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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

研究課題

研究課題/領域番号 14702039
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 計測工学
研究機関東北大学

研究代表者

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

研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
22,750千円 (直接経費: 17,500千円、間接経費: 5,250千円)
2004年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2003年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2002年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
キーワード光計測 / 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
研究概要

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。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 産業財産権 (2件) 文献書誌 (10件)

  • [雑誌論文] Compact Triangulation Sensor Array Constructed by Wafer Bending2005

    • 著者名/発表者名
      S.Endou, M.Ishimori, M.Sasaki, K.Hane
    • 雑誌名

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

    • NAID

      10015705947

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Three-dimensional SOI-HEMS Constructed by Buckled Bridges ad Vertical Comb Drive Actuator2004

    • 著者名/発表者名
      M.Sasaki, D.Briand, W.Noell, N.de Rooij, K.Hane
    • 雑誌名

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

      ページ: 455-461

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Resonant Cavity Thin Film Photodiode for Compact Displacement Sensor2004

    • 著者名/発表者名
      Minoru Sasaki, Fuki Nakai, Xiaoyu Mi, Kazuhiro Hane
    • 雑誌名

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

      ページ: 2381-2386

    • NAID

      10012950324

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Rotation Angle Sensor in Micromirror Device2004

    • 著者名/発表者名
      Minoru Sasaki, Tsukasa Haga, Kazuhiro Hane
    • 雑誌名

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

      ページ: 46-47

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Low-Voltage Bulk Micromirror Device Using Tense Thin Film Torsion Bar2004

    • 著者名/発表者名
      Shinya Yuuki, Minoru Sasaki, Kazuhiro Hane
    • 雑誌名

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

      ページ: 88-89

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Compact Triangulation Sensor Array Constructed by Folded Wafer2004

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Endou, Minoru Sasaki, Kazuhiro Hane
    • 雑誌名

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

      ページ: 386-387

    • NAID

      10022538827

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] 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

    • 発明者名
      佐々木実, 結城慎也, 羽根一博
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権番号
      2004-140525
    • 出願年月日
      2004-05-11
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] 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

    • 発明者名
      佐々木実, 羽根一博
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権番号
      2004-241132
    • 出願年月日
      2004-08-20
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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