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焦点可変マイクロミラーを用いた共焦点変位センサの開発

使用可变焦微镜的共焦位移传感器的开发

基本信息

批准号：
17J01997
负责人：
中澤謙太
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J01997/
关键词：
MEMS 焦点可変ミラー共焦点変位センサ

项目摘要

焦点可変マイクロミラーを焦点距離変調器に用いた共焦点レーザー変位計の研究を行なった．共焦点レーザー変位計では，焦点位置を移動させることが求められる．そのため焦点位置を移動させる焦点距離変調器がキー要素であり，測定速度も主にこの変調器によって決定される．従来のものでは，ボイスコイル等を用いてレンズの位置を移動させることで焦点位置を移動させていた．しかし，レンズなどは比較的重い物なので高速化するには問題があった．そこで，より高速な焦点走査が可能な焦点可変マイクロミラーを用いることを提案している．共焦点レーザー変位計の光学系は光源の半導体レーザー，偏光ビームスプリッタ，ファラデーローテータ，1/4波長板，レンズ，ピンホール，フォトダイオード，焦点可変マイクロミラーから構成される．焦点可変マイクロミラーは共振周波数で駆動するとき，焦点距離が最大と最小ではない時は1周期に同じ焦点距離が2回現れる．したがって，1周期に2回フォトダイオードからの信号のピークが現れる．そのピークとピークの時間と変位を対応させることができる．実際に変位を計測する際はあらかじめ実験的に用意した関係にピーク間時間を代入することで変位を導出することができる．100x80 mmの光学ベンチ上に光学素子を配置した．焦点可変マイクロミラーは7 kHzで駆動した．測定試料の変位を変化させた時，理論計算の通りの信号を得ることができた．走査幅が310 μm，分解能は4 μmであった．最後に段差のある試料の計測を行ない，誤差が4 μm以内で測定することができた．本研究で最も重要なパラメータである測定周波数は7 kHzであり，従来の3.5倍となった．以上より焦点可変マイクロミラーを用いた共焦点レーザー変位計の実証を行うことができた．本研究はアメリカ光学会の論文誌とMEMSの国際会議で発表した．

The focal point can be detected. The focus distance sensor can be used to study the behavior of the camera. The focus position can be moved. The focus position can be moved. To determine the speed, the main equipment, the equipment, the equipment, and so on, use the location to move the focus position to move the focus position, the focus position, the weight, the speed, the location, the focus, the weight, the weight, the speed, the location, the focus, the focus, the weight, the weight, the speed, the location, the focus, the weight, the weight, the speed, the location, the focus, the weight, the weight, the speed, the speed It is possible that the focus of the high-speed optical system can be measured. The confocal point is that the light source of the Department of Optics is half-body, polarizing, polarizing, 1-wave, 4-wave long plate, half-body, half-body, polarizing, polarizing, polarizing The focus is sensitive to the number of resonant waves, and the focus is the same as that in cycle 1 at the same time as that in cycle 2. One cycle, two cycles, one cycle, one, two, one, two, two, one, two The last optical element configuration is available. Focus is available. 7 kHz motion is available. When measuring the position of the material, the temperature is not available. In the theoretical calculation, the transmission signal is calculated. The amplitude is 310 μ m, and the decomposition energy is 4 μ m. At the end of the calculation, the error is less than 4 μ m, and the error is less than 4 μ m. The most important part of this study is to measure the wavenumber of 7 kHz. The above focal points can be obtained by using common focus data. This study is based on the MEMS of the Institute of Optics and International Conference.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Micro-machined Varifocal Mirror for Confocal Sensor

用于共焦传感器的微机械变焦镜

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kenta Nakazawa;Takashi Sasaki;and Kazuhiro Hane
通讯作者：
and Kazuhiro Hane

CONFOCAL LASER DISPLACEMENT SENSOR USING MEMS VARIFOCAL MIRROR

使用 MEMS 变焦镜的共焦激光位移传感器

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
K. Nakazawa;T. Sasaki;H. Furuta;J. Kamiya;H. Sasaki;T. Kamiya;and K. Hane
通讯作者：
and K. Hane

Fabrication of varifocal scanner integrated with piezoresistive focal length and angle sensors

集成压阻式焦距和角度传感器的变焦扫描仪的制造

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
波多野睦子;岩崎孝之;水元惟暁，土畑重人;Kenta Nakazawa
通讯作者：
Kenta Nakazawa

Confocal laser displacement sensor using a micro-machined varifocal mirror

使用微加工变焦镜的共焦激光位移传感器

DOI：
10.1364/ao.56.006911
发表时间：
2017
期刊：
Applied Optics
影响因子：
1.9
作者：
Kenta Nakazawa;Takashi Sasaki;Hiromasa Furuta;Jiro Kamiya;Hideki Sasaki;Toshikazu Kamiya;and Kazuhiro Hane
通讯作者：
and Kazuhiro Hane