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

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14702039
• 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)
• キーワード: 光計測 / ウェハ折り曲げ / 三角測量 / 光スキャナ / 静電駆動 / 縦型櫛歯電極 / SOIウェハ

研究概要

小型レーザスキャン式変位センサを中心に研究開発を進めている。
1、変位センサ:レーザビームは振ら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を組み合わせることで、三角測量による小型距離センサを製作した。ウェハ折り曲げと名付けた新しい製作プロセスによって、三角測量センサを2×2アレイ状に用意することができた。これにより、一点だけではなく多点の計測ができるセンサを製作できる。レーザダイオードの固定はしていないが、外部で固定してセンサ特性を確認したところ、センサから〜10mm離れた位置から4mmの範囲に渡って精度1%で計測できることを確認した。多点計測に関しても、見通しを立てた。
2、光スキャナの改良:消費電力の少ない静電駆動式光スキャナを研究し続けている。製作プロセスの難易度を上げないためにも(1)でも利用したウェハ折り曲げの方法を採用した。この方法のメリットとして、一端製作した光スキャナの特性を、折り曲げ角を再度変化させることで再調整できることを見出した。別に、低電圧駆動が可能な光スキャナを開発している。従来は、比較的低電圧な静電駆動式光スキャナであっても、70V程度を要求した。これを普及している電源電圧である5Vまで下げる試みである。現状では歩留まりが数%であるがものの、5Vで2.5°のミラー角度が得られた。今後改良を進める。
1、と2、が、最終的に有機的に組み合わさるよう設計する。

研究成果

• [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)
• [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)
• [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)
• [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)
• [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)
• [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)