音響放射力を用いた小型液体レンズによる高速フォーカシング

摘要

音響放射力を用いた小型高速可変焦点レンズについて検討した．提案するレンズはアニュラ型超音波振動子と脱気した水とシリコーンオイルで満たされた厚み3mm，直径6mmのアルミニウム製円筒型セルで構成される．レンズ表面となるオイルー水境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する．レンズの振動モデルとしてばね－質量－ダンパで構成される理論モデルを提案した．有限要素解析によりレンズ内の音場を計算した結果，中心軸上の音圧強度が大きい定在波が発生した．動粘度100cStのシリコーンオイルを用いた場合，レンズの最速応答時間6.7msを得た．