painfreechildrens-ﾍﾟｲﾝﾌﾘｰﾁﾙﾄﾞﾚﾝｽﾞ-ぺいんふりーちるどれんず

今は透明なピアス式の防犯カメラがあります。

室内・室外を撮影可能にした透明窓ガラス～
当然ながら、コンビニ・スーパー・百貨店などのショーウィンドウやガラスケースも防犯カメラを兼ねることになる。

これからは目で見てわかるような防犯カメラは存在しなくなります。(笑)
わからないところで自宅のガラスが防犯ガラスに交換されてるかも知れません。

シリコンレンズ・発電する窓・シリコン電子集積回路の透明シリコン製硬化プラスチック３点の紹介します。

シリコーンハイドロゲル（略称SH）とは、親水性ゲルにシリコーンを結びつけたゲルのことである。親水性成分としてポリビニルピロリドン、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマーなどが利用される。酸素透過性に優れることを特長とし、医療材料の素材などとして用いられる。
半導体プロセスで作れるものは集積回路だけではありません。いまでは、ミクロンオーダーの微小な「機械」をシリコン基板上に製作可能です。しかも、その機械を駆動・制御する回路とのモノリシック集積化もできる時代になりました。この技術をMEMS（Micro Electro Mechanical Systems）と言います。身近な例では、マイクロミラーを用いた画像プロジェクタや、ゲーム機やクルマに搭載するMEMS加速度センサが知られています。本研究室では、MEMS 技術を光ファイバ通信や画像ディスプレィ、高周波無線通信デバイスなどに応用しています。ここでは最近の研究成果を紹介しましょう。

PZT圧電駆動型MEMS光スキャナ
当ラボではいろいろな光MEMSデバイスを設計・製作しています。その中でも、ヘッドアップ・ディスプレィやレーザー描画型ディスプレィへの応用を目指して企業と共同研究開発中の圧電駆動型MEMS光スキャナを紹介します。このデバイスは、面積1cm×2cm程度のチップの中に、直径1mm程度のミラー（鏡）を縦横2軸で走査するマイクロアクチュエータ（駆動機構）としてチタン酸ジルコン酸鉛（PZT）薄膜を集積化した圧電駆動型の光スキャナです。ミラーの角度を圧電信号として取り出すことも可能です。
MEMS光スキャナを用いたインタラクティブ画像ディスプレィ
上の光スキャナでレーザー光を走査して画像を投影するディスプレィを研究開発しています。レーザー光は集束されていますので、スクリーンまでの距離やスクリーン形状に依存せずにクリアな画像が得られます。このため、図のようにシワのよった衣服の上にも画像を投影できます。また、同じ光学系をレーザー距離計として利用して、ユーザーの身振り手振りを検出して表示画像を制御するインタラクティブ画像ディスプレィを構築しました。将来的には、手のひらをスマートフォンの画像のように使って拡大・回転・スワイプすることを目指しています。

MEMS光スキャナの医療用内視鏡応用
ほかにも、体の内部を低侵襲観察する医療機器をMEMS技術で製作しています。直径2ミリメートル程度の微小な光スキャナ（振動する鏡）をシリコン・マイクロマシニングで製作し、レンズや光電変換素子（太陽電池）とともに細いガラス管に実装します。体の中に電線を差し込むのは感電・電磁波干渉の危険がありますので、この光ファイバ内視鏡は光によってエネルギ供給して、光で体内の画像を可視化します。MEMSミラーの設計から製作、評価まで、ラボ内で実施しています。

MEMS高周波スイッチのテラヘルツ光応用
MEMS技術は物体を透視するテラヘルツ光の制御にも応用可能です。大抵の材料はテラヘルツ光に対して透明であるため、従来のテラヘルツ装置は金属面の反射光学系で構成されており、小型化できませんでした。そこで本研究室では、テラヘルツ領域の共振子（SRR、Split Ring Resonator）とMEMS可変静電容量を組み合わせて、特定波長でON／OFFするフィルタを製作し、それを多数敷き詰めることで、テラヘルツ光に対してレンズ、回折格子、スキャナなどに使える装置を開発中です。

「発電する窓」
伊藤電子工業は「第1回 高性能住宅設備EXPO」に出展し、開発中の有機薄膜太陽電池を利用した「スマート発電ウィンドウ」を展示した。陽極に特殊な材料を活用した透明な有機薄膜太陽電池を活用しており、外の景色を見ることも可能だ。
　伊藤電子工業は「第1回 高性能住宅設備EXPO」（2016年12月14〜16日、東京ビッグサイト）に出展し、開発中の有機薄膜太陽電池を利用した「スマート発電ウィンドウ」を展示した。
　同社では山形大学などと共同で有機薄膜太陽電池の研究開発を進めている。その特徴の1つが、陽極に特殊な透明材料を採用することで、ほぼ透明な有機薄膜太陽電池を実現している点だ。スマート発電ウィンドウはこの機能を活用し、外の景色も見ることができる「発電する窓」を目指したものである。
　スマート発電ウィンドウには50mm（ミリメートル）四方の有機薄膜太陽電池を96枚利用している。有機薄膜太陽電池を透明なアクリル板で挟み込みこんでおり、この板を建物の内側に取り付ける仕組みとなっている。紫外線や赤外線をカットするため、日光による室内の家具などの色あせを防ぐ効果もあるという。
　現在、このスマート発電ウィンドウは山形大学が山形県米沢市内に開館した有機エレクトロニクスの実証施設「スマート未来ハウス」の窓として実証導入されており、発電量などの検証を続けているところだ。今のところ1日平均で約3Wh（ワットアワー）の程度の電力を発電しているという。
　現時点で開発した有機薄膜太陽電池の発電効率は最大で3.5％程度、透明なタイプでは2％程度。発電量は多くないが、今後さらに改良を続けていく方針だという。現時点で有機薄膜太陽電池の製品化時期などは決まっていないが、薄型かつ低コスト、透明といったメリットを生かし、将来は建材メーカーなどと協業による製品化も視野に入れる。また、同社では柔軟性のある曲面への適用も可能な有機薄膜太陽電池の開発を進めており、同太陽電池の用途拡大を目指す方針だ。

シリコン皮膜電子回路
電子回路は、電気回路の一種であるが、その対象が専ら電子工学的（弱電）であるものを特に指して言う。特定の複雑な機能を果たすために、多数の素子を一つにまとめた電子部品である。主に半導体で構成された電子回路が、複数の端子を持つ小型パッケージに封入されている。集積回路に対し、単機能の単体部品は「ディスクリート」と呼ばれる。
集積回路の母材となるウェハーの原材料は、半導体の性質を持つ物質である。一般的な集積回路ではそのほとんどがシリコンであるが、高周波回路では超高速スイッチングが可能なヒ化ガリウム、低電圧で高速な回路を作りやすいゲルマニウムも利用される。
集積回路の歩留まりとコストは、ウェハーの原材料である単結晶インゴットの純度の高さと結晶欠陥の数、そして直径に大きく左右される。2007年末現在のウェハーの直径は300mmに達する。インゴットのサイズを引き上げるには、従来の技術だけでは欠陥を低くする事が難しく多くのメーカーが揃って壁に突き当たった時期があった。シリコン単結晶引き上げ装置のるつぼを超伝導磁石で囲みこみ、溶融したシリコンの対流を強力な磁場で止めることで欠陥の少ない単結晶が製造可能になった。

Whether it was my PC, tablet or mobile phone, we were able to hacking on all devices.