CN102576151A - 微机械投影装置以及用于制造微机械投影装置的方法 - Google Patents

微机械投影装置以及用于制造微机械投影装置的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种微机械投影装置(1)，具有：一载体(2)，该载体具有第一、第二和第三区段(30，31，32)，其中，所述第二区段(31)位于所述第一和第三区段(30，32)之间并且可弯曲地构成；一反射镜(6)，该反射镜被安设在所述第一区段(30)上；和一光源(15)，该光源安设在所述第三区段(32)上；其中，所述第二区段(31)被这样地弯曲，使得光束(16)能够从所述光源(15)指向所述反射镜(6)。

Description

微机械投影装置以及用于制造微机械投影装置的方法
技术领域
本发明涉及一种微机械投影装置以及一种用于制造微机械投影装置的方法。
背景技术
这样的微机械投影装置可以例如在便携式装置、例如条形码扫描器或移动电话中使用，以便在装置外部的投影面上产生图像。这样的微机械投影装置例如在DE 60204343T2中已描述。
一种对于申请人内部已知的微机械投影装置具有一个可调节的反射镜和一个激光器光源，该激光器光源接收在压铸铝壳体中。微机械芯片形式的反射镜相对于激光器光源这样地定位，使得由激光器光源产生的激光器光束遇到反射镜并且通过压铸铝壳体的窗投影到投影面上。
为了使反射镜和激光器光源相互定位，压铸铝壳体在其内部构造有专门的留空。在这些留空中固定反射镜和激光器光源。反射镜和激光器光源与控制电子装置的电接触通过导线实现。
发明内容
在权利要求1中定义的按本发明的微机械投影装置和在权利要求6中定义的用于制造微机械投影装置的方法相对于传统的解决方案提供了优点：最初平的载体能够在装配技术上简单地装设反射镜和光源。例如简单的龙门架机器人适合装设。接下来可以弯曲第二区段，以便实现光源相对于反射镜的希望位置。由此还能够在第一位置上执行对载体的工作费劲的装设。为了使光源和反射镜相对彼此精确地定位，第二区段的接下来的弯曲可以在第二位置上实现，在第二位置上进行相对困难的工艺或者说存在相应的装置，以便能够执行精确的定位。
在相应的从属权利要求中列出的特征涉及本发明主题的有利的扩展和改进。
“微机械投影装置”当前被理解为具有微机械部件的投影装置。
按照本发明的一种优选的扩展构型，微机械投影装置的电子和/或机电的部件、尤其是反射镜和/或光源在它们被安设到载体上之后、但是在第二区段弯曲之前在它们的功能能力方面被测试。这具有优点：仅仅功能良好的载体连同电子和/或机电的部件受到费劲的弯曲过程。例如由于具有错误的钎焊部位，功能错误的载体和部件由此能够提早被分选出来，而不需要在其中投入另外的、徒劳的费用。
按照本发明的一种优选的扩展构型，微机械投影装置的电子和/或机电的部件在弯曲期间电运行。“电运行”尤其指的是，光源产生光束。这使光源相对于反射镜的精确定位变容易。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在下面的说明书中详细地阐述。其示出：
图1示出按照本发明实施例的微机械投影装置的侧视图；
图2示出图1的微机械投影装置的立体视图；和
图3示出图1的视角A的放大视图。
具体实施方式
如果没有相反表述的话，在图中相同的附图标记标示相同或者说功能相同的元件。
图1示出按照本发明实施例的微机械投影装置1的侧视图，图2示出投影装置1的立体图视图。
投影装置1具有一个载体2。该载体2由一个基本上平的第一区段30、一个弯曲的第二区段31和一个基本上平的第三区段32组成。按照本实施例，三个区段30、31、32由一块可弯曲的印制电路板(“柔性印制电路板(Flexleiterplatte)”)构成。但是可想到的是，三个区段30、31、32由不同的材料块制成，即例如由一个可弯曲的印制电路板和两个刚性的印制电路板制成并且在区域5中拼接。在这种情况中，仅第二区段31由可弯曲的材料制成。
在第一区段30上安设一个反射镜6，该反射镜的反射面7是可调节的。反射镜6优选构造为微机械芯片(例如MEMS芯片)。反射镜6可以在其一个侧上设有玻璃层8，玻璃层保护反射镜。在反射镜的另一侧上该反射镜可以被安设在控制芯片9、例如ASIC芯片上。控制芯片9优选尤其控制反射镜7的调节和稍后还要详细阐述的光源。反射镜6优选设有键合线10，键合线也在图3中可见，图3示出图1的视角A。键合线10使反射镜6与第一区段30的未示出的导线的触点11接触。为了使触点11可见，第一区段30被部分剖开地示出。在键合线10上安设圆顶封装钝化部(Glob-Top-Passivierung)12。控制芯片9优选以倒装芯片技术装配在第一区段30上。
变换地，反射镜6和控制芯片9也可以并排地安设在第一区段30上。另外反射镜6同样以倒装芯片技术装配在控制芯片9上。在这种情况中，省去了所述的借助键合线10的接触。
在第一区段30的背对反射镜6的侧上与反射镜6基本上相对置地优选安设加固元件13。该加固元件13加固该区段30，以便减少控制芯片9的机械载荷。尤其是加固元件13在此反作用于由第二区段31的弯曲产生的弯曲力。加固元件13可以具有例如金属、尤其是铝或不锈钢，或者塑料。
第三区段32具有光源15，该光源按照本实施例被构造为激光器光源。光源15被这样地定位，使得由光源产生的光束16遇到反射镜6的反射面7。此外第二区段31具有一个大致半圆形的构型。变换地，第二区段也可以构造为U形或仅仅L形或者具有一种介于之间的定向。控制光源15的激励器可以集成在控制芯片9中。
第三区段32相对于第一区段30借助保持装置17保持就位。保持装置17在图1中借助虚线表示。保持装置17优选由两个保持区段18组成，这些保持区段分别将第三区段32与第一区段30在加固元件13的区域中连接，如在图2中所示。保持区段18优选分别固定、尤其粘接在区段30和32的相对置的窄侧上。
此外，其它的电部件、例如变压器19和电容器20可以被安设在第一区段30上。另外可以设置端子21，例如在第一区段30的自由端部上设置端子，借助这些端子能够将投影装置1与另外的装置电连接。
在本实施例的情况中，其中区段30、31、32被构造为印制电路板，显然所有的电部件6、9、15、19、20、21与第一、第二或第三区段30、31或32的导线(未示出)电连接、尤其是钎焊，即便当前没有明确描述。
下面简短地阐述投影装置1的工作原理。
光源15产生光束16，该光束落到反射镜6的反射面7上并且该光束被反射面投影到投影面22上。控制芯片9控制反射镜6，其中，控制芯片调节反射镜的反射面7。这根据例如通过端子21耦合输入到控制芯片9中的信号来实现。反射面7的调节和与此相关的光源16在投影面22上的运动产生投影面上的图像。
最后描述用于制造投影装置1的方法。
在第一步骤中提供最开始基本上平的载体2。
在第二步骤中可以在载体2的第一区段30上在下侧安置、尤其是粘接加固元件13。
在第三步骤中，例如借助一个未示出的龙门架机器人将电的和机电的部件9、15、19、20、21或6定位在载体2的相应的区段30和32上侧上并且接触。按照当前的实施例，在此首先以倒装芯片技术将控制芯片9安设在第一区段30上。然后(但是也可以同时地或在此之前)可以将变压器19、电容器20、端子21以及可能的其它未描述的电部件安设在第一区段30上。另外将光源16安设在第三区段32上。在此之后反射镜6被堆叠在控制芯片9上并且借助接触线10与第一区段30的触点11连接。然后以圆顶封装(Glob-Top)浇铸自由的接触线10。
制成的中间产品，即载体2连同电的和机电的部件9、15、19、20、21或6在第四步骤中在其功能能力方面被检验。为此可以将合适的、未示出的检验装置与端子21连接并且进行确定的测试。具有错误的中间产品由此能够被识别并且被分选出来。
优选地，第一至第四步骤在第一位置上执行，因为它们是相对劳动密集的。经检验的中间产品然后被送到第二位置，在第二位置进行接下来的需要一定的核心技术的步骤。
在第五步骤中将第二区段31弯成大致半圆形，优选借助一个未示出的弯曲装置。在弯曲期间电的和机电的部件9、15、19、20、21或6优选转换到运行中。尤其地，光源15被这样地转换，使得光源产生光束16。如果第二区段31弯曲得足够，那么光束16落到反射镜6的反射面7上并且被反射面投影到投影面22上。优选地，一个未示出的测量装置测量光束16在投影面22上的位置并且向弯曲装置输出适当的信号，弯曲装置根据这些信号这样地弯曲第二区段31，使得找到光源15的视需要而定优化的位置。
在第六步骤中，将第三区段32与第一区段30连接。为此，将之前制成的保持装置17的保持区段18与区段30和32连接。保持装置17可以例如是塑料部件，其优选在注射成型方法中制造。
保持装置17也可以通过未示出的装置的壳体构成，在该装置中可以集成投影装置1。由此能够节省构件。
对于投影装置1描述的有利的设计方案能够相应地用到用于制造投影装置1的方法上，反之亦然。

Claims (8)

1.微机械投影装置(1)，具有：
一载体(2)，该载体具有第一、第二和第三区段(30；31；32)，其中，所述第二区段(31)位于所述第一和第三区段(30；32)之间并且可弯曲地构成；
一反射镜(6)，该反射镜被安设在所述第一区段(30)上；和
一光源(15)，该光源安设在所述第三区段(32)上；
其中，所述第二区段(31)被这样地弯曲，使得光束(16)能够从所述光源(15)指向所述反射镜(6)。
2.根据权利要求1的微机械投影装置，其特征在于，所述第二区段(31)大致半圆形、U形或L形地弯曲。
3.根据权利要求1或2的微机械投影装置，其特征在于，至少所述第二区段(31)被构造为柔性印制电路板。
4.根据以上权利要求中任一项的微机械投影装置，其特征在于，设有一保持装置(17)，所述保持装置使弯曲的第二区段(31)和/或所述第三区段(32)相对于所述第一区段(30)保持就位。
5.根据以上权利要求中任一项的微机械投影装置，其特征在于，设有一控制芯片(9)，所述控制芯片控制所述光源(15)和/或所述反射镜(6)，其中，所述反射镜(6)被构造为微机械芯片并且所述控制芯片(9)设置在所述第一区段(30)和所述反射镜(6)之间。
6.用于制造微机械投影装置(1)、尤其是根据以上权利要求中任一项的微机械投影装置的方法，该方法具有以下步骤：
提供一基本上平的载体(2)；
将一反射镜(6)安设在所述载体(2)的第一区段(30)上；
将一光源(15)安设在所述载体的第三区段(32)上；和
这样地弯曲所述载体(2)的位于所述第一和第三区段(30，32)之间的第二区段(31)，使得光束(16)能够从所述光源(15)指向所述反射镜(6)。
7.根据权利要求6的方法，其中，电子和/或机电的部件(9，15，19，20，21；6)、尤其是所述反射镜(6)和/或所述光源(15)在它们被安设到所述载体(2)上之后、但是在所述第二区段(31)弯曲之前在它们的功能能力方面被测试。
8.根据权利要求6或7的方法，其中，电子和/或机电的部件(9，15，19，20，21；6)、尤其是所述反射镜(6)和/或所述光源(15)在它们被安设到所述载体(2)上之后在弯曲期间电运行。
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