光MEMS (Optical MEMS)

GLOSSARY

MOEMS (Micro Opto Electro Mechanical Systems)、または光MEMS (Optical MEMS)は、MEMS（微小電気機械システム）技術に光学的な機能を統合した超小型デバイス技術です。

この技術は、微小な機械構造（Micro-Mechanics）、電子回路（Micro-Electronics）、および光学部品（Micro-Optics）を、シリコンやガラスなどの単一の基板上に、半導体の微細加工技術を用いて集積化することで、光信号を感知または操作できるシステムを実現します。

MOEMSの構成要素と動作原理

MOEMSは、光を扱う微小なシステムであり、その核となるのは光を制御する可動する光学部品です。

1. 3つの統合技術

MOEMSは、以下の3つの要素技術の融合によって成り立っています。

技術要素	役割	例となる部品
Micro-Mechanics	光学部品を駆動・変形させる可動部。	マイクロミラー、可動ダイヤフラム
Micro-Electronics	駆動・制御のための電子回路。	アクチュエータ駆動回路、センサー信号処理回路
Micro-Optics	光を扱うための光学素子。	マイクロレンズ、回折格子、光ファイバー接続部

2. 代表的な駆動メカニズム

MOEMSデバイスの可動部は、主に電気信号によって駆動されます。

静電駆動: MEMSで最も一般的な方法。電極間に電圧をかけることで生じるクーロン力を利用して、マイクロミラーなどを動かします。
熱駆動: 抵抗加熱による熱膨張を利用して構造を変形させ、光を制御します。
電磁駆動: 磁場と電流の相互作用（ローレンツ力）を利用します。

MOEMSの主な応用分野

MOEMS技術の最大の利点は、従来の大型で高価な光学システムを、小型、軽量、低消費電力で、かつ大量生産が可能なチップレベルのデバイスに置き換えられる点です。

応用分野	MOEMSデバイスの例	機能・メリット
情報通信	光スイッチ、可変光減衰器（VOA）	光信号を電気信号に変換せずに高速で切り替え・ルーティングし、通信速度の向上と損失の低減に貢献。
ディスプレイ	DMD (Digital Micromirror Device)	プロジェクターやデジタルサイネージの心臓部。数百万個の超小型ミラーを個別に制御して画像を表示（TI社が開発）。
センサー・計測	MEMSミラー（レーザースキャナー）、分光器、LIDAR	自動車の自動運転用LIDAR、携帯型プロジェクター、バーコードリーダーなどで光を走査・変調し、高精度な測定や画像処理を実現。
医療・バイオ	光ファイバープローブ、内視鏡、Lab-on-a-chip	生体情報の計測、診断用イメージングデバイスの超小型化。