ピエゾアジャスター付きジンバル式ミラーマウント


  • True Gimbal Rotation with Up to 30 mrad Angular Range
  • Feedback Sensor Output Enables Closed-Loop Operation
  • Angular Resolution: 0.05 μrad (Open Loop) or 0.14 μrad (Closed Loop)
  • Operated via Included Controller or PC

PGM1SE

Piezoelectric Gimbal Mount with Included Controller

Piezo Gimbal Mount on Ø1/2" Post

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Key Specificationsa
Piezo Specifications
Piezo Angular Range30 mrad ± 15% (Open Loop)
20 mrad (Closed Loop)
Angular Resolution0.05 µrad (Open Loop)
0.14 µrad (Closed Loop)b
Piezo Control Voltage-25 to 150 V
Resonant Frequency
(7.0 g Load)		360 Hz ± 15%
Piezo Drive ConnectorsMale SMCc
Strain Gauge ConnectorsMale 7-Pin LEMOc
Mechanical Specifications
Optic SizeØ1.00" (Ø25.4 mm)
Optic Thickness2 mm (0.08") Min
7.5 mm (0.30") Max
Post Mounting Features8-32 (M4) Mounting Taps
Cage System CompatibilityFour 4-40 Taps for 30 mm Cage Rods
  • 詳しい仕様については、「仕様」タブをご参照ください。
  • 付属のピエゾコントローラを使用したときの、駆動電圧の最小ステップサイズによって定義しています。
  • このマウントには、ピエゾ駆動信号入力用およびフィードバック信号出力用の各ケーブルを2チャンネル分束ねたケーブル束が付属します。

用途例

  • 自動精密ビームステアリング　
  • レーザ走査型顕微鏡
  • LiDAR
  • 光学検査、センサ校正
  • ターゲット捕捉＆トラッキング

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Figure 1.1  30 mmケージロッドを取り付けたピエゾアジャスタ付きジンバル式マウント

特長

  • ジンバル回転により、ビーム経路長が変化しない精密な角度調整が可能
  • 広い角度範囲：30 mrad(開ループ時)または20 mrad(閉ループ時)
  • 角度分解能:0.05 µrad(開ループ時)または0.14 µrad(閉ループ時)
  • 閉ループ動作用の歪みゲージフィードバックセンサ
  • それぞれの製品ごとに校正されたコントローラが付属
  • コンパクトなサイズ:65.0 mm x 81.7 mm x 21.0 mm
  • Ø25 mm～Ø25.4 mm(Ø1インチ)光学素子用のSM1内ネジ付き取付け穴
  • 30 mmケージシステム取付け用の#4-40貫通タップ穴
  • ピエゾによる最小調整角度：0.1 arcsec(0.5 µrad)

ピエゾアジャスタ付きジンバル式マウントPGM1SE/Mは、取付けられた光学素子を、その中心位置を動かさずに2つのジンバル軸周りに回転させます。 開ループモードでは、ピエゾにより軸ごとに30 mradの広い角度範囲を0.05 µradの分解能で走査できます(閉ループモードでは、走査角度範囲は20 mrad 、分解能は0.14 µradになります)。仕様の詳細については、「仕様」タブをご参照ください。

SM1内ネジ付きの取付け穴には、Ø25 mm～Ø25.4 mm(Ø1インチ)の光学素子を付属のSM1固定リングで固定できます。厚さ2 mm～7.5 mmの光学素子を保持できますが、光学素子はマウントの背面から取り付けるため、厚さに関わらずその表面がジンバル軸と一致します。SM1内ネジにSM1レンズチューブを取り付けるとジンバル素子に過度なトルクがかかるため、お勧めいたしません。

マウント上にはM4タップ穴が6つあり、Ø12 mm～Ø12.7 mm(Ø1/2インチ)ポストに取付け可能です。また、マウントの両側の光学素子取付け穴の周囲には、30 mmケージシステム取付け用の#4-40タップ穴が4つあります。

マウントに付属するピエゾコントローラは、それぞれのマウント用に工場で個別に校正され、-25～+150 VDCの電圧を供給します。ピエゾは付属のKinesis® GUIを介して制御できますが、ペアのコントローラを用いてローカルに行うことも、外部から制御電圧を加えて行うことも可能です。詳細については「ソフトウェア＆外部制御」タブをご覧ください。コントローラにはPC制御用のUSBおよびRS-232インターフェイス、外部から駆動信号を入力するためのBNC入力端子、マウント内蔵の静電容量センサからの位置フィードバック信号またはピエゾ駆動電圧に比例する信号を出力するBNC出力端子が付いています。また、DB15コネクタからは、外部機器との同期に使用可能な信号を出力することができます。そのほか、USB 2.0(A-B)ケーブルが付属します。

Mount Specifications
Piezo Specifications
Open Loop Angular Scanning Range30 mrad ±15%
Closed Loop Angular Scanning Range20 mrad
Bidirectional Repeatabilitya0.32 mrad
Bidirectional Accuracyb0.49 mrad
Crosstalkc0.56 mrad
Orthogonality Ch1 (X) to Ch2 (Y)1.85°
Angular Resolution0.05 µrad (Open Loop)
0.14 µrad (Closed Loop)d
Resonant Frequency (7.0 g Load)360 Hz ±15%e
Maximum Load50 g (0.11 lbs)
Maximum Recommended Operating Bandwidth50 Hz
Maximum Angle of Incidence55° Typicalf
Piezo Input Voltage-25 to +150 V
Capacitance (per Axis)3.5 µF ±15%
Closed Loop Stability±5.0 µrad
Piezo Drive ConnectorsMale SMCg
Strain Gauge ConnectorsMale 7-Pin LEMOg
Mechanical Specifications
Optic SizeØ25.4 mm (Ø1.00")
Clear ApertureØ22.9 mm (Ø0.90")
Optic Thickness2 mm (0.08") Min
7.5 mm (0.30") Max
Cage System CompatibilityFour 4-40 Taps for 30 mm Cage Rods
Post Mounting Features8-32 (M4) Mounting Taps
Mechanical Drawing (Click to View)
  • 複数回、同じ位置に設定しようとした時の最大誤差
  • 設定しようとした位置と実際の位置の間の最大誤差
  • 一方の軸を動かしたときに、他方の軸に生じる最大移動量。トータルな位置の誤差を求めるには、Bidirectional RepeatabilityとBidirectional Accuracyに対してこの値を加算する必要があります。
  • 付属のピエゾコントローラを使用したときの、駆動電圧の最小ステップサイズによって定義しています。
  • 厚さ6 mmのØ25 mm(Ø1インチ)ミラーを使用した場合の典型値。
  • ビーム径によって異なります。この仕様はØ2.5 mm(Ø0.1インチ)ビームに対する典型値。
  • このマウントには、2つのピエゾチャンネル用のピエゾ駆動電圧入力およびフィードバック信号出力のためのケーブル束が付属します。
Controller Specifications
Piezoelectric Output
Output Voltage-30 to 150 VDC
Output Current150 mA
Voltage Stability100 ppm over 24 hoursa
Noise＜0.5 mV RMS (Bandwidth 20 Hz to 100 kHz)
Typical Piezo Capacitance1 to 10 µF
External Input (BNC)
Input Impedance10 kΩ
Input Voltage-10 to +10 VDC
Absolute Maximum Input Voltage±20 VDC
Input Voltage for Full Range10 VDC ±2%
External Output (BNC)
Output Voltage Range0 to 10 V (Nominal for Full Range)b
Minimum Recommended Load Impedance10 kΩ
ProtectionProtected Against Short Circuit
Scaling Factor (HV Monitor)1/15 (10 V for a Piezo Voltage of 150 V)
User Input/Output (D-Type 15 Pin Female)
4 Digital InputsTTL Levels
4 Digital OutputsOpen Collector
Trigger InputTTL
Trigger OutputTTL, 5 V Logic
User 5 V100 mA Max
Input Power Requirements (IEC Connector)
Voltage24 VDC ±5%
Supply Current＜4 A 
ProtectionInternal Fuse, 4 A Slow Blow
  • 30分のウォーミングアップ後の数値。
  • 特定の条件下では、出力が負に振れることがあります。

制御やコントローラPPC102のコネクタに関する詳細は、PGM1SE/MのKinesis®用マニュアルをご覧ください。


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Figure 3.1  ピエゾアジャスタ付きジンバル式マウントコントローラの正面パネル

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Figure 3.2  ピエゾアジャスタ付きジンバル式マウントコントローラの背面パネル
Front Panel Controls
CalloutLabelDescription
1Power Button and LEDApplies and Removes Power to the Controller
2Closed Loop Button and LEDaSwitches the Unit to Closed-Loop Operation
3Midpoint Button and LEDaMoves the Associated Channel to its Midpoint Position
Open Loop: Sets Drive Voltage to 60 V
Closed Loop: Sets Angular Position to 0 mrad
4Position WheelaAdjusts the Drive Voltage and/or Angular Position
  • 各チャンネルには、閉ループ(Closed Loop)ボタンと中間点(Midpoint)ボタン、およびポジションホイールが付いています。
Back Panel Controls
CalloutLabelDescription
1Channel 1 / 2Provides the Drive Signal to the Piezo Actuator Connected to the Associated Channel
2Monitor 1 / 2Used to Monitor the Piezo Actuator on an Oscilloscope or Other Device
3Ext In 1 / 2Used to Control the Piezo Mount from an External Source
Open Loop: -2 to +10 V gives -25 to 150 V Drive Voltage
Closed Loop: 0 to +10 V gives ±10 mrad Adjustment
4UserContains a Number of Connections for Programmable Logic Linesa
5RS232Provides Connection for Serial Port Communication
6USBUSB Port for PC Operation
724 V, 4 APower Supply (Included)
  • リレーや光源、その他の補助装置などの外部デバイスの制御が必要な場合に、Kinesisソフトウェアを用いてこのプログラミング可能なロジック回線を使用することができます。

ピエゾ付きマウントのピン配列

ピエゾ駆動用
SMCオス型


入力電圧：-25～+150 V

歪みゲージフィードバック用
7ピンLEMO

ピエゾコントローラのピン配列

チャンネル1/チャンネル2のコネクタ

Stage Controller Connector

PinDescriptionPinDescription
1High Voltage Ground (Return)8HV Ground (Return)
2Not Used9Not Used
3Not Used10Stage IDb
4Sine Wave Excitation Output11Low Voltage Ground
5Not Used12Low Voltage Ground
6+15 V (Preamp Supply)a13Piezo ID (Legacy Stages)b
7Low Voltage Ground14Position Sense Input
(Strain Gauge)
Coaxial
Male		Position Sense Input
(Strain Gauge)		15-15 V (Preamp Supply)a
Coaxial
Female		HV Output
  • ピエゾアクチュエーターフィードバック回路専用の電源です。このピンは他の回路やデバイスにはお使いいただけません。
  • この信号は、当社のアクチュエータにのみご利用になれます。この信号によって、システムはそのアクチュエータのピエゾ素子の変位量を特定することができます。

ユーザーコネクタa

メス型DB15

User

PinDescriptionReturnPinDescriptionReturn
1Digital Output 15, 9, 109Digital Ground-
2Digital Output 25, 9, 1010Digital Ground-
3Digital Output 35, 9, 1011For Future Use
(Trigger Out)		5, 9, 10
4Digital Output 45, 9, 1012For Future Use
(Trigger In)b		5, 9, 10
5Digital Ground-13Digital Input 45, 9, 10
6Digital Input 15, 9, 10145 V Supply Output5, 9, 10
7Digital Input 25, 9, 10155 V Supply Output5, 9, 10
8Digital Input 35, 9, 10
  • このコネクタの詳細は、マニュアルのAppendix A.2に記載されています。
  • このピンは正面パネルの閉ループボタンの機能を実質的に複製することができます。このピンとグランドの間にノーマルオープンのボタンを接続すると、ユニットの開ループ動作と閉ループ動作の切り替えが可能になります。5 V TTL信号も使用可能です。

RS-232を介したPC制御

オス型DB9

9Pin DIN Male

PinDescriptionPinDescription
1Not Connected6Not Connected
2RX (Controller Input)7Not Connected
3TX (Controller Output)8Not Connected
4Not Connected9Not Connected
5Ground

USBを介したPC制御

USB B型(メス型)

DB9 Female

外部入力

BNCメス型

BNC Female

入力電圧：-10 V～+10 V
入力インピーダンス：10 kΩ

外部出力

BNCメス型

BNC Female

出力電圧：0 V～+10 V
出力インピーダンス: 100 Ω
推奨される最小
負荷インピーダンス: 10 kΩ

ソフトウェア

Kinesisバージョン1.14.52

このKinesisソフトウェアパッケージには、対物レンズ用ピエゾスキャナを制御するためのGUIが付属しています。

下記もご用意しております

  • 通信プロトコル

Software Download

Capture Setup Tab in ThorImageLS
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Figure 5.2  Kinesis® GUIのピエゾ制御画面

ジンバル式マウントは付属のKinesis® GUI、または外部から供給する制御電圧により駆動できます。制御についての詳細は、Kinesisマニュアル(PDFのリンク)ご参照ください。

開ループ動作と閉ループ動作
このマウントには開ループと閉ループの2種類の動作モードがあります。開ループ動作では、ピエゾの駆動電圧を調整することで、30 mrad ± 15%の範囲で調整ができます。印加される駆動電圧は角度の調整量に対応します。ピエゾ素子の変位量は印加電圧に対して直線的には変化せず、非線形性とヒステリシスを示します。従って、印加電圧を調整することで単純にマウントの調整をすることはできません。この開ループ動作では、内蔵の静電容量式フィードバックセンサにより角度位置を0.05 µradの分解能で測定できます。

閉ループ動作では、マウントの角度位置(mrad)は20 mradの範囲で直接制御されます。内蔵の静電容量式フィードバックセンサは変位量を0.14 µradの分解能で測定し、閉ループ動作によって駆動電圧を自動的に調整して誤差を補正します。

Kinesis GUI
Kinesis GUIは、開ループおよび閉ループの両方の動作をサポートします。ピエゾ駆動電圧または角度位置を直接入力したり、ユーザが定義した固定量だけ増減することができます。

Piezo Controller GUI
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Figure 5.1  開ループ動作時のKinesis® GUIパネル
Piezo Controller GUI
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Figure 5.3  閉ループ動作時のKinesis® GUIパネル

また、GUIではソフトウェアによるPIDループの調整も可能です。初期設定ではほとんどの用途において安定に動作するように設定されていますが、マウントに取り付けられた特定の光学素子を考慮してPIDループを微調整することで、設定した角度位置に対するオーバーシュートやリンギングを低減することができます。

外部からの制御電圧
コントローラの外部入力用BNCコネクタを用いて外部電圧を加えることができます。開ループ動作においては、-2 V～+10 Vの入力電圧は-25 V～+150 Vの駆動電圧に対応します。これに対し、閉ループ動作においては、0 V～+10 Vの入力電圧は±10 mradの角度調整に対応します。

DB15コネクタ
コントローラ上のDB15コネクタでは複数の電気信号の入出力が可能で、ピエゾステージの動作と他の装置の動作とを同期させるのに使用することができます。このコネクタの詳細は、Kinesis用マニュアル(PDFのリンク)のAppendix A.2に記載されています。

Kinesis®ソフトウェアでは新しい.NETコントロールが使用でき、最新の最新のC#, Visual Basic, LabVIEW™、ほかの.NET対応言語を使用する開発者がカスタムにプログラムを作成することもできます。

C#
このプログラミング言語はマルチプログラミングパラダイムやマルチプログラミング言語が使用可能となるよう設計されているため、複雑な問題が簡単かつ効率的に解決できます。型付け、命令型、宣言型、関数型、ジェネリック、オブジェクト指向、そしてコンポーネント指向が含まれます。 この共通のソフトウェアプラットフォームにより、1セットのソフトウェアツールを習得するだけで、あらゆるKinesisコントローラを簡単に組み合わせることができます。このようにして1軸システムのコントローラから多軸システムのコントローラまで、様々なコントローラを組み合わせ、全てを1台のPCのソフトウェアインターフェイスから制御することが可能となりました。

Kinesisシステムソフトウェアを使用するには2つの手段があります。コントローラを直接つないで制御を行なう付属のGUI(グラフィカルユーザーインターフェイス)ユーティリティ、またはご希望の開発言語でカスタム仕様の位置決めやアライメントを簡単にプログラムできる一連のプログラミングインターフェイスです。

Kinesisモーションコントロールライブラリの構築の参考となる実行可能なプロジェクト機能拡張例については下のリンクをクリックしてください。なお、Quick Startのプロジェクト例の実行には別の統合開発環境(IDE)(Microsoft Visual Studioなど)が必要です。C#のプロジェクト例はKinesisソフトウェアパッケージに付属する.NETコントロールで実行可能です(詳細は「Kinesisソフトウェア」タブをご覧ください)。

C Sharp IconClick Here for the Kinesis with C# Quick Start Guide
Click Here for C# Example Projects
Click Here for Quick Start Device Control Examples		C Sharp Icon

LabVIEW
LabVIEWは、.Netコントロールを介してKinesisベースのコントローラとの通信に使用できます。LabVIEWでは、ツールとオブジェクトでフロントパネルとして知られるユーザーインターフェイスを構築した後、グラフィカル表記の関数を使ってコードを追加し、フロントパネルのオブジェクトを制御します。下記のLabVIEWチュートリアルでは.Netコントロールを使用してLabVIEW内Kinesis駆動デバイス用の制御GUIを作成するための情報をご提供しています。 LabVIEWでコントローラを制御する基本的な方法や、LabVIEW GUIを用いてデバイスを操作する前に行うべき設定の手順についても解説しています。

Labview IconClick Here to View the LabVIEW Guide
Click Here to View the Kinesis with LabVIEW Overview Page		Labview Icon

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PGM1SE(/M)に付属するアイテム(写真には北米対応の電源コードが表示されています)

PGM1SE(/M)には以下のアイテムが含まれます。

  • ピエゾアジャスタ付きジンバル式マウントPGM1S/M
  • ピエゾコントローラPPC102
  • 2チャンネルのピエゾ駆動用および歪みゲージフィードバック用のケーブル束
  • USB 2.0(A-B)ケーブル
  • 電源と電源ケーブル(日本国内用)

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ピエゾアジャスタ付きジンバル式ミラーマウント、コントローラ付属

+1 数量 資料 型番 - ミリ規格 定価(税抜) 出荷予定日
PGM1SE/M Support Documentation
PGM1SE/MØ25 mm～Ø25.4 mm光学素子用ピエゾアジャスタ付きジンバル式ミラーマウント、歪みゲージフィードバックセンサ付き、M4タップ穴(ミリ規格)
￥901,168
Lead Time
+1 数量 資料 型番 - インチ規格 定価(税抜) 出荷予定日
PGM1SE Support Documentation
PGM1SEØ1インチ光学素子用ピエゾアジャスタ付きジンバル式ミラーマウント、歪みゲージフィードバックセンサ付き、#8-32タップ穴(インチ規格)
￥901,168
Lead Time
Additional 電動ミラーマウント
  • 電動ミラーマウントDCサーボ

  • ピエゾ素子内蔵キネマティックマウント

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