(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線方式で駆動電力を得るマイクロマシンの電源装置において、
マイクロ波を受信又は送信するマイクロストリップアンテナ構造のマイクロ波アンテナ体の表面のマイクロ波に対する影響が少ない領域に重合するように設けられた光電変換素子と、
マイクロ波が透過する材料からなり，前記アンテナ体の表面の前記光電変換素子の設置領域以外の部分に重合するように設けられ，照射された光を前記光電変換素子の受光面に反射するように表面が傾斜した光反射体と
を備えたことを特徴とするマイクロマシンの電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロマシンに設けられ、少なくとも光電変換により無線方式で駆動電力を得るマイクロマシンの電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、配管検査等においては、数センチメートル或いはそれ以下の大きさの微小機械のマイクロマシンを用いることが考えられている。
【０００３】
このマイクロマシンは、アクチュエータ等の各機械要素が精密加工等で極力小形化して形成されたり、薄膜のエッチング等で形成されたりする。
【０００４】
ところで、これらのマイクロマシンの駆動電力（駆動エネルギ）の供給方式としては、例えば特開平６−４６５３９号公報（Ｈ０２Ｊ  １７／００）（第１の文献）に記載されているように、ケーブル長による移動範囲の制限等のない無線方式が、それらの制限を受ける有線方式より優れている。
【０００５】
そして、前記第１の文献には無線方式（無索方式）の場合に、エネルギ源をマイクロマシンに搭載しない代わりに光電変換素子やマイクロ波，音波のセンサをマイクロマシンに搭載し、外部のエネルギ源から光やマイクロ波，音波を媒体としてマイクロマシンに駆動電力を供給することが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のこの種のマイクロマシンにおいて、マイクロ波の受信又は送信の機能及び光電変換の機能を有し、少なくともこの光電変換の機能により無線方式で駆動電力を得る場合、その電源装置は、例えば特開平７−１５２３０号公報（Ｈ０１Ｑ  １３／０８）（第２の文献）に記載のアンテナのように形成することが考えられる。
【０００７】
つぎに、このアンテナの構成の電源装置について、図４を参照して説明する。
図４の（ａ）は正面図，（ｂ）は側面図であり、それらの図面に示すように、マイクロ波を受信又は送信するマイクロストリップアンテナ構造のマイクロ波アンテナ体１は、例えば、円板状の誘電体基板２の表面（一面）の中央部に円形薄膜状のマイクロストリップパッチ３を設け、その裏面（他面）全体に薄膜状の地導体４を設けて形成される。
【０００８】
さらに、マイクロストリップパッチ３の表面に、絶縁体の層５を介して光電変換素子としての太陽電池６がマイクロストリップパッチ３に重合するように設けられる。
【０００９】
そして、太陽電池６の受光面（表面）を照射した図４の（ｂ）の矢印線の光が太陽電池６の光電変換によってマイクロマシンの駆動電力に変換される。
【００１０】
一方、誘電体基板２のマイクロストリップパッチ３の外周縁近傍は、アンテナ体１の電界強度が強い有効電波放射領域であり、この領域がマイクロ波の送受信に影響する領域である。
【００１１】
そして、図４の（ａ），（ｂ）の構成の場合、誘電体基板２の表面のマイクロストリップパッチ３の外周部２′が太陽電池６で覆われたりしないため、アンテナ体１はマイクロ波を良好に受信又は送信する。
【００１２】
そして、給電エネルギとしてのマイクロ波を受信するときは、アンテナ体１の受信マイクロ波もマイクロマシンの駆動電力に利用される。
【００１３】
ところで、この図４の（ａ），（ｂ）の構成の場合、外周部２′を照射する光が全く利用されず、外部から供給された光エネルギの利用率が低い。
【００１４】
そこで、前記第２の文献には図５に示すように、マイクロストリップパッチ３の外周縁近傍の前述の有効電波放射領域２″の外側にも太陽電池７を設け、外周部２′を照射した光も駆動電力に変換して利用することが記載されている。
【００１５】
しかし、この図５の構成の場合にも、有効電波放射領域２″を照射した光は利用されず、外部から供給された光エネルギを無駄なく利用してマイクロマシンの駆動電力を得ることができない問題点がある。
【００１６】
本発明は、照射された光を漏れなく光電変換するようにし、外部から供給された光エネルギを無駄なく利用して無線方式でマイクロマシンの駆動電力を得ることを課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明のマイクロマシンの電源装置は、マイクロ波を受信又は送信するマイクロストリップアンテナ構造のマイクロ波アンテナ体の表面のマイクロ波に対する影響が少ない領域に重合するように設けられた光電変換素子と、
マイクロ波が透過する材料からなり，アンテナ体の表面の光電変換素子の設置領域以外の部分に重合するように設けられ，照射された光を光電変換素子の受光面に反射するように表面が傾斜した光反射体とを備える。
【００１８】
したがって、マイクロ波アンテナ体の表面の光電変換素子が設けられていない部分を照射する光は、光反射体により光電変換素子の受光面に集光される。
【００１９】
そのため、アンテナ体のマイクロ波の送受信に対する影響が大きい有効電波放射領域に照射された光も漏れなく光電変換素子によって光電変換される。
【００２０】
このとき、光反射体はマイクロ波が透過する材料で形成され、光反射体によるマイクロ波の受信又は送信のロスも極めて少ない。
【００２１】
したがって、マイクロ波の送受信にほとんど影響を与えることなく、外部から供給された光エネルギを漏れなく利用して効率よくマイクロマシンの駆動電力が得られる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１ないし図３を参照して説明する。
（１形態）
まず、本発明の実施の１形態につき、図１を参照して説明する。
図１において、（ａ）は正面図，（ｂ）は側面図であり、図４，図５と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
そして、図１の電源装置はアンテナ体１のマイクロストリップパッチ３の表面側に、アンテナ体１の誘電体基板２に重合するように絶縁体基板８が設けられ、この基板８の表面のマイクロストリップパッチ３を覆う中央部分に光電変換素子としての太陽電池６が設けられる。
【００２３】
さらに、絶縁体基板８の表面の太陽電池６の外周に環状の光反射体９が設けられ、この光反射体９の表面は内縁が外縁より低くなるように傾斜し、図１の（ｂ）の矢印線に示すように照射された光を太陽電池６の受光面（表面）に反射する。
【００２４】
そして、絶縁体基板８及び光反射体９がマイクロ波の送受信に影響を与えないようにするため、絶縁体基板８及び光反射体９はマイクロ波の吸収や反射損失が極力少なくマイクロ波が透過し易い誘電損失の小さい材料で形成される。
【００２５】
具体的には、光反射体９は石英ガラス，パイレックスガラス等で形成され、絶縁体基板８も例えば光反射体９と同一又は同等の材料で形成される。
【００２６】
そして、光反射体９が誘電体基板２の表面の太陽電池６の設置領域外，すなわち外周部２′に重合するように設けられ、外周部２′を照射する光が漏れなく太陽電池６の受光面に反射されて集光されるため、外周部２′の有効電波放射領域２″を照射する光も太陽電池６によって光電変換され、有効に利用されて駆動電力が得られる。
【００２７】
したがって、照射された光を漏れなく光電変換し、外部から供給された光エネルギを無駄なく利用して極めて効率よくマイクロマシンの駆動電力を得ることができる。
【００２８】
このとき、絶縁体基板８及び光反射体９がマイクロ波の送受信に与える影響は極めて少なく、マイクロ波の受信によって得られる駆動電力が減少するおそれもない。
【００２９】
（他の形態）
つぎに、本発明の実施の他の形態につき、図２及び図３を参照して説明する。
図２において、図１と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
そして、図２の電源装置は絶縁体基板８の表面の誘電体基板２の有効電波放射領域２″を覆う部分より外側のマイクロ波の送受信に影響のない領域に、第２の光電変換素子としての環状の太陽電池１０が設けられる。
【００３０】
また、絶縁体基板８の表面の太陽電池６，１０間の有効電波放射領域２″を覆う環状部分に光反射体１１が設けられる。
【００３１】
この光反射体１１は前記１形態の光反射体９と同様の材質の反射光学部材であり、太陽電池６の受光面に光を反射する内側斜面１１ａと、太陽電池１０の受光面に光を反射する外側斜面１１ｂを有する。
【００３２】
そして、光反射体１１に照射された図中の矢印線の光は、斜面１１ａ，１１ｂにより太陽電池６，１０の受光面に反射されて集光される。
【００３３】
さらに、太陽電池６，１０はリード線により電気的に接続され、両太陽電池６，１０の光電変換によりマイクロマシンの駆動電力が得られる。
したがって、この図２の場合も図１の場合と同様の効果を得ることができる。
なお、図２の１２は基板２，８の外縁部間に存介した絶縁体である。
【００３４】
また、図２の電源装置を設けたマイクロマシンにより配管検査を行う場合、図３に示すように、例えば直径数センチメートルの配管１３内を移動するマイクロマシン１４の前部又は後部にこの電源装置が設けられ、この電源装置により得られた無線方式の駆動電力でマイクロマシン１４の駆動が継続する。
【００３５】
ところで、前記両実施の形態において、光反射体９，１１の斜面の傾斜角度は太陽電池６，１０の受光面を照射する光強度が最も高くなるように設定すればよい。
【００３６】
また、光反射体１１は反射光を太陽電池６，１０に集光するように内側及び外側の斜面１１ａ，１１ｂを形成したが、光反射体１１に、太陽電池６，１０のいずれか一方に集光するように太陽電池６の斜面と同様の内側又は外側の斜面のみを形成してもよい。
【００３７】
つぎに、アンテナ体１の誘電体基板２，マイクロストリップパッチ３及び太陽電池６等は平面形状が円形でなくてもよく、矩形等の種々の形状であってよいのは勿論である。
【００３８】
さらに、太陽電池６，１０は膜側から受光する逆タイプのアモルファス・シリコン（ａ−Ｓｉ）太陽電池，順タイプのａ−Ｓｉ太陽電池又は多結晶シリコン或いは結晶シリコンの太陽電池或いは化合物半導体太陽電池のいずれであってもよい。
【００３９】
そして、本発明の電源装置は種々の用途のマイクロマシンの無線方式の電源装置として用いることができるのは勿論であり、その際、マイクロ波アンテナ体はマイクロストリップアンテナ構造の種々の形状のマイクロ波アンテナ体であってよく、光電変換素子に照射する光は太陽光以外の光であってもよい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は、以下に記載する効果を奏する。
マイクロストリップアンテナ構造のマイクロ波アンテナ体１の表面側に、光電変換素子（太陽電池６，１０）及び光反射体９，１１を設けたため、アンテナ体１の表面の光電変換素子が設けられていない部分を照射する光を、光反射体９，１１により光電変換素子の受光面に集光することができる。
【００４１】
そのため、アンテナ体１のマイクロ波の送受信に対する影響が大きい有効電波放射領域に照射された光も漏れなく光電変換素子によって光電変換することができ、このとき、光反射体９，１１はマイクロ波が透過する材料で形成され、光反射体９，１１によるマイクロ波の受信又は送信のロスも極めて少ない。
【００４２】
したがって、マイクロ波の送受信にほとんど影響を与えることなく、外部から供給された光エネルギを漏れなく利用して効率よくマイクロマシンの駆動電力を得ることができ、この種のマイクロマシンの極めて効率のよい無線方式の給電を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ），（ｂ）は本発明の実施の１形態の正面図，側面図である。
【図２】本発明の実施の他の形態の側面図である。
【図３】図２の電源装置を配管検査のマイクロマシンに設けた場合の説明図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は本発明の課題を説明する装置の１例の正面図，側面図である。
【図５】本発明の課題を説明する装置の他の例の側面図である。
【符号の説明】
１  マイクロ波アンテナ体
６，１０  太陽電池
９，１１  光反射体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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