【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.03.19】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23UT1139
利用課題名 / Title
ＭＥＭＳ光スキャナのＬｉＤＡＲ応用
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者）/Internal Use (by ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
表面処理, 形状・形態観察,MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,センサ/ Sensor,電子線リソグラフィ/ EB lithography,膜加工・エッチング/ Film processing/etching,ダイシング/ Dicing
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
年吉 洋
所属名 / Affiliation
東京大学 生産技術研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術相談/Technical Consultation
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
UT-500：高速大面積電子線描画装置
UT-900：ステルスダイサー
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
屋内ロボットビジョン（視覚）を支援する光学方式の距離センサとして、Fig.1に示すように空間的に操作したレーザー光を物体に照射し、その散乱光をＣＭＯＳカメラ等で撮影して対象物断面の高さ、形状、位置をプロファイルとして取得する光切断計測を想定し、その光学系に使用するＭＥＭＳ光スキャナを設計・製作した。
実験 / Experimental
ＰＺＴ圧電薄膜と上下電極を事前に堆積した貼り合わせＳＯＩ基板を追加工して、圧電駆動型のＭＥＭＳミラーを製作する手法を検討した。前方１００メートル程度の距離を探索する車載用の距離計LiDAR (Light Detection And Ranging)用途とは異なり、室内用のロボットビジョンでは数メートル先の物体検出が主なタスクとなる。そのため、横、縦方向の光走査角度は車載用ＬｉＤＡＲよりも広角であるため、触れ角の大きなＭＥＭＳ光スキャナが必要であった。
結果と考察 / Results and Discussion
厚さ５０μｍ程度のＳＯＩ活性層上にＰＺＴおよび電極薄膜を形成し、それらをフォトリソグラフィと薄膜プロセスで追加工することで、シリコン製の部材（カンチレバー等）に機械的変形を与える圧電型マイクロアクチュエータを設計した。また、それらのアクチュエータ構造を組み合わせることで、基板面外Ｘ、Ｙの両方向に角度変位を発生する機構を設計した。Fig.2にスキャナ構造のマスクレイアウト図を示す。本ミラーは現在試作中であり、年度内に電気機械的特性の評価を行う予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 Schematic illustration showing the measurement principle for optical-sectioning
Fig. 2 Mask layout for the piezoelectric MEMS optical scanner under development.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本研究は、令和５年度のスタンレー電気株式会社との共同研究の一環として実施しました。 東京大学微細加工拠点のスタッフにはいつも丁寧な技術支援を頂いており、感謝申し上げる。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- Gabriel Faure and Hiroshi Toshiyoshi, "Adapting MEMS Optical Scanners for Robot Vision Applications," in Proc. 15th Integrated MEMS Workshop (organized by the Study Group of the Integrated MEMS, Japan Society of Applied Physics), Nov. 6-9, 2023, Kumamoto.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件