マイクロアクチュエータと複合した集積型光計測システム

与微执行器相结合的集成光学测量系统

基本信息

批准号：
14702039
负责人：
佐々木実
金额：
$ 14.56万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

高性能な小型レーザスキャン式変位センサを可能にする研究を進めた。1 変位センサ:レーザビームはスキャニングせずに対象物に照射し反射光の光量や反射角を検出するPosition Sensitive Detectorを組み合わせた、三角測量型小型距離センサを開発した。昨年度までのセンサからの改良としてレーザダイオードをセンサ上に固定した。新しい製作プロセスであるウェハ折り曲げに関しては、ポリマー材料であるフォトレジストを金属銅めっきに替えた。湿度などの影響で経時変化するようなことは無くなった。製作における歩留まり・安定性も高まり、上記改良型センサに関しては、折り曲げ部分を増加させても安定して、デバイス製作が、可能になった。すなわち、アクチュエータのようなパッケージングが難しいとされるデバイスとも組み合わせができる見通しがついた。2 光スキャナ:消費電力の少ない静電駆動式光スキャナの改良を進めている。低電圧駆動が可能な光スキャナについては、5Vで7.3°のミラー回転角を得た。この値は、これまで報告させている低電圧光スキャナで世界最大の値である。本特性はミラーを支えるトーションバーに張力を加えることで、回転方向には柔らかく、かつ、その他の回転方向には堅牢にすることが出来たことによる。2005年6月に開催される国際会議Transducers'05で発表予定である。また、光スキャナ内部に回転角センサを組み込む研究も進めた。結晶シリコンがもつピエゾ抵抗効果を利用し、せん断応力を検出する、温度ドリフトの影響を受け難い回転角センサを実現した。本方式は圧力センサにおいて実績のあるセンサである。変調方式の検出方法を併用することで、角度分解能0.03°を確認した。1と2いずれも、従来の光センサや光スキャナが抱えていた難問を解決するものである。

我们开展的研究将实现高性能紧凑型激光扫描位移传感器。 1 位移传感器：我们开发了一种三角测量型紧凑距离传感器，该传感器结合了位置敏感检测器，无需扫描即可用激光束照射目标，并检测反射光的量和角度。作为对去年使用的传感器的改进，传感器上固定了激光二极管。对于新的制造工艺，晶圆弯曲，聚合物材料光致抗蚀剂被金属铜镀层取代。由于湿度或其他因素，随着时间的推移，不再有任何变化。制造中的成品率和稳定性也增加，并且对于上述改进的传感器，即使弯曲部分的数量增加也可以稳定地制造装置。换句话说，它有可能与被认为难以封装的设备（例如执行器）相结合。 2 光学扫描仪：我们正在致力于改进功耗更低的静电驱动光学扫描仪。对于可以在低电压下驱动的光学扫描仪，我们在5V下获得了7.3°的反射镜旋转角度。该值是迄今为止世界上报道的低压光学扫描仪的最大值。这一特性是由于通过对支撑镜子的扭杆施加拉力，可以使其在旋转方向上变软，而在其他旋转方向上变强。它计划在 2005 年 6 月举行的 Transducers'05 国际会议上发表。我们还研究了在光学扫描仪内部集成旋转角度传感器。利用晶体硅的压阻效应，我们实现了一种可检测剪切应力且不易受温度漂移影响的旋转角度传感器。这种方法在压力传感器领域有着良好的记录。通过使用调制法检测方法，我们确认角分辨率为0.03°。 1和2都解决了传统光学传感器和光学扫描仪面临的难题。