JP5474198B2 - マイクロメカニック式のプロジェクション装置及びマイクロメカニック式のプロジェクション装置を製造する方法 - Google Patents

Description

本発明は、マイクロメカニック式のプロジェクション装置及びマイクロメカニック式のプロジェクション装置を製造する方法に関する。

このようなマイクロメカニック式のプロジェクション装置は例えば、バーコードスキャナや携帯電話のような持ち運び可能な機器において、機器の外部における投影面に画像を生ぜしめるために、使用することができる。このような形式のプロジェクション装置はＤＥ６０２０４３４３Ｔ２に記載されている。

出願人において内部的に知られているマイクロメカニック式のプロジェクション装置は、調節可能なミラーとレーザ光源とを有しており、このミラー及びレーザ光源は、アルミダイカストハウジング内に収容されている。マイクロメカニック式のチップであるミラーはレーザ光源に対して、レーザ光源から発したレーザ光線がミラーに当たって、アルミダイカストハウジングの窓を通して投影面に投影されるように、位置決めされている。

ミラーとレーザ光源との相互の位置決めのために、アルミダイカストハウジングはその内部に特殊な切欠きもしくは凹部をもって形成されている。これらの切欠きもしくは凹部にはミラー及びレーザ光源が固定されている。ミラー及びレーザ光源と電子制御装置との電気的な接触接続は、ワイヤを介して行われる。

発明の利点
請求項１記載の本発明による、マイクロメカニック式のプロジェクション装置の構成では、第１の区分、第２の区分及び第３の区分を有する保持体が設けられていて、第２の区分は第１の区分と第３の区分との間に位置していて、可撓性に形成されており、第１の区分にミラーが装着されており、第３の区分に光源が装着されており、第２の区分は、光源からの光線がミラーに向けられるように屈曲されている。

請求項６記載の本発明による、マイクロメカニック式のプロジェクション装置を製造する方法では、下記のステップ、すなわち、ほぼ平らな保持体を準備し、保持体の第１の区分にミラーを装着し、保持体の第３の区分に光源を装着し、第１の区分と第３の区分との間に位置している、保持体の第２の区分を、光源からの光線がミラーに向けられるように、屈曲する、というステップを有している。

このような本発明によるマイクロメカニック式のプロジェクション装置及びマイクロメカニック式のプロジェクション装置を製造する方法は、汎用の解決策に対して、まずは平らな保持体に、組立て技術的に簡単にミラー及び光源を装着することができる、という利点を有している。装着作業のためには、例えばシンプルな門形ロボットが適している。次いで、ミラーに対する光源の所望のポジションを得るために、第２の区分を屈曲することができる。さらにこれによって、第１の作業場所における保持体の手間のかかる装備を実施することができる。光源とミラーとの相互の正確な位置決めを目的とした、次いで行われる第２の区分の屈曲作業は、第２の作業場所で行うことができ、この第２の作業場所では、正確な位置決めを実施可能にするために、比較的難しいプロセスが克服される、もしくは相応な機器が設けられている。

本発明による装置もしくは方法の有利な態様は、それぞれの従属請求項に記載されている。

「マイクロメカニック式のプロジェクション装置」というのは、この明細書では、マイクロメカニック式のコンポーネントを備えたプロジェクション装置のことを意味している。

本発明の有利な態様では、マイクロメカニック式のプロジェクション装置の電子及び／又は電気機械式のコンポーネント、特にミラー及び／又は光源の機能を、保持体への該コンポーネントの装着後に、しかしながら第２の区分の屈曲の前に、テストする。このようにすると、電子及び／又は電気機械式のコンポーネントを備えた機能確実な保持体だけが、面倒な屈曲プロセスを実施されるという利点が得られる。これによって、例えばエラーのあるろう接箇所に基づいて機能不良な保持体及びコンポーネントを、これらの機能不良な保持体及びコンポーネントに対してさらなる無駄なコストをかけることなしに、早期に排除することができる。

本発明の別の有利な態様では、マイクロメカニック式のプロジェクション装置の電子及び／又は電気機械式のコンポーネントを屈曲作業中に電気的に作動させる。「電気的に作動」というのは、特に、光源が光線を発することを意味している。これによって、ミラーに対する光源の正確な位置決めが容易になる。

次に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。

本発明の１実施形態によるマイクロメカニック式のプロジェクション装置を示す側面図である。 図１に示したマイクロメカニック式のプロジェクション装置を示す斜視図である。 図１の矢印Ａの方向から見た拡大図である。

図面において、何も逆のことが記載されていない場合には、同一エレメントもしくは同一機能を有するエレメントは、同じ符号で示されている。

図１には、本発明の１実施形態によるマイクロメカニック式のプロジェクション装置１が側面図で示されており、図２にはプロジェクション装置１が斜視図で示されている。

プロジェクション装置１は保持体２を有している。この保持体２は、ほぼ平らな第１の区分３０と、曲げられた第２の区分３１と、ほぼ平らな第３の区分３２とから成っている。図示の実施形態では、これら３つの区分３０，３１，３２は、一体の可撓性のプリント基板（「フレックスプリント基板（Flexleiterplatte）」）から形成されている。しかしながら、３つの区分３０，３１，３２を異なった材料から、つまり例えば１つの可撓性のプリント基板と２つの剛性のプリント基板とから製造して、領域５において互いに接合することも可能である。この場合には第２の区分３１だけを可撓性の材料から製造するだけでよい。

第１の区分３０にはミラー６が装着されており、このミラー６の反射面７は移動調節可能である。ミラー６は有利にはマイクロメカニック式のチップ（例えばＭＥＭＳチップ）として形成されている。ミラー６はその片側面にガラス層８を備えていて、このガラス層８はミラー６を保護している。ミラー６は他方の側において、例えばＡＳＩＣチップである制御チップ９に装着されている。この制御チップ９は有利には特に、反射面７の調節及び後で詳しく述べる光源を制御する。ミラー６は有利にはボンディングワイヤ１０を備えており、これらのボンディングワイヤ１０は、図１の矢印Ａの方向から見た図である図３にも示されている。ボンディングワイヤ１０はミラー６を、第１の区分３０の図示されていない導体の接点１１と接触接続している。接点１１を見えるようにするために、第１の区分３０は部分的に破断して示されている。ボンディングワイヤ１０には、グローブトップ不動態化層（Glob-Top-Passivierung）が被着されている。制御チップ９は有利にはフリップチップ技術で第１の区分３０に実装されている。

択一的にミラー６と制御チップ９とは互いに並べて第１の区分３０に装着されてもよい。さらにミラー６を制御チップ９に同様にフリップチップ技術で実装することも可能である。この場合には上に述べたボンディングワイヤ１０を用いた接触接続は省くことができる。

第１の区分３０の、ミラー６とは反対の側において、かつミラー６とほぼ向かい合って、有利には補強エレメント１３が設けられている。この補強エレメント１３は区分３０を補強していて、これにより制御チップ９に対する機械的な負荷を減じることができる。特に、補強エレメント１３は、第２の区分３１の屈曲に基づいて生じる曲げ力に抗して作用する。補強エレメント１３は例えば金属、特にアルミニウム又は高級鋼、又はプラスチックを有することができる。

第３の区分３２は光源１５を有しており、この光源１５は図示の実施形態では、レーザ光源として形成されている。この光源１５は、該光源１５からの光線１６がミラー６の反射面７に衝突するように、位置決めされている。そのために第２の区分３１は、ほぼ半円形の形状を有している。択一的に第２の区分３１は、Ｕ字形又は単にＬ字形に形成されていても、又はその中間的な形状を有することもできる。光源１５を制御するドライバは、制御チップ９に組み込まれていてよい。

第１の区分３０に対する第３の区分３２のポジションは、保持手段１７を用いて保持される。保持手段１７は図１において一点鎖線で示されている。保持手段１７は有利には２つの保持区分１８を有しており、両保持区分１８はそれぞれ第３の区分３２を、図２に示すように、補強エレメント１３の領域において第１の区分３０と結合している。保持区分１８は有利にはそれぞれ、区分３０，３２の互いに反対側に位置する狭幅側に、特に接着によって固定されている。

さらに、別の電気式のコンポーネント、例えばトランス１９及びコンデンサ２０が、第１の区分３０に装着されていてよい。さらにまた、接続部２１が、例えば第１の区分３０の自由端部に設けられていてよく、これらの接続部２１を用いてプロジェクション装置１を別の機器と電気的に接続することができる。

区分３０，３１，３２がプリント基板として形成されている図示の実施形態では、もちろん、すべての電気式のコンポーネント６，９，１５，１９，２０，２１は第１の区分３０、第２の区分３１もしくは第３の区分３２の導体（図示せず）と、特にろう接によって電気的に接続されている。

次にプロジェクション装置１の機能原理を簡単に述べる。

光源１５は光線１６を生ぜしめ、この光線１６はミラー６の反射面７に当たり、この反射面７から投影面２２に投影される。制御チップ９はミラー６を制御し、この場合制御チップ９はミラー６の反射面７を調節する。これは、例えば接続部２１を介して制御チップ９に入力される信号に関連して行われる。反射面７の調節及び、該反射面の調節に関連した、投影面２２における光線１６の運動は、投影面２２における画像を生ぜしめる。

次に、プロジェクション装置１を製造する方法について記載する。

第１ステップにおいて、初めにほぼ平らな保持体２が準備される。

第２ステップにおいて、保持体２の第１の区分３０の下側面に、補強エレメント１３が特に接着によって取り付けられる。

第３ステップにおいて、例えば図示されていない門形ロボット（Portalroboter）を用いて、電気及び電気機械式のコンポーネント９，１５，１９，２０，２１；６が、保持体２の各区分３０，３２の上側面に位置決めされて接触接続される。図示の実施形態によればこの場合初めに、制御チップ９がフリップチップ技術で第１の区分３０に実装される。その後で（しかしながらまた同時に又はその前に）、トランス１９、コンデンサ２０、接続部２１及び、場合によっては必要になる別の電気式のコンポーネント（図示せず）が第１の区分３０に装着されることがある。さらに光源１５が第３の区分３２に装着される。その後でミラー６が制御チップ９の上に積み重ねられ、コンタクトワイヤであるボンディングワイヤ１０を用いて第１の区分３０の接点１１と接続される。次いで露出したボンディングワイヤ１０がグローブトップによって封入される。

製造された中間製品、つまり電気及び電気機械式のコンポーネント９，１５，１９，２０，２１；６を備えた保持体２は、第４ステップにおいて、その機能を検査される。そのために、適宜な検査装置（図示せず）が接続部２１と接続され、所定のテストが行われる。エラーを有する中間製品は、これによって認識されて取り除かれる。

有利には、１つから４つのステップが第１の作業場所において実施される。それというのはこれらのステップは比較的作業が集中しているからである。検査された中間製品は、次いで第２の作業場所へと送られ、そこで、ある種のノウハウを必要とする次のステップが行われる。

第５ステップにおいて、第２の区分３１は、有利には図示されていない曲げ装置を用いて、ほぼ半円形に曲げられる。曲げ加工中、電気及び電気機械式のコンポーネント９，１５，１９，２０，２１；６は有利には作動させられている。特に光源１５は、光線１６が生ぜしめられるように、投入接続されていることが望ましい。第２の区分３１が十分に曲げられると、光線１６はミラー６の反射面７に当たり、この反射面７から投影面２２に投影される。有利には、測定装置（図示せず）が投影面２２における光線１６のポジションを測定し、適宜な信号を曲げ装置へと送り、曲げ装置はこれらの信号に関連して第２の区分３１を、光源１５の、必要に応じた最適ポジションが見出されるように屈曲する。

第６ステップにおいて第３の区分３２が第１の区分３０と結合される。そのために、前もって製造された保持手段１７の保持区分１８が区分３０，３２と結合される。保持手段１７は例えば、有利には射出成形法で製造されるプラスチック部材である。

保持手段１７は、プロジェクション装置１を組み込むことができる図示されていない機器のハウジングによっても形成することができる。このようにすると、構成部材を節約することができる。

プロジェクション装置１のために記載された有利な構成は、プロジェクション装置１を製造する方法にも相応に適用することができ、また逆のことも言える。

Claims (6)

1. マイクロメカニック式のプロジェクション装置（１）であって、
   第１の区分（３０）、第２の区分（３１）及び第３の区分（３２）を有する保持体（２）が設けられていて、第２の区分（３１）は第１の区分（３０）と第３の区分（３２）との間に位置していて、可撓性に形成されており、
   第１の区分（３０）にミラー（６）が装着されており、
   第３の区分（３２）に光源（１５）が装着されており、
   第２の区分（３１）は、光源（１５）からの光線（１６）がミラー（６）に向けられるように屈曲されており、
   第１の区分（３０）の、ミラー（６）とは反対の側に補強エレメント（１３）が設けられている
   ことを特徴とする、マイクロメカニック式のプロジェクション装置。
2. 第２の区分（３１）はほぼ半円形、Ｕ字形又はＬ字形に曲げられている、請求項１記載のマイクロメカニック式のプロジェクション装置。
3. 少なくとも第２の区分（３１）はフレックスプリント基板として形成されている、請求項１又は２記載のマイクロメカニック式のプロジェクション装置。
4. 曲げられた第２の区分（３１）及び／又は第３の区分（３２）の、第１の区分（３０）に対するポジションを保持する保持手段（１７）が設けられており、該保持手段（１７）は、それぞれ第２の区分（３１）から離れて第１の区分（３０）と第３の区分（３２）とを結合する２つの保持区分（１８）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のマイクロメカニック式のプロジェクション装置。
5. 光源（１５）及び／又はミラー（６）を制御する制御チップ（９）が設けられていて、ミラー（６）はマイクロメカニック式のチップとして形成されていて、制御チップ（９）は第１の区分（３０）とミラー（６）との間に配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のマイクロメカニック式のプロジェクション装置。
6. 請求項１から５までのいずれか１項記載のマイクロメカニック式のプロジェクション装置（１）を製造する方法であって、下記のステップ、すなわち、
   ほぼ平らな保持体（２）を準備し、
   保持体（２）の第１の区分（３０）の、次のステップで装着されるミラー（６）とは反対の側に補強エレメント（１３）を取り付け、
   保持体（２）の第１の区分（３０）にミラー（６）を装着し、
   保持体（２）の第３の区分（３２）に光源（１５）を装着し、
   第１の区分（３０）と第３の区分（３２）との間に位置している、保持体（２）の第２の区分（３１）を、光源（１５）からの光線（１６）がミラー（６）に向けられるように、屈曲し、
   この場合ミラー（６）及び／又は光源（１５）の機能を、保持体（２）への該ミラー（６）及び／又は光源（１５）の装着後に、しかしながら第２の区分（３１）の屈曲の前に、テストし、かつ／又は、ミラー（６）及び／又は光源（１５）を、保持体（２）への該ミラー（６）及び／又は光源（１５）の装着後において、屈曲作業中に電気的に作動させる、
   というステップを有していることを特徴とする、マイクロメカニック式のプロジェクション装置を製造する方法。

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