MEMSとは？
- Micro（マイクロ）
- Electro（電気）
- Mechanical（機械）
- Systems（システム）
MEMSとはMicro Electro Mechanical Systemsの略で、半導体製造技術やレーザー加工技術等、各種の微細加工技術を応用し、微小な電気要素と機械要素を一つの基板上に組み込んだセンサ、アクチュエータ等のデバイス/システムのことを指します。
以下を特長とする小さな機械
- 省スペース
- 省エネルギー
- 省資源
MEMSミラーとは？
｜MEMSミラーの駆動方式｜
MEMSミラーの駆動方式には、圧電、電磁、静電方式があります。
MEMS
スキャニングミラー
- 圧電方式
- シリコンウェハに圧電体膜を成膜させ、電圧を印加することにより生じる反りの動作を、ヒンジを通じてミラーに伝達させることでミラーを駆動させる構造
- 電磁方式
- 磁石の磁界中にあるミラー周辺のコイルに電流を流し、ミラーを駆動する構造
- 静電方式
- ミラーの両端にある静電アクチュエータによりミラーを駆動する構造
スタンレー電気のMEMSミラー：圧電方式を採用
小型化 ： サイズが小さくなるほど出力は圧電型の優位性が上がる
スタンレー電気のMEMSミラーは、圧電方式を採用
｜MEMSミラーの構造と動作｜
スタンレー電気のMEMSミラーの優位性
- 高温駆動 ： 圧電膜の独自成膜技術（高い生産技術）
- 外部振動に強い ： 特許を取得した蛇腹（アクチュエータ）構造（高いデバイス設計技術）
- 小型化が可能 ： 圧電膜の独自成膜技術
- → 「設計及び成膜～デバイス生産」までのプロセスを一貫して行うスタンレー電気が信頼性の高い
MEMSミラーを提供
｜MEMSミラーの構造と動作｜
| 圧電方式 | 電磁方式 | 静電方式 | |
| イメージ図 |  |
 |
 |
|---|---|---|---|
| 単位当たりの力 | ● 大きい 106〜107N/m2 |
△ 小さい 101〜103N/m2 |
△ 小さい 101〜104N/m2 |
| 動作環境温度 | ● 車載OK 125℃以下 |
× 車載NG 100℃以下 |
● 車載OK 150℃以下 |
| 耐震動性 | ● 車載OK 強 |
● 車載OK 強 |
× 車載NG 弱 |
車載要求品質を満たすスタンレー電気のMEMSミラー
市場とアプリケーション
MEMSミラーが利用されるアプリケーションとして、ヘッドランプやインテリジェント照明、モバイルプロジェクタやARグラス等が考えられている。
Illumination/Lighting
ヘッドランプ
照明
プロジェクタImaging + New application
ヘッドアップディスプレイ
ARグラス/スマートグラス/モバイル機器
路面描画プロジェクタ
- RGBレーザーとMEMSミラーを使ったプロジェクタでは、フォーカスフリーが特長で、投影先の形状によらず（凹凸、距離）広い色域の映像投影が可能。
- 小型化を活かし、小型モバイル機器にプロジェクタ機能を組み込み可能となる。
投影原理 ：
- 3色のRGBレーザーをMEMSミラーに照射し、ラスタースキャンと呼ばれる走査（＝MEMSミラーを水平軸、垂直軸に動かす）により映像が投影される。
- 映像の光源としてレーザーを用いるため、フォーカスフリーで広色域の表現が可能。
｜MEMSミラー投影原理｜
｜ラスタースキャンデモ｜
ARグラス
- 信頼性が高いスタンレー電気のMEMSミラーは、弱視者用の医療用ARグラスなどにも搭載可能となり、生活支援に貢献できます。
- ARグラスは、次世代型コミュニケーションプラットフォームとして期待されており、5Gや6G等の通信技術の進化とともに利便性がさらに高まることが想定される。
- ARグラスは、ディスプレイ光源デバイスと光学デバイスから構成され、ディスプレイ光源が情報画像を生成し、光学デバイスがその情報画像を反射させ、ユーザーに伝達する。
- ディスプレイ光源デバイスの一つにレーザービームスキャン（LBS＝Laser Beam Scan）方式があり、当社MEMSミラーと組合せて使用される。
｜レーザービームスキャン方式｜
照明
- 光を自在に操り、照らす領域を自在に変えられるアクティブなレーザー照明の実現
- メカ部品（モーター等のアクチュエータ）の使用無し
→ 小型化が可能、光を必要なだけ「広げる」「集める」「動かせる」ことが可能 - 用途 ：
舞台演出等エンターテインメント用途照明、誘導照明、防犯照明、自動車アダプティブヘッドライトなど
・幅広い照射角度
・光度調節可能
・照射位置・形状を変更可能
・光度調節可能
・照射位置・形状を変更可能
｜レーザービームスキャン方式｜
｜投影のイメージ ： 任意形状・高輝度領域の形成が可能｜
MEMSミラー
ラインナップ（開発中）
MEMSミラー デバイス仕様（参考値）
| モデル 1 | モデル 2 | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 項目 | 記号 | 値 | 値 | 単位 | 備考 | |||||
| Min | Typ. | Max | Min | Typ. | Max | |||||
| 水平軸 | 共振周波数 | fh | 35 | 36.5 | 38 | 21 | 21.5 | 22 | kHz | |
| 駆動電圧 | Vh | 11 | 13.6 | 17.3 | 9.9 | 13.5 | 18.8 | V | 正弦波 (共振モード)、機械振れ角最大時 | |
| 機械半角振れ角 | Θh | -11 | - | +11 | -10 | - | +10 | degree | ||
| 垂直軸 | 1次共振周波数 | fv | - | 736 | - | - | 1,074 | - | Hz | |
| 駆動電圧 | Vv | 41 | 52.3 | 63.5 | 35.7 | 47.1 | 58.5 | V | ノコギリ波、または三角波 (非共振モード)、機械振れ角最大時 | |
| 機械半角振れ角 | Θv | -6 | - | +6 | -3 | - | +3 | degree | ||
| ミラー | サイズ | A | Φ1.06 | Φ1.46 × 1.61 | mm | |||||
| 反射率 B | Rb | 90 | - | - | 96 | - | - | % | 440-460nm | |
| 反射率 G | Rg | 90 | - | - | - | - | - | % | 510-525nm | |
| 反射率 R | Rr | 90 | - | - | - | - | - | % | 632-643nm | |
| 解像度 | 1,219 x 840 | 1,164 x 467 | p | |||||||
MEMSミラー パッケージ仕様（参考値）
| メタルパッケージ | セラミックパッケージ | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 項目 | 値 | 値 | 単位 | 備考 | ||||
| Min | Typ. | Max | Min | Typ. | Max | |||
| LD入射角 | 17.5 | 45 | degree | |||||
| 動作温度 | -40 | - | 125 | -10 | - | 70 | ℃ | 結露なきこと |
| 保存温度 | -40 | - | 125 | -40 | - | 125 | ℃ | 結露なきこと |
| パッケージサイズ | 42.1 x 10 x 4.26 | 15.6 x 7.8 x 2.52 | mm | |||||
| 重量 | 4.9 | 0.8 | g | |||||
上記2モデル・2パッケージ、合計4パターンのラインナップの中から、製品試作供給が可能でございます。
ご要望、ご不明な点がございましたら下段お問合せフォームよりお気軽にお問い合わせください。