早大、ミラーが全体の80％占めるMEMSスキャナー 3Dデバイス小型化に貢献

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  試作したＭＥＭＳスキャナー（早大提供）

早稲田大学理工学術院基幹理工学部の岩瀬英治准教授らの研究チームは、約１・５ミリメートル四方のミラーが全体面積の約８０％を占める新型の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）スキャナー（走査装置）を開発した。ミラー面積を従来と同等にした場合、ＭＥＭＳスキャナーのサイズを４分の１程度に小さくできる可能性がある。現在は２次元画像のみを映し出す内視鏡やヘッド・マウント・ディスプレー（ＨＭＤ）の３次元画像の表示や小型化につながる。

岩瀬准教授らは、光の走査に使う可動ミラー部を支える支持梁（はり）の形状を工夫してＴ字型に作り込み、ミラー駆動に必要な複数の共振周波数を分離させた。

これにより、一対の支持梁で単一の駆動部ながら、３自由度光走査できるようになった。従来は梁部が多重構造になっており、梁の面積が大きく、ミラー部は１０―２０％にとどまっていた。

ミラーの面積を相対的に大きくすれば、スキャナーを小さく作り込めるため、スキャナーを搭載する内視鏡やＨＭＤをより小型化できる。

一般に３方向に動かすためには駆動部が三つ必要だが、単一駆動部で３自由度駆動させることにより、内視鏡などのほか、網膜投影ディスプレーといった用途でも３次元画像表示が見込める。

ＭＥＭＳスキャナーは近年、手のひらサイズの小型プロジェクターや、ＨＭＤなどに使われている。３次元画像の表示には、現在の２自由度から３自由度に拡張する必要があるが、従来は梁部の構造が複雑で大型化してしまう課題があった。