MEMSミラー

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

他方式アクチュエータのサイズと出力の関係（イメージ）
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 ：
  • RGB 3色のレーザー光をMEMSミラーデバイスで反射・走査制御することで映像を投影する。
  • 映像光源にレーザーを用いることで近距離から遠距離まで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｜

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。
フロー

｜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

｜レーザービームスキャン方式｜

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｜

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 　
  • 当該仕様は予告なく変更する可能性がございます

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 　
  • 当該仕様は予告なく変更する可能性がございます

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。

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