【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.17】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24KT2311
利用課題名 / Title
1×2MEMSミラーアレイの同期
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non 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）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials
キーワード / Keywords
シリコン基材料・デバイス/ Silicon-based materials and devices, 振動・変形測定/ Vibration and deformation measurement,光デバイス/ Optical Device,MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,3D積層技術/ 3D lamination technology,膜加工・エッチング/ Film processing/etching
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)
霜降 真希
所属名 / Affiliation
京都大学 大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
川島優太
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）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
MEMS ミラーは，ミラー両端の支持梁がねじれ振動することで反射面の角度を連続的に変化させるデバイスである．レーザーを入射光として空間走査を実現し，内視鏡等の距離画像センサに応用される．システムの性能は走査角，走査速度，解像度であり，ミラーの特性は振動振幅，振動周波数，反射面積が対応する．高性能なシステムはミラーの共振駆動により実現され，大振幅・高周波数での駆動が必要になるがねじれ梁にかかるせん断応力は大きくなり，材料強度，すなわち機械的信頼性が課題となる．また，高解像度化にはミラーの大面積化が必要であるが，高速化のための軽量化，薄板化はミラー面のたわみによる反射光の光学収差が課題となる．これらに対し高共振周波数と大振幅実現のためデバイスを比例縮小，梁を細線化することでねじれ応力を低減しながら，ミラーをアレイ配置することで反射面積を確保する手法を提案している．ミラーアレイの同期のために非線形振動子の同期現象である強制同期に着目し，ミラーアレイを同期させる手法を提案し，アレイ化による空間走査システムの性能向上を実証する．
実験 / Experimental
2個のミラーが並んで駆動される１×２MEMSミラーアレイの面外方向の振動をマイクロシステムアナライザ（KT-316）のPSV機能を用いて測定する。
結果と考察 / Results and Discussion
１×２MEMSミラーアレイの振動の周波数・位相の同期を確認できた．一つのミラーの面外振動を９つの測定点で測定したうち，４つの測定点で信号がオーバーレンジして正しく測定できなかった．これは，ミラーが大振れ角で振動しているため，反射光が検出範囲に戻ってきていない可能性が示唆される．今後は入力電圧を下げる，大気圧下で駆動させるなどして，デバイスの駆動条件を変える必要がある．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 １×２ミラーアレイの面外振動の様子
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
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.
- 川島 優太，大木 幹也，バネルジー アミット，廣谷 潤，土屋 智由 自律振動静電MEMSミラー群の相互同期の検討 日本機械学会2024年度年次大会, 愛媛大学，2024年9月8 -11日，J224p-07
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