33は、
他のマイクロメカニズム要素に回転力を伝達するための
伝達機構(図示せず)に接続されている。また、通常、
回転子30は、当該回転子の下面と、基板32との摩擦
を低減するために水等の媒質中に配置される。As shown in FIG. 6B, a support shaft 31 is provided at the lower end of the rotor 30. This support shaft 31
Is rotatable with respect to the substrate 32, and a gear 33 is attached to the end thereof. The gear 33 is
It is connected to a transmission mechanism (not shown) for transmitting rotational force to other micromechanical elements. Also, usually
The rotor 30 is arranged in a medium such as water in order to reduce friction between the lower surface of the rotor 30 and the substrate 32.
【0005】回転子30に光34が照射されると、回転
子30と媒質との境界面で当該光が屈折する。また、光
子は、運動量を持っているので、前述の境界面での屈折
により回転子30は、反跳運動量、すなわち、光圧を受
ける。この光圧は、境界面の法線方向(図6(a)の矢
印A方向)に働く。回転子30は、これらの合成力によ
り、矢印B方向に回転することになる。When the rotor 30 is irradiated with the light 34, the light is refracted at the boundary surface between the rotor 30 and the medium. Further, since the photons have a momentum, the rotor 30 receives the recoil momentum, that is, the light pressure due to the refraction at the boundary surface. This light pressure acts in the normal direction of the boundary surface (direction of arrow A in FIG. 6A). The rotor 30 will rotate in the direction of arrow B due to these combined forces.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この光
駆動モ−タ用回転子は、前述したように媒質中に配置さ
れるため、回転時にこの媒質からの抵抗を受ける。した
がって、回転子を高速回させるためには、大きなエネル
ギが必要になる。However, since the rotor for the optical drive motor is arranged in the medium as described above, it receives resistance from the medium during rotation. Therefore, a large amount of energy is required to rotate the rotor at high speed.
【0007】このような問題点を考慮し、本発明の目的
は、回転子をとりまく媒質からの抵抗を受けにくい光駆
動モ−タ用回転子を提供することにある。In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a rotor for an optical drive motor which is less likely to receive resistance from a medium surrounding the rotor.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の第1の態様によれば、所定の媒質中に配置さ
れ、前記媒質を通して光を照射されて回転する光駆動モ
−タ用回転子において、回転時における前記媒質からの
抵抗を減少させるべく、当該回転子の凸凹が緩和される
ように当該回転子を収容する被覆部材を備え、前記被覆
部材は、前記媒質からの光を前記回転子に透過させるこ
とを特徴とする光駆動モ−タ用回転子が提供される。According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, an optical drive motor which is arranged in a predetermined medium and is rotated by being irradiated with light through the medium. In order to reduce the resistance from the medium at the time of rotation, the rotor for use is provided with a covering member for accommodating the rotor so as to alleviate the unevenness of the rotor, and the covering member is provided with light from the medium. There is provided a rotor for an optical drive motor, wherein the rotor is transmitted through the rotor.
【0009】前記目的を達成するための本発明の第2の
態様によれば、第1の態様において、前記被覆部材は、
前記回転子の回転軸に対して垂直な断面における外形が
円形であることを特徴とする光駆動モ−タ用回転子。According to a second aspect of the present invention for attaining the above object, in the first aspect, the covering member comprises:
A rotor for an optical drive motor, which has a circular outer shape in a cross section perpendicular to the rotation axis of the rotor.
【0010】前記目的を達成するための本発明の第3の
態様によれば、第1または第2の態様において、前記被
覆部材の屈折率は、前記媒質の屈折率と等しいことを特
徴とする光駆動モ−タ用回転子が提供される。According to a third aspect of the present invention for achieving the above object, in the first or second aspect, the refractive index of the covering member is equal to the refractive index of the medium. A rotor for a light driven motor is provided.
【0011】[0011]
【作用】前記被覆部材は、前記回転子の凸凹が緩和され
るように前記回転子を収容することで、回転時における
前記媒質からの抵抗を減少させる。また、前記被覆部材
は、前記媒質からの光を前記回転子に透過させる。The covering member accommodates the rotor so that the irregularities of the rotor are alleviated, thereby reducing the resistance from the medium during rotation. Further, the covering member transmits the light from the medium to the rotor.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0013】図1に、本発明に係る光駆動モ−タ用回転
子が適用される光駆動モ−タの一例を示す。FIG. 1 shows an example of an optical drive motor to which the rotor for an optical drive motor according to the present invention is applied.
【0014】図1において、光駆動モ−タ1は、光を照
射する光源2と、照射された光を平行化するコリメ−ト
レンズ3と、平行化された光を予め定めた位置に集光す
る集光レンズ4と、光を受けて回転する回転子5とを備
えている。本実施例では、回転子5は、被覆部材6に覆
われた状態で、水中に配置されている。In FIG. 1, a light driving motor 1 has a light source 2 for irradiating light, a collimating lens 3 for collimating the radiated light, and a collimated light for condensing the light at a predetermined position. And a rotator 5 that receives light and rotates. In this embodiment, the rotor 5 is placed in water while being covered with the covering member 6.
【0015】光源2には、レ−ザ等を用いる。また、光
強度としては、数mW以上、数W程度で、波長は、30
0nm程度から2000nm程度のものを使用すること
ができる。具体的には、例えば、波長が1064nm、
出力200mWのYAGレ−ザを用いることができる。
尚、本発明において、光源の種類は、レ−ザに限定され
るものではなく、回転子5の構成部材が吸収しにくい波
長の光を発生できるものであればよい。コリメ−トレン
ズ3および集光レンズ4には、通常の光学レンズを用い
ることができる。また、光源2から照射される光が十分
に絞れていれば、コリメ−トレンズを使用することはな
く、ミラ−等で代用することができる。A laser or the like is used as the light source 2. The light intensity is several mW or more and about several W, and the wavelength is 30
A film having a thickness of about 0 nm to about 2000 nm can be used. Specifically, for example, the wavelength is 1064 nm,
A YAG laser with an output of 200 mW can be used.
In the present invention, the type of the light source is not limited to the laser, and may be any type as long as it can generate light having a wavelength that is difficult to be absorbed by the constituent members of the rotor 5. As the collimating lens 3 and the condenser lens 4, ordinary optical lenses can be used. If the light emitted from the light source 2 is sufficiently narrowed, a collimating lens is not used and a mirror or the like can be used instead.
【0016】つぎに回転子5について、図2を用いて説
明する。図2(b)は、本発明に係る光駆動モ−タ用回
転子の側面図、図2(a)は、図2(b)のA−A’断
面における断面図である。Next, the rotor 5 will be described with reference to FIG. 2 (b) is a side view of the rotor for an optical drive motor according to the present invention, and FIG. 2 (a) is a sectional view taken along the line AA 'of FIG. 2 (b).
【0017】本実施例において、回転子5は、4つの板
状の突起部を有するポリスチレン製の部材である。回転
子5の全体は、ポリメチルメタクリレ−ト(PMMA)
製の被覆部材6に凸凹(具体的には、前述の突起部)が
緩和されるように覆われている。回転子5の屈折率は、
1.6となっており、被覆部材6の屈折率は、1.49
となっている。尚、回転子5および被覆部材6の材質
は、照射される光を透過させることができれば、特に限
定されないが、少なくともそれぞれの屈折率が異なって
いることが必要である。In the present embodiment, the rotor 5 is a polystyrene member having four plate-like protrusions. The entire rotor 5 is made of polymethylmethacrylate (PMMA).
The covering member 6 made of metal is covered so that the irregularities (specifically, the above-mentioned protrusions) are alleviated. The refractive index of the rotor 5 is
It is 1.6, and the refractive index of the covering member 6 is 1.49.
Has become. The materials of the rotor 5 and the covering member 6 are not particularly limited as long as they can transmit the irradiation light, but it is necessary that at least the respective refractive indexes are different.
【0018】また、被覆部材6の外形は、図2に示すよ
うに球形になっている。被覆部材6の下端部には、支持
軸7が設けられている。支持軸7は、基板8に対して回
転可能となっており、また、支持軸7の端部には歯車9
が取り付けられている。歯車9は、他のマイクロメカニ
ズム要素に回転力を伝達するための伝達機構(図示せ
ず)に接続されている。The outer shape of the covering member 6 is spherical as shown in FIG. A support shaft 7 is provided at the lower end of the covering member 6. The support shaft 7 is rotatable with respect to the substrate 8, and a gear 9 is provided at the end of the support shaft 7.
Is attached. The gear 9 is connected to a transmission mechanism (not shown) for transmitting rotational force to other micromechanical elements.
【0019】つぎに、回転子5の駆動原理について図1
および図2を用いて説明する。Next, the driving principle of the rotor 5 is shown in FIG.
And it demonstrates using FIG.
【0020】光源2から照射された光束は、コリメ−ト
レンズ3により平行光となる。この平行光は、集光レン
ズ4によって回転子5の上方で集光し、その後、被覆部
材6を通過して回転子5の上面5mに到達する。その
後、この光は、回転子5内部を通り、側面5a〜5hお
よび下面5nから外に出ていく。尚、側面5i〜5l
は、回転軸10から半径方向に形成されているので、上
面5mに到達した光に対して平行になる。したがって、
側面5i〜5lにおいては、光がほとんど通過しないこ
とになる。The light beam emitted from the light source 2 is collimated by the collimating lens 3. The parallel light is condensed by the condenser lens 4 above the rotor 5, and then passes through the covering member 6 to reach the upper surface 5 m of the rotor 5. Thereafter, this light passes through the inside of the rotor 5 and goes out from the side surfaces 5a to 5h and the lower surface 5n. In addition, side surfaces 5i to 5l
Are formed in the radial direction from the rotation axis 10, and are parallel to the light reaching the upper surface 5m. Therefore,
Light hardly passes through the side surfaces 5i to 5l.
【0021】また、光子は、運動量をもっており、光が
通過する各面、すなわち、回転子5と回転子5を収容す
る被覆部材6との境界面での屈折において、その運動量
が変化する。光子の運動量の変化は、各面に反跳運動量
(光圧)を与える。この光圧により、各面では、法線方
向(図2(a)の矢印A方向)の力が働く。したがっ
て、回転子5には、これらの合成力が発生し、当該回転
子5は、矢印B方向に回転する。また、回転子5は、被
覆部材6に覆われているため、媒質からの抵抗が小さく
なり、被覆部材6に覆われていないときよりも弱い光
で、所望の回転力を発生することができる。The photon has a momentum, and the momentum changes in refraction at each surface through which the light passes, that is, at the boundary surface between the rotor 5 and the covering member 6 housing the rotor 5. The change in the momentum of the photon gives a recoil momentum (light pressure) to each surface. Due to this light pressure, a force acts in the normal direction (direction of arrow A in FIG. 2A) on each surface. Therefore, these combined forces are generated in the rotor 5, and the rotor 5 rotates in the arrow B direction. Further, since the rotor 5 is covered with the covering member 6, the resistance from the medium is small, and the desired rotating force can be generated with light weaker than when the rotor 5 is not covered with the covering member 6. .
【0022】また、被覆部材6は、図3(a)、図3
(b)に示すように、楕円体でもよい。また、図4
(a)、図4(b)に示すように、円柱状に形成しても
い。いずれにしても、回転軸10に対して垂直な断面に
おける外形が円形であれば、媒質からの抵抗を減少させ
る効果がある。Further, the covering member 6 is shown in FIGS.
As shown in (b), it may be an ellipsoid. Also, FIG.
As shown in FIGS. 4A and 4B, it may be formed in a columnar shape. In any case, if the outer shape of the cross section perpendicular to the rotation axis 10 is circular, there is an effect of reducing the resistance from the medium.
【0023】尚、本発明に係る回転子を図5に示すよう
に構成してもよい。The rotor according to the present invention may be constructed as shown in FIG.
【0024】本実施例の回転子20は、集光レンズ4
(図1参照)からの光束を受光するポリスチレン製の4
つの羽根部(23a〜23d)と、本体部24とを有す
る。この回転子20は、前述したPMMA製の被覆部材
6に覆われており、前述と同様、支持軸7と歯車9とを
有する。回転子20を回転させるための構成要素は、図
1で示した光源2、コリメ−トレンズ3、および集光レ
ンズ4を用いることができる。The rotor 20 of this embodiment is composed of the condenser lens 4
4 made of polystyrene that receives the light flux from (see Fig. 1)
It has two blade portions (23 a to 23 d) and a main body portion 24. The rotor 20 is covered with the PMMA covering member 6 described above, and has the support shaft 7 and the gear 9 as described above. As the components for rotating the rotor 20, the light source 2, the collimating lens 3, and the condenser lens 4 shown in FIG. 1 can be used.
【0025】そして、光源2から照射された光は、コリ
メ−トレンズ3および集光レンズ4を介して、回転子2
0に照射される。前述したように、光子は、運動量をも
っており、各羽根部の面21、22での屈折において、
その運動量が変化する。そして、各面では、法線方向の
力が働く。羽根部23aを例にとって説明するならば、
図5(b)に示すように、面21では、矢印C方向の力
が働き、面22では、矢印D方向の力が働くことにな
る。したがって、羽根部23aには、これらの合成力が
発生する。もちろん、この合成力は、羽根部23aだけ
でなく、羽根部23b、23c、23dでも発生する。
回転子20は、これらの合成力により、矢印E方向に回
転する。そして、本実施例においても、被覆部材6によ
り回転子に対する媒質の抵抗が減少する。Then, the light emitted from the light source 2 passes through the collimating lens 3 and the condenser lens 4 and the rotor 2
It is irradiated to 0. As mentioned above, the photon has momentum, and in the refraction at the surfaces 21 and 22 of each blade,
Its momentum changes. Then, a force in the normal direction acts on each surface. Taking the blade portion 23a as an example,
As shown in FIG. 5B, the force in the arrow C direction acts on the surface 21, and the force in the arrow D direction acts on the surface 22. Therefore, a combined force of these is generated in the blade portion 23a. Of course, this combined force is generated not only by the blade portion 23a but also by the blade portions 23b, 23c, 23d.
The rotor 20 rotates in the arrow E direction due to these combined forces. Also in this embodiment, the resistance of the medium to the rotor is reduced by the covering member 6.
【0026】以上、本発明に係る回転子の構成例につい
て記述したが、本発明に係る回転子は、水に限らず油類
のような媒質の中でもその効果を発揮することができ
る。また、空気中においても、回転子が高速回転する場
合などは、空気抵抗を減少させることができる。Although the configuration example of the rotor according to the present invention has been described above, the rotor according to the present invention can exert its effect not only in water but also in a medium such as oil. Further, even in the air, when the rotor rotates at a high speed, the air resistance can be reduced.
【0027】また、被覆部材がPMMA製である場合、
媒質にシリコンオイル等を用いれば、被覆部材と媒質と
の屈折率を等しくすることができる。このように構成す
れば、被覆部材と媒質との境界面での光の屈折や反射が
起こらない。したがって、回転子に被覆部材を被覆しな
い場合と同様な回転力が発生する。Further, when the covering member is made of PMMA,
If silicon oil or the like is used as the medium, the coating member and the medium can have the same refractive index. According to this structure, refraction or reflection of light does not occur at the boundary surface between the covering member and the medium. Therefore, a rotational force similar to that when the rotor is not covered with the covering member is generated.
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明に係る光駆動モ−タ用回転子によ
れば、回転時に媒質からの抵抗を受けにくくなる。According to the rotor for an optical drive motor of the present invention, resistance from a medium is less likely to occur during rotation.
【0029】[0029]
【図1】本発明に係る光駆動モ−タの構成図。FIG. 1 is a block diagram of an optical drive motor according to the present invention.
【図2】図2(a):図2(b)のA−A’断面におけ
る断面図。 図2(b):本発明に係る光駆動モ−タ用回転子の側面
図。FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. FIG. 2 (b): a side view of the rotor for an optical drive motor according to the present invention.
【図3】図3(a):図3(b)のA−A’断面におけ
る断面図。 図3(b):本発明に係る光駆動モ−タ用回転子の側面
図。FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. FIG. 3 (b): a side view of the rotor for an optical drive motor according to the present invention.
【図4】図4(a):図4(b)のA−A’断面におけ
る断面図。 図4(b):本発明に係る光駆動モ−タ用回転子の側面
図。FIG. 4A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. FIG. 4 (b): a side view of the rotor for an optical drive motor according to the present invention.
【図5】図5(a):図5(b)のA−A’断面におけ
る断面図。 図5(b):本発明に係る光駆動モ−タ用回転子の側面
図。5A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 5A. FIG. 5 (b): a side view of the rotor for an optical drive motor according to the present invention.
【図6】図6(a):図6(b)のA−A’断面におけ
る断面図。 図6(b):従来の光駆動モ−タ用回転子の側面図。6A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 6A. FIG. 6B: A side view of a conventional rotor for an optical drive motor.
1:光駆動モ−タ、 2:光源、 3:コリメ−トレン
ズ、 4:集光レンズ、 5、20、30:回転子、
6:被覆部材、 7、31:支持軸、 8、32:基
板、 9、33:歯車、 10:回転軸、 21、2
2:面、 23a〜23d:羽根部、 24:本体部、
34:光1: Light-driving motor, 2: Light source, 3: Collimating lens, 4: Condensing lens, 5, 20, 30: Rotor,
6: coating member, 7, 31: support shaft, 8, 32: substrate, 9, 33: gear, 10: rotating shaft, 21, 2
2: surface, 23a to 23d: blade portion, 24: body portion,
34: Light
Claims (3)
て光を照射されて回転する光駆動モ−タ用回転子におい
て、 回転時における前記媒質からの抵抗を減少させるべく、
当該回転子の凸凹が緩和されるように当該回転子を収容
する被覆部材を備え、 前記被覆部材は、前記媒質からの光を前記回転子に透過
させることを特徴とする光駆動モ−タ用回転子。1. A rotor for an optical drive motor, which is disposed in a predetermined medium and rotates by being irradiated with light through the medium, in order to reduce resistance from the medium during rotation.
A coating member that accommodates the rotor so that the irregularities of the rotor are alleviated, and the coating member allows light from the medium to pass through the rotor. Rotor.
面における外形が円形であることを特徴とする光駆動モ
−タ用回転子。2. The rotor for an optical drive motor according to claim 1, wherein the covering member has a circular outer shape in a cross section perpendicular to the rotation axis of the rotor.
とを特徴とする光駆動モ−タ用回転子。3. The rotor for an optical drive motor according to claim 1, wherein the coating member has a refractive index equal to that of the medium.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6178560A JPH0847274A (en) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | Optically-driven motor rotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6178560A JPH0847274A (en) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | Optically-driven motor rotor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0847274A true JPH0847274A (en) | 1996-02-16 |
Family
ID=16050623
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6178560A Pending JPH0847274A (en) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | Optically-driven motor rotor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0847274A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006009216A1 (en) * | 2004-07-22 | 2006-01-26 | The Ritsumeikan Trust | Light pressur rotator and light pressur rotating device |
-
1994
- 1994-07-29 JP JP6178560A patent/JPH0847274A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006009216A1 (en) * | 2004-07-22 | 2006-01-26 | The Ritsumeikan Trust | Light pressur rotator and light pressur rotating device |
US7963691B2 (en) | 2004-07-22 | 2011-06-21 | The Ritsumeikan Trust | Light pressure rotator and light pressure rotating device |
JP4815635B2 (en) * | 2004-07-22 | 2011-11-16 | 学校法人立命館 | Light pressure rotating body and light pressure rotating device |
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