JP7015335B2 - ベース励振によるマイクロ－カンチレバー作動のためのシステムおよび方法 - Google Patents
ベース励振によるマイクロ－カンチレバー作動のためのシステムおよび方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7015335B2 JP7015335B2 JP2020035950A JP2020035950A JP7015335B2 JP 7015335 B2 JP7015335 B2 JP 7015335B2 JP 2020035950 A JP2020035950 A JP 2020035950A JP 2020035950 A JP2020035950 A JP 2020035950A JP 7015335 B2 JP7015335 B2 JP 7015335B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- micro
- cantilever
- actuators
- array
- actuator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 54
- 230000005284 excitation Effects 0.000 title claims description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 5
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 5
- 238000007725 thermal activation Methods 0.000 claims description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 3
- 229920001746 electroactive polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 20
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 230000004044 response Effects 0.000 description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000010206 sensitivity analysis Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 229920000997 Graphane Polymers 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 229910001285 shape-memory alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
- B81B3/0018—Structures acting upon the moving or flexible element for transforming energy into mechanical movement or vice versa, i.e. actuators, sensors, generators
- B81B3/0024—Transducers for transforming thermal into mechanical energy or vice versa, e.g. thermal or bimorph actuators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
- B81B7/02—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems containing distinct electrical or optical devices of particular relevance for their function, e.g. microelectro-mechanical systems [MEMS]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
- F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
- F03G7/061—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the actuating element
- F03G7/0614—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the actuating element using shape memory elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
- F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
- F03G7/065—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like using a shape memory element
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/103—Scanning systems having movable or deformable optical fibres, light guides or waveguides as scanning elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
- B81B2201/03—Microengines and actuators
- B81B2201/031—Thermal actuators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
- B81B2203/05—Type of movement
- B81B2203/053—Translation according to an axis perpendicular to the substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H61/00—Electrothermal relays
- H01H2061/006—Micromechanical thermal relay
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１５年７月１３日に出願された「ベース励振されたマイクロ－カンチレバー」と題する米国仮特許出願第６２／１９１，５９３号、および２０１５年１１月２４日に出願された「共鳴振動するベース－駆動されたマイクロ－カンチレバーのロバスト設計」と題する米国仮特許出願第６２／２５９，１６２号の優先権を主張し、これらの出願は、あらゆる目的のために参照によって本願にそれらの全体が組み込まれるものとする。
本出願は、２０１５年７月１３日に出願された「ベース励振されたマイクロ－カンチレバー」と題する米国仮特許出願第６２／１９１，５９３号、および２０１５年１１月２４日に出願された「共鳴振動するベース－駆動されたマイクロ－カンチレバーのロバスト設計」と題する米国仮特許出願第６２／２５９，１６２号の優先権を主張し、これらの出願は、あらゆる目的のために参照によって本願にそれらの全体が組み込まれるものとする。
［技術分野］
本開示は、マイクロ－エレクトロ－メカニカルシステム（ＭＥＭＳ）構造、および作動方法の技術分野に一般に関連し、特に、マイクロ－カンチレバー構造および作動方法に関連する。
本開示は、マイクロ－エレクトロ－メカニカルシステム（ＭＥＭＳ）構造、および作動方法の技術分野に一般に関連し、特に、マイクロ－カンチレバー構造および作動方法に関連する。
マイクロ－カンチレバーは、マイクロ－エレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）において、最も広く使用される構造の一つであり、および種々の目的のためのアクチュエータとして使用される。一般に、マイクロ－カンチレバーの共鳴励振は、産業において一般的なことであり、および高周波数で振動するようにＭＥＭＳデバイスを作動させる種々の技術がある。代表的な作動方法は、熱、静電気、電磁気、および圧電の起動を含んでいる。
加熱の間の構成要素の熱膨張に基づく熱起動は、相対的に単純な実行および相対的に大きい力の利点、およびマイクロ－カンチレバーに適用される変位量を提供し、および数百ＭＨｚの高振動周波数を可能にし得る。熱起動方法は、層状のバイモルフマイクロ－カンチレバー構造を代表的に採用し、カンチレバーに直接曲がることをもたらす。しかしながら、マイクロ－カンチレバーのベース付近に取り付けられたアクチュエータの周期的な変形または動きがカンチレバーの先端の振動を生じる、ベース励振の技術は、カンチレバーの実用的な共鳴励振のため、改善された作動効率の可能性を提供するが、この技術は、非熱的に起動される作動方法だけで代表的に使用される。
したがって、熱作動およびベース励振技術の両方の効率的および実用的な特徴を兼ね備え、高周波数のマイクロ－カンチレバー振動を可能にする、マイクロ－カンチレバーアクチュエータシステムを備える方法およびシステムが望ましい。そのようなマイクロ－カンチレバーシステムのため出願は、たとえば、ウエハプローブ、バイオ－センサ、および撮像プローブを含んでいる。
本願明細書には、ベース励振におけるマイクロ－カンチレバー作動のためのシステムおよび方法の変形例が記載される。１以上の変形例は、１以上のアクチュエータの配列に、そのベース付近で連結されたマイクロ－カンチレバーを備えるマイクロ－エレクトロ－メカニカルシステムを対象とする。１以上の変形例において、マイクロ－カンチレバーは、アクチュエータ配列の周期的な起動によって生じるベース励振による高周波数振動に誘導され得る、自由端部、または先端を備える。アクチュエータ配列の膨張および収縮周期は、システムの固有周波数での共鳴のため、短期間にわたって蓄積され得、および高振幅振動を生じ得る、マイクロ－カンチレバーシステムに小さい摂動を与える。この技術を使用する変形例は、マイクロ－カンチレバーの先端の変位量に対するアクチュエータでの入力変位量の比における高倍率を提供し得る。システムの固有周波数の制御は、設計および／または幾何的なパラメータによって促進され、および用途のニーズに従い設計され得る。
１つの変形例において、アクチュエータの配列は、マイクロ－カンチレバー棒、またはファイバの周りに位置および配置され得、または連結され得、任意の方向において振動作動を可能にする。
特徴は、添付の図面と関連して、代表的な実施形態を詳細に記載することによって当業者に明白になるだろう。
図１は実施形態に係るベース励振マクロ－カンチレバーを示す。
図２はいくつかのシミュレーションされた実施形態に係るアクチュエータへの入力電力とマイクロ－カンチレバーの先端変位量の間の予想関係を示す。
図３は実施形態に係るベース励振マイクロ－カンチレバーを示し、マイクロ－カンチレバーは、ベース基板に連結され（例えば、クランプされ）、およびアクチュエータはカンチレバークランプポイントから少し離れてカンチレバーの下に取り付けられている。
図４は実施形態に係るベース励振マイクロ－カンチレバーを示し、２つのアクチュエータが使用され、２つの方向にマイクロ－カンチレバーを振動させる。
図５は実施形態に係るベース励振マイクロ－カンチレバーを示し、アクチュエータはカンチレバーの下に取り付けられたブリッジを備える。
図６は実施形態に係るベース励振マイクロ－カンチレバーを示し、アクチュエータは曲がったマイクロ－ワイヤを備える。
図７は実施形態に係るベース励振マイクロ－カンチレバーを示し、マイクロ－カンチレバーは太い光学ファイバに取り付けられた光学ファイバを備える。
図８は実施形態に係るベース励振マイクロ－カンチレバーを示し、アクチュエータに電力を供給するために使用される導電材料が、また、マイクロ－カンチレバーのための構造支持として働いている。
図９は実施形態に係るベース励振マイクロ－カンチレバーを示し、アクチュエータ配列はメインカンチレバー棒の周りに配置された２対の曲がったマイクロ－ワイヤを備え、２つの方向に独立に棒を振動させる。
図１０は実施形態に係るベース励振カンチレバーの概略図を示す。
図１１は異なる環境に曝される間のベース励振マイクロ－カンチレバーの実施形態の調和的な動的応答を示す。
図１２は空気圧力の関数としてのベース励振マイクロ－カンチレバーシステムの実施形態の予想品質係数を示す。
図１３はユニットステップ入力に対するマイクロ－カンチレバーアクチュエータの実施形態の熱応答を示す。
図１４はアクチュエータ長さの範囲を含む実施形態に係るマイクロ－カンチレバーアクチュエータの温度および変位量を示す。
図１５は実施形態に係るベース励振マイクロ－カンチレバー構造の概略図を示し、アクチュエータは薄肉構造を備える。
図１６はアクチュエータ位置の関数としてのベース励振マイクロ－カンチレバーの実施形態の予想応答を示す。
図１７Ａは実施形態に係るベース励振マイクロ－カンチレバーシステムの可変寸法を示す。
図１７Ｂはベース励振マイクロ－カンチレバーシステムの実施形態に係るシステム寸法における製造変動上の感度解析の結果を示す。
図１８はベース励振マイクロ－カンチレバーシステムのロバスト設計のためのアルゴリズムを示す。
図１９はベース励振マイクロ－カンチレバーの実施形態の設計ロバスト性における改善を示す。
参照は、ここで、添付の図面に示される具体例である、種々の態様および発明の変形例の実施および実施形態に対して詳細になされるだろう。
本願明細書において、「品質係数」は、エネルギ損失およびシステムの効率の量を定めるために使用される基準を示し、および、２＊ｐｉ＊Ｕ＿ｓ／Ｕ＿ｄとして一般に定義され得、Ｕ＿ｓは損失の無い中で蓄積され得る最大エネルギであり、およびＵ＿ｄは１つの振動周期のエネルギ損失である。
図１に示されるように、マイクロ－カンチレバー作動のためのシステム１Ａの例は、例えば、コネクタ１４（例えば、ワイヤ／ライン）を接続することにより電力源（示されていない）に連結され得る、アクチュエータ１６の頂部に配置されたマイクロ－カンチレバー１０を含み得る。システム１Ａは、基板材料１２の頂部に配置される。アクチュエータ１６は、ワイヤ１４により伝達されるシグナルによって励振され得る。例えば、２つの異なるアプローチは、（１）熱作動、（２）圧電効果を作動のため選択され得る。後の方の実施は、設計の特定の場合、および熱、シグナル、干渉等の限定に依存する。作動のメイン機構として発熱を使用する場合、導電ワイヤ１４が、アクチュエータ１６の材料の加熱／冷却周期の高周波数を相対的に促進するためのヒートシンクとして作用する。ＭＥＭＳデバイスにおける加熱および冷却周期の周波数は、数十または数百ＭＨｚにおよび得ることが証明される。いくつかの変形例において、この設計は、ベース作動技術を使用するだけでなく、アクチュエータ材料とアクチュエータに接続された棒の層との間の中間層の力の影響が、いくつかのバイモルフ効果においてもたらされる。バイモルフ効果から、棒の長さに沿って、この張力は、この曲がることに相当の影響を有し得る。
図２は、図１に記載されたシステム１Ａの数字で表したモデル化によって計算された実例性能曲線を示す。アクチュエータ１６の加熱がこの解析において作動の源であり、および寸法が約８ｋＨｚの振動で最適化された。商用の有限要素パッケージであるＡＮＳＹＳが使用され、モデルを作製し、出力を取り出した。グラフは、入力電力の異なる大きさのための先端変位量の大きさを示す。入力電力は、半正弦の時間依存性（つまり、正弦関数の正の部分だけが使用され、かつ負の部分はゼロで置き換えられた）を有するアクチュエータ層上のジュール発熱効果として印可される。アクチュエータの厚さおよび長さの効果は、このグラフで調査される。この図の凡例は、アクチュエータの厚さ（Ｔ)、および定数幅値のためのマイクロ－カンチレバーに沿うその長さ（Ｌ)を示す。このグラフは、発明および方法の理論上の実行可能性を証明し、それを最適にした。
図３は、代表的なシステム１Ｂを示し、作動方法が異なる変形例に適用される。アクチュエータ１６の頂部上に直接載置された図１のシステム１Ａのマイクロ－カンチレバー１０と比較して、図３のシステム１Ｂにおいては、アクチュエータ２０が基板１８に対してマイクロ－カンチレバー２２のクランプポイント２６から少し離れて配置されている。作動のためのシグナルおよび必要なエネルギは、接続経路２４を介して提供され得る。システム１Ｂにおいて、アクチュエータ２０は、ジュール効果を介する熱作動のための電気抵抗体、または圧電作動のための圧電材料を備える。メインカンチレバー２２の構成は、変更され得、および矩形断面および円台形等のような一般的な形状に限定されない。さらに、断面の連続的な変更は、スパンに沿って示されたポイントに低い剛性を提供する目的のため考慮され、曲げを促進／妨害する。上述したバイモルフ効果は、この実施形態にさらに存在し、およびアクチュエータ２０に接続される位置で棒の曲げを助け得る。
図４は、別の変形例である、マイクロ－カンチレバー作動のためのシステム１Ｃをさらに示し、カンチレバー２２ａは２つの方向に起動される（例えば、水平および垂直）。ベースアタッチメントおよびクランプポイントは、図３の相当する構成要素と同様であり得る。２つの独立した電流がアクチュエータ３２の２つの側面上の複数のコネクタ（例えば、ラインまたはワイヤを接続する）によって、およびアクチュエータ２８のための第３のコネクタ３４（例えば、ワイヤ）によって、それぞれ供給され得る。両者の電流は、それらのシグナル供給回路の部品として同じコネクタ３４（例えば、ワイヤ）を共有する。この変形例において、電流は、加熱および／または圧電効果を提供するように、アクチュエータ３２を直接通り、一方、アクチュエータ２８は電気回路に直接でない。しかしながら、ボトルネック断面３６で発生した熱は、伝導現象によってアクチュエータ２８を加熱している。したがって、アクチュエータ２８は、熱効果をだけ使用し得、一方、アクチュエータ３２は、熱または圧電のどちらかであり得る。一般に、１つのアクチュエータより多くが実装され得る図４のような実施形態において、設計基準に基づく、異なる作動技術および周波数が同時にシステム中に存在し得る。棒および適用される励振周波数の大きさは、独立作動を可能とし得、異なる振動周波数および応答パターンを有する。
さらに別の変形例において、図５は、熱作動方法において、エネルギ効率を最大化するためのシステム１Ｄを示す。マイクロ－カンチレバー２２ｂの下の材料のブロックとしてアクチュエータ３８を使用することの代わりに、この構成において、アクチュエータ３８が電流の狭路およびマイクロ－カンチレバー２２ｂの下にブリッジ状構造を形成している。電気伝導のための減少した断面が抵抗および加熱を増加させ、ブリッジ３８の両サイドの長い脚４０が熱膨張／熱収縮の大きさ、およびその結果、棒における全体の変位量を増加させる。脚４０は圧電材料であるように設計され得、接続ブリッジ３８は通常の導電材料であり、回路を完成させる。
図６に示される別の変形例において、システム１Ｅでは、アクチュエータ４４がマイクロ－カンチレバー４２の下に配置された曲がったワイヤから形成される。そのような構造は材料堆積のためクリーンルームの使用を除き得、および製造コストを減少させ得る。マイクロ－カンチレバー４２は、別々に製造され得、および保持支持５０の頂部に配置され得る。接着剤は、それを固定するためのアクチュエータ４２のベース４６に加えてアクチュエータ４２の下に適用され得る。基板材料およびＭＥＭＳ堆積を使用することは、この実施形態において選択肢であるが、プリント回路板（ＰＣＢ）４８は、クリーンルームのコストを抑え、および試作品および少量の振動カンチレバーの製造効率を改善し得る、それの上にシステムを組み立てるように製造され得る。
図７に示される変形例において、システム１Ｆが光学ファイバ５２の振動のため使用され得る。光学ファイバは、円形断面を有する長い連続したファイバであり得る。この実施形態において、ファイバは、太いファイバ５４の中に振動または継ぐように作動されない端部上に比較的長くあり得る。接着剤は、ファイバ５２とアクチュエータ４４ａの間に適用され得、マイクロ－カンチレバーファイバ５２の中に振動を含むため適切な接触を作る。
図８は、システム１Ｇを示し、導電材料が構造目的も有する。この変形例において、例えば、２つの曲げられたワイヤ５６が使用され、その作動のために必要なエネルギの提供に加えて、マイクロ－カンチレバー５２のための構造支持を提供する。アクチュエータは、例えば、マイクロ－溶接、半田等により５８でこれらの導電体に取り付けられる。代替的に、全システム１Ｇは、例えば、マイクロ－製造技術を使用する１片として製造され得る。
図９は、マイクロ－カンチレバー６０の両側振動のために使用される作動方法を示す。図９は、マイクロ－カンチレバー６０に加えて、アクチュエータ６６および６８だけを示すように部品が取り外されており、および、接続ワイヤおよび基板のような全ての他の繰り返される詳細が記載されておらず、それらは物理的システムに存在する。この実施形態は互いに反対に置かれるアクチュエータ６６および６８の２組を使用する。熱作動において、シグナル（加熱）の正の部分だけ適用することが可能であり、およびシグナルの欠如は冷却（シグナルを受信することは冷却を含まない）として取られ、反対側上の半正弦シグナルを有する２つの作動を適用することは、振動および効率の対称を改善し得る。ｐｉ相シフトは一方側中のシグナルとその反対のシグナル６２および６４、それぞれの間に適用される。さらに、これは１軸に沿う作動に制限されない。図８に記載されるように、１つより多い作動対は、この特定の設計において共存する。多作動は、種々の方向の振動、およびデバイスの動きに高い柔軟性を有するように重ねられた動きを使用することを助ける。アクチュエータ寸法および棒の大きさは、設計要件を達成するように特定の設計に基づいて最適化され得る。当業者は、半正弦シグナルが例示であり、かつ開示された方法およびシステムに制限されないことを理解するだろう。インパルスに制限されないが、矩形波形を含む周期的なサイクルの任意のタイプは開示された方法およびシステムに適用できる。
全ての性能を高めるため、高熱膨張係数を有する材料（例えば、アルミニウム、チタン等）または高熱収縮係数を有する材料は、種々の変形例中のアクチュエータのため使用され得る。
熱作動は、形状記憶合金（例えば、ＮｉＴｉ、ＦｅＭｎＳｉ、ＣｕＺｎＡｌ等）のような相変化を受ける材料の使用を含んでいる。
熱膨張／熱収縮および圧電効果に加えて、他の現象または技術が使われ得る。これは、電気活性ポリマ、ゲルアクチュエータ、高分子型人工筋肉（例えば、ナイロンアクチュエータ）、ナノ－カーボン－チューブ、グラファン（ｇｒａｐｈａｎｅ）、グラフェン、カーボン系アクチュエータ、またはそれらの組み合わせを含んでいる。
実施形態によれば、熱励振の場合のため、アクチュエータ内側の温度上昇は、電熱加熱（ジュール効果）、隣接媒体からの伝導、放射（例えば、レーザ棒加熱）を含む任意の１以上の種々の方法によって提供され得る。
作動方法論は、直線状の横または縦（前後）運動に制限されない。マイクロ－カンチレバーを励振し得る、アクチュエータでの任意の回転および／または湾曲運動がベース励振として含まれ得る。実施形態によれば、アクチュエータ配列は、アクチュエータ構造の任意の組み合わせを含み得、マイクロ－カンチレバーにおいて任意の運動励振を提供する。
１つの変形例において、アクチュエータの配列は、任意の方向に振動作動を可能にするために、マイクロ－カンチレバー棒またはファイバの周りに位置し得、および取り付けられ得る。
非慣性フレームまたはケース中のシステムを有することは（例えば、全システムを振動させることは）、また、マイクロ－カンチレバー上のダランベール効果を考慮したベース励振として作用し得る。実施形態によれば、そのような全システム振動は、単独で使用され得、またはマイクロ－カンチレバーのベース励振のための任意の上記方法と組み合わせで使用され得る。
ロバスト設計方法
図１０は、種々の開示された方法およびシステムと関連するマイクロ－カンチレバーの概略図を示す。マイクロ－カンチレバーの部分を振動させるメインスパン／長さは、図１０に「１００」として示されている。「１４０」および「１６０」としてそれぞれ示される長さおよび高さを有する、アクチュエータ１２０は、弾性のベース／接続として作用する。弾性アクチュエータは、また、棒に対する接続ポイントで、回転堅さ１８０を有する。１２０の熱サイクルによって生成される垂直変位量は、システム中に作動源である垂直変位量を提供する。そのような概要に基づく数学的定式化は、異なる条件に対するマイクロ－カンチレバーシステムの挙動および応答をシミュレーションおよび予測するために使用され得る。代替的に、システムの有限要素モデルは、コンピュータソフトウエアで実行され得、マイクロ－カンチレバーシステムの挙動および応答をシミュレーションおよび予測する。
図１１は、種々の環境に曝されたときの図１に示すマイクロ－カンチレバーの調和応答（先端変位量）を示す。得られた数学的定式化は応答を予測するために使用された。
図１２は異なる圧力での空気によって取り囲まれたベース励振マイク－カンチレバーシステムの実施形態の品質係数を示す。観測された傾向によれば、いくつかの変形例において、加圧している空気は、品質係数を増加させるために使用され得、したがってシステム効率を増加させる。しかしながら、これは、図１１に示されたように全先端変位量を減少させ得る。１つの実施形態において、ベース励振マイクロ－カンチレバーシステムは、加圧されたガス環境中に置かれ得、システム効率を増加させる。
図１３は、ユニットステップの入力電力に対するアクチュエータ層の熱応答を示す。
アクチュエータ（０－１）の規格化長さに沿う温度は種々の実施形態に記載されたマイクロ－レベルアクチュエータの反応時間を示す。
アクチュエータ（０－１）の規格化長さに沿う温度は種々の実施形態に記載されたマイクロ－レベルアクチュエータの反応時間を示す。
図１４は、２２０中に温度変化上のアクチュエータの長さの増加の効果、および２４０中に安定状態での作動大きさ上のアクチュエータの長さの増加の効果を示す。一般の経時入力下での必要な熱モデルがこの発明の一部として数式化された。
図１５は、本発明のシステムの選択された変形例を示す。２８０に接続された細い構造（ワイヤのような）に沿うマイクロ－カンチレバー２６０は、クランプポイント３００に固定されている。２８０の膨張／収縮が変位量３２０および傾斜３４０を生じる。システムの固有周波数と調和する２８０結果での周期的な励振は、共鳴振動を誘導する。
図１６は、図６中の２８の配置の検討および先端変位量のその効果を示す。数式は、システム中の性能を最適化して発明者および補佐者によって得られた。
図１７は、マイクロ－カンチレバーの構造上の感度解析を示す。製造プロセスにおける公差のための変形例は、ここで検討される。感度検討は、固有周波数および先端変位量の両方で処理され得る。
図１８は、マイクロ－カンチレバーのロバスト設計のためのアルゴリズムの例を示す。この汎用アルゴリズムは最終製品における変形例を減少させるために役に立ち得る。この方法によれば、感度解析（図８）の結果として示される感度パラメータは、それらの逆の効果を減少させるために少ない公差を可能とする。
図１９は、上記ロバスト設計アルゴリズムを実行することと、ベース励振マイクロ－カンチレバーの実施形態の寸法設計に対する変更の適用することとのモデル前（オリジナル）およびモデル後（変更）における、固有周波数（ｆ１）の割合の変更例と、マイクロ－カンチレバー先端変位量（ｕ１）との間の比較を示す。約＋／－０．５マイクロメータの仮の製造公差を有する１４マイクロメータのマイクロ－カンチレバー棒直径、および約＋／－２マイクロメータの仮の公差を有する約２０マイクロメータのアクチュエータオフセット距離に基づく、オリジナル設計構造において、固有周波数は、約＋／－５％の変更例を示し、および先端変位量は、約＋／－９％の変更例を示す。例えば、次のような、棒直径のための約＋／－０．２マイクロメータの厳しい公差を要求し、かつ、オフセット距離（つまり、約＋２／－０公差を要求する）における負の変更を除くための設計変更において、固有周波数の変更例は、約＋／－３％に減少し、および先端変位量の変更例は、約＋／－５％に減少する。
マイクロ－カンチレバーの適度に高振動のベース励振のためのシステムおよび方法の種々の実施形態が開示される。これらの実施形態において、マイクロ－カンチレバーはアクチュエータのベースまたは固定された（例えば、クランプされた）端部に隣接または接してアクチュエータに取り付けられる。そのベースで、マイクロ－カンチレバーはベース基板に、または代わってアクチュエータだけに、直接、取り付けられ、または固定され得る。アクチュエータは、電熱加熱の効果ため、または圧電効果のため、電流の印可によって拡張および収縮する、バルク材料、ブリッジ、または形成ワイヤを備え得る。単一のアクチュエータまたはアクチュエータの配列は、マイクロ－カンチレバーの周りに置かれ得、それを振動し、かつ作動パルスを印可する。アクチュエータの種々の構造は、棒の異なる周波数をシミュレーションして、および異なる方向および振幅において変位量を誘導して、実行される。さらに、熱ベース励振作動を有するマイクロ－カンチレバーのロバスト設計のための枠組みは、基準寸法設計の設計書、製造公差の検出または推定、固有周波数および先端変位量のような結果における変化性を予測する実験シミュレーションの設計、および満足な結果が達成されるまでの変化性の予測の公差および設計の反復の変更を含み得る。
本開示は、詳細に示され、かつ記載された種々の実施形態に関連して示され、かつ記載されており、種々の変更および構造の変化が本開示の範囲から逸脱することなくなされ得るので、本開示は示された詳細に制限されないことが意図される。形態、構成要素の配置、ステップ、詳細、示された実施形態の操作のオーダに加え、開示の他の実施形態の種々の変更は、本開示の範囲から逸脱することなくなされ得、およびこの記載への参照において当業者にとって明らかになるだろう。したがって、添付の請求項は、それらが開示の適正な範囲内になるように、そのような変更および実施形態をカバーするだろうと考えられる。明確性の目的および簡潔な記述のため、特徴が、同じ、または別個の実施形態の部分として本願明細書に記載されているが、開示の範囲が全てまたはいくつかの開示された特徴の組み合わせを有する実施形態を含むことは理解されるだろう。「例えば」および「のような」の用語、およびそれらの文法上の同等の物である「および限定されず」のフレーズは、特に明白に指示のない限り、従うことは理解される。本願明細書で使用される、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が別段、明確に要求しない限り、複数の指示物を含んでいる。
Claims (18)
- マイクロ－カンチレバーシステムに振動を誘導する方法であって、前記方法は、
ベース励振を１以上のアクチュエータの配列を有するマイクロ－カンチレバーの固定端に適用することを備え、前記アクチュエータの配列は前記マイクロ－カンチレバーと機械的に連絡しており、前記アクチュエータの配列の熱起動のためのエネルギは、電熱加熱、隣接媒体からの熱伝導、近くの媒体からの放射、またはそれらの組み合わせによって提供され、
前記１以上のアクチュエータの配列は前記マイクロ－カンチレバーの下にブリッジを備える、ことを特徴とする方法。 - 周波数で前記アクチュエータの配列に少なくとも１つの作動電流を適用することをさらに備え、前記周波数は前記マイクロ－カンチレバーシステムの固有周波数の少なくとも１つと一致する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
- アクチュエータ励振の方向および前記アクチュエータの配列の配置に基づく、前記マイクロ－カンチレバーシステムの複数の固有周波数の同時作動をさらに含む、ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
- 前記マイクロ－カンチレバーの作動は、基板ベースの全体を振動させることによって達成される前記基板ベースのベース励振によってさらに励振される、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
- 前記マイクロ－カンチレバーは光ファイバを備える、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
- 前記マイクロ－カンチレバーは円形状断面を備える、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
- 前記マイクロ－カンチレバーは矩形状断面を備える、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
- 前記１以上のアクチュエータの配列は圧電材料を備える、ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
- 前記１以上のアクチュエータの配列は電気活性ポリマを備える、ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
- 前記１以上のアクチュエータの配列はカーボン系材料を備える、ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
- 前記１以上のアクチュエータの配列は電流を伝える曲がったマイクロ－ワイヤを備える、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
- 前記１以上のアクチュエータの配列はブリッジによって連結された２つの圧電柱を備える、ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法。
- 前記１以上のアクチュエータの配列は前記マイクロ－カンチレバーの周りに間隔をおいて配置され、１以上の任意の方向における振動を促進する、ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
- 前記１以上のアクチュエータは接着剤で前記マイクロ－カンチレバーに留められている、ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法。
- 前記マイクロ－カンチレバーは、画像化、感知、または画像化と感知の組み合わせのため、光、電気シグナル、またはそれらの組み合わせを伝える、ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法。
- 前記１以上のアクチュエータの配列は、導電性高分子、圧電ポリマ、電気活性ポリマ、カーボン系材料、またはそれらの組み合わせを備え、異なる方向、周波数、または両方において振動を促進する、ことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の方法。
- マイクロ－カンチレバーシステムに振動を誘導する方法であって、前記方法は、
ベース励振を１以上のアクチュエータの配列を有するマイクロ－カンチレバーの固定端に適用することを備え、前記アクチュエータの配列は前記マイクロ－カンチレバーと機械的に連絡しており、前記アクチュエータの配列の熱起動のためのエネルギは、電熱加熱、隣接媒体からの熱伝導、近くの媒体からの放射、またはそれらの組み合わせによって提供され、
前記１以上のアクチュエータの配列はカーボン系材料を備える、ことを特徴とする方法。 - マイクロ－カンチレバーシステムに振動を誘導する方法であって、前記方法は、
ベース励振を１以上のアクチュエータの配列を有するマイクロ－カンチレバーの固定端に適用することを備え、前記アクチュエータの配列は前記マイクロ－カンチレバーと機械的に連絡しており、前記アクチュエータの配列の熱起動のためのエネルギは、電熱加熱、隣接媒体からの熱伝導、近くの媒体からの放射、またはそれらの組み合わせによって提供され、
前記１以上のアクチュエータの配列はブリッジによって連結された２つの圧電柱を備える、ことを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201562191593P | 2015-07-13 | 2015-07-13 | |
| US62/191,593 | 2015-07-13 | ||
| US201562259162P | 2015-11-24 | 2015-11-24 | |
| US62/259,162 | 2015-11-24 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018521452A Division JP6671471B2 (ja) | 2015-07-13 | 2016-07-13 | ベース励振によるマイクロ−カンチレバー作動のためのシステムおよび方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020114619A JP2020114619A (ja) | 2020-07-30 |
| JP7015335B2 true JP7015335B2 (ja) | 2022-02-02 |
Family
ID=57756686
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018521452A Active JP6671471B2 (ja) | 2015-07-13 | 2016-07-13 | ベース励振によるマイクロ−カンチレバー作動のためのシステムおよび方法 |
| JP2020035950A Active JP7015335B2 (ja) | 2015-07-13 | 2020-03-03 | ベース励振によるマイクロ－カンチレバー作動のためのシステムおよび方法 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018521452A Active JP6671471B2 (ja) | 2015-07-13 | 2016-07-13 | ベース励振によるマイクロ−カンチレバー作動のためのシステムおよび方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11242241B2 (ja) |
| EP (1) | EP3322665B1 (ja) |
| JP (2) | JP6671471B2 (ja) |
| CN (1) | CN108349723B (ja) |
| CA (1) | CA2992105C (ja) |
| WO (1) | WO2017008164A1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL274484B2 (en) | 2017-11-22 | 2024-07-01 | Magic Leap Inc | A thermally activated support light beam optical scanner |
| US11464140B2 (en) | 2019-12-06 | 2022-10-04 | Frore Systems Inc. | Centrally anchored MEMS-based active cooling systems |
| US11784109B2 (en) | 2018-08-10 | 2023-10-10 | Frore Systems Inc. | Method and system for driving piezoelectric MEMS-based active cooling devices |
| US12089374B2 (en) | 2018-08-10 | 2024-09-10 | Frore Systems Inc. | MEMS-based active cooling systems |
| US12105277B2 (en) | 2018-10-04 | 2024-10-01 | Innoviz Technologies Ltd. | Electrooptical systems having heating elements |
| CN111381364A (zh) * | 2018-12-29 | 2020-07-07 | 成都理想境界科技有限公司 | 一种光纤扫描器 |
| CN110308514B (zh) * | 2019-07-26 | 2021-01-26 | 南京邮电大学 | 基于光波导结构的微驱动器 |
| US11802554B2 (en) | 2019-10-30 | 2023-10-31 | Frore Systems Inc. | MEMS-based airflow system having a vibrating fan element arrangement |
| US11796262B2 (en) | 2019-12-06 | 2023-10-24 | Frore Systems Inc. | Top chamber cavities for center-pinned actuators |
| US11510341B2 (en) | 2019-12-06 | 2022-11-22 | Frore Systems Inc. | Engineered actuators usable in MEMs active cooling devices |
| US12033917B2 (en) | 2019-12-17 | 2024-07-09 | Frore Systems Inc. | Airflow control in active cooling systems |
| WO2021126791A1 (en) | 2019-12-17 | 2021-06-24 | Frore Systems Inc. | Mems-based cooling systems for closed and open devices |
| WO2022072286A1 (en) | 2020-10-02 | 2022-04-07 | Frore Systems Inc. | Active heat sink |
| CN114011693B (zh) * | 2021-10-20 | 2022-09-16 | 同济大学 | 一种横向反对称弹性波激发装置及制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000041385A (ja) | 1998-07-21 | 2000-02-08 | Yasuaki Kohama | 運動素子 |
| WO2003045838A1 (en) | 2001-11-29 | 2003-06-05 | Aoi Electronics., Co., Ltd | Nano gripper and method of manufacturing the nano gripper |
| JP2008504574A (ja) | 2004-06-24 | 2008-02-14 | コーネル リサーチ ファンデーション インク． | ファイバー状の複合材料ベースのｍｅｍｓ光スキャナー |
| JP2010173327A (ja) | 1999-02-15 | 2010-08-12 | Silverbrook Research Pty Ltd | 液体を噴出するパドル及び液体噴出デバイス |
Family Cites Families (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05173088A (ja) | 1991-12-25 | 1993-07-13 | Olympus Optical Co Ltd | 光導波路駆動装置 |
| JPH07266428A (ja) | 1994-03-29 | 1995-10-17 | Olympus Optical Co Ltd | 機能性ゲル構造体の製造方法および該方法により製造される機能性ゲル構造体 |
| JP3102320B2 (ja) | 1995-09-29 | 2000-10-23 | オムロン株式会社 | センサ装置 |
| US5903380A (en) * | 1997-05-01 | 1999-05-11 | Rockwell International Corp. | Micro-electromechanical (MEM) optical resonator and method |
| US6625004B1 (en) * | 2001-08-31 | 2003-09-23 | Superconductor Technologies, Inc. | Electrostatic actuators with intrinsic stress gradient |
| US6664885B2 (en) * | 2001-08-31 | 2003-12-16 | Adc Telecommunications, Inc. | Thermally activated latch |
| GB2389457B (en) * | 2002-06-07 | 2006-07-26 | Microsaic Systems Ltd | Microengineered optical scanner |
| US7083270B2 (en) * | 2002-06-20 | 2006-08-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric element, ink jet head, angular velocity sensor, method for manufacturing the same, and ink jet recording apparatus |
| WO2004092581A1 (en) * | 2003-04-15 | 2004-10-28 | Board Of Trustees Operating Michigan State University | Prestrained thin-film shape memory actuator using polymeric substrates |
| US20060006484A1 (en) * | 2004-07-06 | 2006-01-12 | Dilan Seneviratne | Functional material for micro-mechanical systems |
| US20060122565A1 (en) * | 2004-11-23 | 2006-06-08 | Kooi Chee C | Switch structures or the like based on a thermoresponsive polymer |
| US7942056B2 (en) | 2006-01-23 | 2011-05-17 | Drexel University | Self-exciting, self-sensing piezoelectric cantilever sensor |
| JP5225981B2 (ja) | 2006-05-10 | 2013-07-03 | ドレクセル・ユニバーシティー | 空中浮遊分析物を空気中で直接検出するための自己励振・自己検出型圧電カンチレバーセンサー |
| US8252598B2 (en) * | 2006-11-27 | 2012-08-28 | University Of South Carolina | Method of sensing chemical and bio-molecular analytes and sensing system using a microcantilever |
| US7735970B2 (en) * | 2006-12-04 | 2010-06-15 | Silverbrook Research Pty Ltd | Thermal bend actuator comprising passive element having negative thermal expansion |
| US8512947B2 (en) * | 2007-02-16 | 2013-08-20 | Drexel University | Detection of nucleic acids using a cantilever sensor |
| US20080218968A1 (en) * | 2007-03-08 | 2008-09-11 | Anandaroop Bhattacharya | Winged piezo fan |
| US7642698B2 (en) * | 2007-03-30 | 2010-01-05 | Intel Corporation | Dual direction rake piezo actuator |
| WO2009038579A2 (en) * | 2007-09-19 | 2009-03-26 | California Institute Of Technology | Thermoelastic self-actuation in piezoresistive resonators |
| US8310128B2 (en) * | 2008-05-07 | 2012-11-13 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | High precision silicon-on-insulator MEMS parallel kinematic stages |
| WO2010001771A1 (ja) * | 2008-07-02 | 2010-01-07 | アルプス電気株式会社 | 高分子アクチュエータ及び高分子アクチュエータ搭載デバイス |
| US9022682B2 (en) * | 2008-10-13 | 2015-05-05 | GM Global Technology Operations LLC | Active material wire actuators having reinforced structural connectors |
| JP5467756B2 (ja) * | 2008-11-14 | 2014-04-09 | Ｈｏｙａ株式会社 | 内視鏡装置 |
| GB0911331D0 (en) | 2009-06-30 | 2009-08-12 | Univ Aston | Characterising properties or behaviour of biological cells |
| TW201121875A (en) * | 2009-12-30 | 2011-07-01 | Nat Univ Tsing Hua | Microactuator, microactuator system and method for fabricating microactuator |
| KR20110082420A (ko) * | 2010-01-11 | 2011-07-19 | 삼성전자주식회사 | 초전 재료를 이용한 에너지 수확 장치 |
| JP5466758B2 (ja) * | 2010-03-16 | 2014-04-09 | アルプス電気株式会社 | 高分子アクチュエータを用いた駆動装置 |
| GB2491806B (en) | 2011-05-25 | 2013-07-10 | Microvisk Ltd | Apparatus and method for measuring properties of a fluid |
| KR101869443B1 (ko) * | 2011-10-11 | 2018-06-21 | 삼성전자 주식회사 | 빛의 위치 제어 장치 및 그 제조 방법 |
| DE102012206269B4 (de) * | 2012-04-17 | 2023-12-14 | Robert Bosch Gmbh | Mikromechanisches Bauteil und Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil |
| US9731957B2 (en) * | 2014-01-21 | 2017-08-15 | Indian Institute Of Technology, Bombay | Polymer anchored microelectromechanical system (MEMS) cantilever and method of fabricating the same |
| WO2018122917A1 (ja) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | オリンパス株式会社 | 光ファイバ走査装置および内視鏡 |
-
2016
- 2016-07-13 CN CN201680052943.6A patent/CN108349723B/zh active Active
- 2016-07-13 WO PCT/CA2016/050828 patent/WO2017008164A1/en active Application Filing
- 2016-07-13 CA CA2992105A patent/CA2992105C/en active Active
- 2016-07-13 JP JP2018521452A patent/JP6671471B2/ja active Active
- 2016-07-13 US US15/744,575 patent/US11242241B2/en active Active
- 2016-07-13 EP EP16823599.2A patent/EP3322665B1/en active Active
-
2020
- 2020-03-03 JP JP2020035950A patent/JP7015335B2/ja active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000041385A (ja) | 1998-07-21 | 2000-02-08 | Yasuaki Kohama | 運動素子 |
| JP2010173327A (ja) | 1999-02-15 | 2010-08-12 | Silverbrook Research Pty Ltd | 液体を噴出するパドル及び液体噴出デバイス |
| WO2003045838A1 (en) | 2001-11-29 | 2003-06-05 | Aoi Electronics., Co., Ltd | Nano gripper and method of manufacturing the nano gripper |
| JP2008504574A (ja) | 2004-06-24 | 2008-02-14 | コーネル リサーチ ファンデーション インク． | ファイバー状の複合材料ベースのｍｅｍｓ光スキャナー |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 橋口 原ほか，マイクロマシーニング技術による熱膨張アクチュエータ一体型ナノグリッパーの開発，電気学会論文誌Ｅ，日本，一般社団法人電気学会，2003年04月，Vol. 123, No. 1，1-8ページ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108349723A (zh) | 2018-07-31 |
| EP3322665A1 (en) | 2018-05-23 |
| CA2992105A1 (en) | 2017-01-19 |
| US11242241B2 (en) | 2022-02-08 |
| WO2017008164A1 (en) | 2017-01-19 |
| JP2018529537A (ja) | 2018-10-11 |
| EP3322665A4 (en) | 2019-03-27 |
| JP6671471B2 (ja) | 2020-03-25 |
| CN108349723B (zh) | 2024-03-01 |
| CA2992105C (en) | 2020-08-11 |
| EP3322665B1 (en) | 2023-11-22 |
| US20180201497A1 (en) | 2018-07-19 |
| JP2020114619A (ja) | 2020-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7015335B2 (ja) | ベース励振によるマイクロ－カンチレバー作動のためのシステムおよび方法 | |
| Sun et al. | Tunable, multi-modal, and multi-directional vibration energy harvester based on three-dimensional architected metastructures | |
| Berdy et al. | Low-frequency meandering piezoelectric vibration energy harvester | |
| Karami et al. | Electromechanical modeling of the low-frequency zigzag micro-energy harvester | |
| JP2008157938A (ja) | エネルギ取入れ装置および方法 | |
| JP6047177B2 (ja) | 金属間接合部の固有電圧差を使用したエネルギー採取方法およびその装置 | |
| Mallick et al. | Multi-frequency MEMS electromagnetic energy harvesting | |
| Nam et al. | Externally leveraged resonant piezoelectric actuator with fast response time for smart devices | |
| Nam et al. | Resonant piezoelectric vibrator with high displacement at haptic frequency for smart devices | |
| JP2005318720A (ja) | 駆動装置 | |
| JP5943423B2 (ja) | 発電装置 | |
| Mei et al. | Double-wall piezoelectric cylindrical energy harvester | |
| US20070063613A1 (en) | Thermoelastically actuated microresonator | |
| Yan et al. | A three-DOF ultrasonic motor using four piezoelectric ceramic plates in bonded-type structure | |
| Arya et al. | Design and fabrication of MEMS based electrostatic cantilever as ultrasonic signal generator | |
| JP6671660B2 (ja) | 発電素子 | |
| Uddin et al. | Vibration based T-shaped piezoelectric cantilever beam design using finite element method for energy harvesting devices | |
| Wu et al. | Design and fabrication of an electrothermal microactuator for multi-level conveying | |
| Uddin et al. | Proof mass effect on piezoelectric cantilever beam for vibrational energy harvesting using Finite Element Method | |
| KR20160136770A (ko) | 미세버블을 이용한 에너지 하베스팅 장치 및 에너지 하베스팅 방법 | |
| Bath | Low-frequency piezoelectric energy harvester with novel 3d folded zigzag design and high power density | |
| JP2014204483A (ja) | エネルギ変換装置 | |
| Cui et al. | An infrasonic vibration energy harvester using pendulum impact | |
| CN102189073A (zh) | 超声波产生装置 | |
| Ostaševičius | Wireless Connectivity Options for Tool Condition Monitoring IoT Applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200327 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200327 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210304 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210416 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210714 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211223 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220121 |