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講演抄録/キーワード
講演名 2011-07-28 14:10
音響放射力を用いた液体レンズによる3次元焦点走査
小山大介井砂亮一中村健太郎東工大US2011-28
抄録 (和) 光軸および径方向に焦点走査可能な液体レンズについて検討した.
著者らのグループはこれまでに機械的可動部を持たない音響放射力を利用した可変焦点液体レンズについて報告した.
本レンズにより周波数1 kHzで光軸方向に焦点距離を7.0から14.5 mmの範囲で高速走査可能であった.
提案するレンズはアニュラ型超音波振動子と2種類の非混和性液体(水とシリコーンオイル)で満たされた円筒型セル(内径10 mm,厚み3 mm)で構成される.
レンズ表面となるオイル-水境界面の形状変化を光コヒーレンストモグラフィにより測定した.
2液界面は振動子からの音響放射力により高速に変形し,液体レンズは可変焦点レンズとして動作した.
振動子の4つの分割電極への入力電圧を制御して,レンズ焦点位置を3次元的に変化させることができた.
周波数1.9 MHz,振幅45 Vの連続正弦波で2つの分割電極を駆動した場合,透過光の径方向への屈折角は約3$^\circ$であった.
レンズの動的挙動を高速度カメラで観測した結果,
分割電極をAM変調信号で駆動することにより,レンズ内半球水滴は振動し,光軸および径方向の焦点走査を実現した. 
(英) A liquid lens was fabricated whose focal point can be varied in the axial and radial directions.
We have been developing a variable-focus liquid lens that employs acoustic radiation force and does not contain any mechanical moving parts.
Our liquid lens is more compact and has a faster response than conventional mechanical lenses.
Rapid scanning of its focus at 1 kHz has been realized by exciting by an amplitude modulation signal.
The liquid lens consists of a cylindrical acrylic cell (inner diameter: 10 mm; thickness: 3 mm), two immiscible liquids with different refractive indices (water and silicone oil), and an annular piezoelectric lead zirconate titanate transducer with four electrodes.
The oil-water interface functions as a lens surface and it can be deformed by the acoustic radiation force generated by the transducer; this enables the lens to act as a variable-focus lens.
The variation of the oil-water interface was observed by optical coherence tomography.
The laser beam path through the lens was calculated by ray-tracing simulations.
The oil-water interface could be deformed and its focal point could be varied in three dimensions by controlling the input voltages of the PZT electrodes.
The displacement angle in the radial direction was approximately 3$^\circ$ when two of the electrodes were excited by an input voltage of 45 V at a frequency of 1.9 MHz.
The dynamic performance of the lens was investigated using a high-speed camera.
Exciting by AM signals with a phase difference caused the hemispherical water droplet to oscillate, enabling the focus to be scanned in the axial and radial directions.
キーワード (和) 可変焦点レンズ / 共焦点画像 / 液体レンズ / 音響放射力 / / / /  
(英) variable-focus lens / confocal image / liquid lens / acoustic radiation force / / / /  
文献情報 信学技報, vol. 111, no. 158, US2011-28, pp. 33-38, 2011年7月.
資料番号 US2011-28 
発行日 2011-07-21 (US) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380
著作権に
ついて
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します.(許諾番号:10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034)
PDFダウンロード US2011-28

研究会情報
研究会 US  
開催期間 2011-07-28 - 2011-07-29 
開催地(和) 京都電子工業株式会社 第三工場2階 大ホール 
開催地(英) Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd. 
テーマ(和) 物性、一般
(共催:日本レオロジー学会ナノレオロジー研究会・日本音響学会音響化学研究会・音波と物性討論会) 
テーマ(英) Material Proparty, General 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 US 
会議コード 2011-07-US 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) 音響放射力を用いた液体レンズによる3次元焦点走査 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Three-dimensional focus scanning by a liquid lens using acoustic radiation force 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 可変焦点レンズ / variable-focus lens  
キーワード(2)(和/英) 共焦点画像 / confocal image  
キーワード(3)(和/英) 液体レンズ / liquid lens  
キーワード(4)(和/英) 音響放射力 / acoustic radiation force  
キーワード(5)(和/英) /  
キーワード(6)(和/英) /  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 小山 大介 / Daisuke Koyama / コヤマ ダイスケ
第1著者 所属(和/英) 東京工業大学 (略称: 東工大)
Tokyo Institute of Technology (略称: Tokyo Tech)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 井砂 亮一 / Ryoichi Isago / イサゴ リョウイチ
第2著者 所属(和/英) 東京工業大学 (略称: 東工大)
Tokyo Institute of Technology (略称: Tokyo Tech)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 中村 健太郎 / Kentaro Nakamura / ナカムラ ケンタロウ
第3著者 所属(和/英) 東京工業大学 (略称: 東工大)
Tokyo Institute of Technology (略称: Tokyo Tech)
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講演者
発表日時 2011-07-28 14:10:00 
発表時間 25 
申込先研究会 US 
資料番号 IEICE-US2011-28 
巻番号(vol) IEICE-111 
号番号(no) no.158 
ページ範囲 pp.33-38 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-US-2011-07-21 


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