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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

Research Project

Project/Area Number 14702039
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Measurement engineering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

佐々木 実  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70282100)

Project Period (FY) 2002 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥22,750,000 (Direct Cost: ¥17,500,000、Indirect Cost: ¥5,250,000)
Fiscal Year 2004: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2003: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2002: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
Keywords光計測 / ウェハ折り曲げ / 三角測 / 光スキャナ / 静電駆動 / 縦型櫛歯電極 / SOIウェハ / 三角測量 / ウェーハ折り曲げ / vertical comb / SOIウェーハ
Research Abstract

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。

Report

(3 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (6 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) Publications (10 results)

  • [Journal Article] Compact Triangulation Sensor Array Constructed by Wafer Bending2005

    • Author(s)
      S.Endou, M.Ishimori, M.Sasaki, K.Hane
    • Journal Title

      Jpn.J.Appl.Phys.Part 1 (in press)

    • NAID

      10015705947

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Three-dimensional SOI-HEMS Constructed by Buckled Bridges ad Vertical Comb Drive Actuator2004

    • Author(s)
      M.Sasaki, D.Briand, W.Noell, N.de Rooij, K.Hane
    • Journal Title

      IEEE J.Selected Topics in Quantum Electronics Vol.10, No.3

      Pages: 455-461

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Resonant Cavity Thin Film Photodiode for Compact Displacement Sensor2004

    • Author(s)
      Minoru Sasaki, Fuki Nakai, Xiaoyu Mi, Kazuhiro Hane
    • Journal Title

      Jpn.J.Appl.Phys.Part 1 Vol.43, 4B

      Pages: 2381-2386

    • NAID

      10012950324

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Rotation Angle Sensor in Micromirror Device2004

    • Author(s)
      Minoru Sasaki, Tsukasa Haga, Kazuhiro Hane
    • Journal Title

      2004 IEEE/LEOS International Conference on Optical MEMS, D-4

      Pages: 46-47

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Low-Voltage Bulk Micromirror Device Using Tense Thin Film Torsion Bar2004

    • Author(s)
      Shinya Yuuki, Minoru Sasaki, Kazuhiro Hane
    • Journal Title

      2004 IEEE/LEOS International Conference on Optical MEMS, P-12

      Pages: 88-89

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Compact Triangulation Sensor Array Constructed by Folded Wafer2004

    • Author(s)
      Satoshi Endou, Minoru Sasaki, Kazuhiro Hane
    • Journal Title

      Extended Abstracts of the 2004 International Conference on Solid State Devices and Materials, I-6-4

      Pages: 386-387

    • NAID

      10022538827

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] トーションバーを用いた静電駆動型マイクロミラーデバイス2004

    • Inventor(s)
      佐々木実, 結城慎也, 羽根一博
    • Industrial Property Rights Holder
      東北大学
    • Industrial Property Number
      2004-140525
    • Filing Date
      2004-05-11
    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ピエゾ抵抗型角度センサを組み込んだマイクロミラー2004

    • Inventor(s)
      佐々木実, 羽根一博
    • Industrial Property Rights Holder
      東北大学
    • Industrial Property Number
      2004-241132
    • Filing Date
      2004-08-20
    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] M.Sasaki, S.Endou, K.Hane: "Compact triangulation distance sensor realized by wafer bending technique"Proceedings of Photonics Europe 2004, Conference 5455. (発表予定). (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] M.Sasaki, F.Nakai, X.Mi, K.Hane: "Resonant Cavity Thin Film Photodiode for Compact Displacement Sensor"Jpn.J.Appl.Phys.Part 1. Vol.43(in press). (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] M.Ishimori, J.H.Song, M.Sasaki, K.Hane: "Si-Wafer Bending Technique for a Three-Dimensional Microoptical Bench"Jpn.J.Appl.Phys.Part 1. No.6B, Vol.42. 4063-4066 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] M.Ishimori, J.-H.Song, M.Sasaki, K.Hane: "Optical Scanner Prepared by Wafer Bending Technique"2003 IEEE/LEOS International Conference on Optical MEMS. WP15,159-WP15,160 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] M.Sasaki, D.Briand, W.Noell, N.de Rooii: "Vertical Comb Drive Actuator Constructed by Buckled Bridges in SOI-MEMS"2003 IEEE/LEGS International Conference on Optical MEMS. TuB2,89-Tub2,90 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] M.Sasaki, D.Briand, W.Noell, N.de Rooij: "Vertically Buckled Bridges for Three-Dimensional SOI-MEMS"Extended Abstracts of the 2003 International Conference on Solid State Devices and Materials. P14-3,6967-697 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] V.K.Singh, M.Sasaki, J.H.Song, K.Hane: "Spray coated photoresist over anisotropically etched deep Si cavities"Digest of Papers of 2002 Microprocesses and Nanotechnology Conference. 188-189 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] M.Ishimori, J.H.Song, M.Sasaki, K.Hane: "Si wafer bending technology for a three dimensional micro optical bench"Digest of Papers of 2002 Microprocesses and Nanotechnology Conference. 328-329 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] M.Sasaki, T.Yamaguchi, J.H.Song, K.Hane, M.Hara, K.Hori: "Optical scanner on a three-dimensional micro-optical bench"Journal of Lightwave Technology. (印刷中). (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 石杜昌弘, 宋鐘亨, 佐々木実, 羽根一博: "Si基板折り曲げによるトーションマイクロミラーの開発"平成15年電気学会全国大会. (発表予定). (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report

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Published: 2002-04-01   Modified: 2016-04-21  

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