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Stand der Technik
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Es ist bereits eine elektrisch-optische Schaltungsvorrichtung mit einem Schaltungsträger vorgeschlagen worden. Die bekannten elektrisch-optischen Schaltungsvorrichtungen erfüllen i.d.R. ausschließlich eine Trägerfunktion, während die elektrischen Kontaktierungen über separat zu montierende Flexleiterplatten erfolgen.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einer elektrisch-optischen Schaltungsvorrichtung, insbesondere für (Laser-)Projektoreinheiten, wie MEMS-Laserprojektoren oder dergleichen, mit zumindest einer elektrischen Schaltungskomponente, mit zumindest einer optoelektrischen Schaltungskomponente und mit einem Schaltungsträger, welcher die Schaltungskomponenten aufnimmt, wobei die elektrische Schaltungskomponente und die optoelektrische Schaltungskomponente jeweils über elektrische Leitungsverbindungen elektrisch kontaktiert sind.
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Es wird vorgeschlagen, dass die elektrischen Leitungsverbindungen, vorzugsweise alle elektrischen Leitungsverbindungen, als Schaltungsträger-Leitungsverbindungen ausgebildet sind, welche direkt auf den Schaltungsträger aufgebracht sind und/oder welche direkt in den Schaltungsträger integriert sind. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Kompaktheit, insbesondere eine besonders hohe Packungsdichte, erreicht werden. Dies hat vorteilhaft eine Bauraumersparnis zur Folge. Zudem kann vorteilhaft eine hohe Integration erreicht werden. Dies hat vorteilhaft eine Ersparnis von Material, Zeit und/oder Kosten bei der Herstellung zur Folge. Vorteilhaft können dadurch unterschiedliche Komponenten (optisch / optoelektrisch / elektrisch) gemixt auf einen Schaltungsträger befestigt und ggf. mit einer Hauptleiterplatte verbunden werden, ohne zusätzliche Bauteile wie Flexleiterplatten zu erfordern. Unter einer „elektrisch-optischen Schaltungsvorrichtung“ soll insbesondere eine Schaltungsvorrichtung verstanden werden, welche zugleich optische und elektrooptische Komponenten umfasst und elektrisch versorgt/ ansteuert. Elektrische Schaltungskomponenten können beispielsweise Kapazitäten, wie Kondensatoren, Induktivitäten, wie Spulen, Widerstände, elektrische Schalter, elektrische Kontakte, Kühler, ASICs, etc. sein. Elektrooptische Schaltungskomponenten können beispielsweise ansteuerbare Optiken, wie Spiegel oder Linsen, etc., optoelektrische Aktoren, wie Laserdioden oder Leuchtdioden, etc., und/oder optische Sensoren, wie Photodioden oder CCD-Chips, etc. sein. Darunter, dass eine Schaltungsträger-Leitungsverbindung direkt auf den Schaltungsträger aufgebracht ist soll insbesondere verstanden werden, dass die jeweilige elektrische Leiterbahn direkt auf die Oberfläche des Schaltungsträgers aufgebracht ist oder in eine Rille des Schaltungsträgers eingebracht ist. Insbesondere sind die Schaltungsträger-Leitungsverbindungen bereits vor einer Installation der elektrischen Schaltungskomponenten und/oder der optoelektrischen Schaltungskomponenten auf dem Schaltungsträger vorhanden. Insbesondere werden die Schaltungsträger-Leitungsverbindungen bereits bei der Herstellung des Schaltungsträgers erzeugt und insbesondere nicht erst bei der Montage der Schaltungskomponenten auf den Schaltungsträger. Die (Laser-)Projektoreinheit, insbesondere die opto elektrische Schaltung ist miniaturisiert. Eine maximale Erstreckung der opto-elektrischen Schaltung, insbesondere des Schaltungsträgers kann kleiner sein als 7 cm, vorzugsweise kleiner als 5 cm und bevorzugt kleiner als 3 cm. Größere Schaltungsträger sind jedoch generell auch denkbar. Die auf den Schaltungsträger aufgebrachten Schaltungsträger-Leitungsverbindungen können auf gegenüberliegenden Seiten des Schaltungsträgers und/oder an Seitenkanten des Schaltungsträgers angeordnet sein. Die auf den Schaltungsträger aufgebrachten Schaltungsträger-Leitungsverbindungen können sich über mehrere Seiten und/oder Kanten des Schaltungsträgers erstrecken. Darunter, dass eine Schaltungsträger-Leitungsverbindung direkt in den Schaltungsträger integriert ist soll insbesondere verstanden werden, dass die jeweilige elektrische Leiterbahn zumindest über einen Großteil ihres Verlaufs zu allen Seiten von einem Schaltungsträgermaterial umgeben ist. Insbesondere können Leiterbahnen abschnittsweise auf den Schaltungsträger aufgebracht und abschnittsweise in den Schaltungsträger integriert ausgebildet sein. Die in dem Schaltungsträger integrierten Schaltungsträger-Leitungsverbindungen können mehrschichtig ausgebildet sein. Die Schaltungsträger-Leitungsverbindung kann zudem auch zumindest teilweise durch ein Bondpad ausgebildet sein. Insbesondere sind die (rein) elektrischen Schaltungskomponenten auf den Schaltungsträger leitgeklebt, aufgelötet und/oder (mit Schaltungsträger-Leitungsverbindung) gebondet. Insbesondere sind die optoelektrischen Schaltungskomponenten auf den Schaltungsträger leitgeklebt, aufgelötet und/oder (mit Schaltungsträger-Leitungsverbindung) gebondet.
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Ferner wird eine flexleiterplattenlose, vorzugsweise eine von, insbesondere von dem Schaltungsträger separierbaren, Flexleiterplatten (Flexible Printed Circuit - FPC) freie, Ausbildung der elektrisch-optischen Schaltungsvorrichtung vorgeschlagen. Dadurch kann vorteilhaft eine einfache, kompakte und/oder kostengünstige Ausgestaltung erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine Montage, insbesondere eine elektrische Kontaktierung, insbesondere der Schaltungskomponenten, erleichtert werden. Insbesondere sollen unter Flexleiterplatten auch Flachbandkabel o.dgl. verstanden werden. Vorzugsweise ist die elektrisch-optische Schaltungsvorrichtung somit auch frei von Flachbandkabeln ausgebildet.
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Außerdem wird vorgeschlagen, dass der Schaltungsträger, insbesondere zumindest eine Oberfläche des Schaltungsträgers, vorzugsweise zumindest eine, eine Oberseite und/oder eine, eine Unterseite ausbildende Oberfläche des Schaltungsträgers, dreidimensional ausgeformt ist. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Kompaktheit, insbesondere eine besonders effektive Bauraumnutzung, ermöglicht werden. Darunter, dass der Schaltungsträger „dreidimensional ausgeformt“ ist soll insbesondere verstanden werden, dass der Schaltungsträger sich über mehr als eine einzelne Ebene erstreckt. Insbesondere liegt zumindest eine, eine Oberseite (Unterseite) des Schaltungsträgers ausbildende Oberfläche nicht in einer einzelnen Ebene. Insbesondere weist zumindest die eine Oberseite (Unterseite) des Schaltungsträgers ausbildende Oberfläche des Schaltungsträgers eine unebene Form auf. Insbesondere ist der Schaltungsträger von einer Plattenform verschieden ausgebildet. Insbesondere weist der Schaltungsträger eine von einer ebenen PCB-Leiterplatte verschiedene Form auf. Insbesondere ist der Schaltungsträger aus einem starren, vorzugsweise einem nicht-biegeschlaffen, Material ausgebildet. Insbesondere kann der Schaltungsträger aus einer Haupterstreckungsebene des Schaltungsträgers hervorstehende Laschen oder Säulen aufweisen. Unter einer „Haupterstreckungsebene“ einer Baueinheit soll insbesondere eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten gedachten Quaders ist, welcher die Baueinheit gerade noch vollständig umschließt, und insbesondere durch den Mittelpunkt des Quaders verläuft. Insbesondere kann eine Oberfläche (Oberseite / Unterseite / Seitenkante) des Schaltungsträgers Rundungen oder Kanten aufweisen.
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Außerdem wird vorgeschlagen, dass zumindest eine Schaltungsträger-Leitungsverbindung einem 3D-Geometrieverlauf des Schaltungsträgers, insbesondere auf zumindest einem Teil der Oberfläche des Schaltungsträgers und/oder in zumindest einem Teil eines Inneren des Schaltungsträgers, zumindest abschnittsweise folgend ausgebildet ist. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Kompaktheit, insbesondere eine besonders effektive Bauraumnutzung, ermöglicht werden. Insbesondere erstreckt sich die Schaltungsträger-Leitungsverbindung zumindest abschnittsweise außerhalb einer einzelnen Ebene. Die Schaltungsträger-Leitungsverbindung kann sich dabei über mehrere Seiten des Schaltungsträgers erstrecken oder einem 3D-Geometrieverlauf einer einzelnen Seite des Schaltungsträgers folgen. Beispielsweise ist denkbar, dass eine Schaltungsträger-Leitungsverbindung von einer Oberseite über eine Seitenkante hin zu einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite des Schaltungsträgers verläuft. Insbesondere kann die Schaltungsträger-Leitungsverbindung dabei einen teilweise dreidimensional gewellten Verlauf aufweisen. Insbesondere kann die Schaltungsträger-Leitungsverbindung dabei in mehr als eine und/oder in mehr als zwei gegenüberliegende Richtungen gekrümmt sein. Unter „abschnittsweise“ soll insbesondere ein nicht-verschwindender Abschnitt des gesamten Verlaufs der Schaltungsträger-Leitungsverbindung verstanden werden.
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Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass der Schaltungsträger eine zumindest einmal gestufte Geometrie, insbesondere eine zumindest einmal gestufte seitliche Querschnittsgeometrie, ausbildet. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Kompaktheit, insbesondere eine besonders effektive Bauraumnutzung, ermöglicht werden. Unter einer „gestuften Geometrie“ soll insbesondere eine Außengeometrie verstanden werden, welche zumindest zwei durch einen dritten Teilbereich (durch zumindest eine Stufe) verbundene, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen ebene, Teilbereiche aufweist. Die Teilbereiche können dabei in zueinander parallel verlaufenden Ebenen oder in zueinander angewinkelt, beispielsweise zueinander senkrecht liegenden Ebenen, verlaufen. Insbesondere kann die gestufte Geometrie somit auch eine schräge Stufe umfassen / ausbilden.
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Es wird somit vorgeschlagen, dass der Schaltungsträger eine Außengeometrie aufweist, welche zumindest zwei über einen dritten Teilbereich verbundene Teilbereiche aufweist, deren Oberflächen in verschiedenen Ebenen, insbesondere in zueinander parallelen Ebenen (gerade Stufe) oder in zueinander angewinkelten Ebenen (schräge Stufe) verlaufen. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Kompaktheit, insbesondere eine besonders effektive Bauraumnutzung, ermöglicht werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass auf einer Oberfläche einer ersten Stufe der zumindest einmal gestuften Geometrie, insbesondere der zumindest einmal gestuften seitlichen Querschnittsgeometrie, zumindest ein Großteil der Schaltungskomponenten, insbesondere alle (rein) elektrischen Schaltungskomponenten oder alle elektro-optischen Schaltungskomponenten, vorzugsweise alle Schaltungskomponenten, angeordnet sind. Dadurch kann vorteilhaft eine einfache und/oder kompakte Konstruktion erreicht werden. Insbesondere ist die Oberfläche der zweiten Stufe, insbesondere des zweiten Teilbereichs der gestuften Geometrie und/oder die Oberfläche des die beiden Stufen verbindenden dritten Teilbereichs der gestuften Geometrie frei von elektrischen Schaltungskomponenten, opto-elektrischen Schaltungskomponenten oder jeglichen Schaltungskomponenten. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass auf der zweiten Stufe, insbesondere des zweiten Teilbereichs der gestuften Geometrie und/oder der Oberfläche des die beiden Stufen verbindenden dritten Teilbereichs der gestuften Geometrie Schaltungskomponenten angeordnet sind. Insbesondere sind in diesem Fall alle Schaltungskomponenten verschieden von einer Hauptleiterplatte / einer Steuerplatine ausgebildet.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass auf einer, einer zweiten Stufe der zumindest einmal gestuften Geometrie, insbesondere der zumindest einmal gestuften seitlichen Querschnittsgeometrie, zugehörigen Oberfläche des Schaltungsträgers eine Hauptleiterplatte angeordnet und insbesondere elektrisch kontaktiert ist. Dadurch kann vorteilhaft eine kompakte Bauweise und/oder eine einfache elektrische Kontaktierung mit der Steuerung / der Hauptleiterplatte ermöglicht werden. Insbesondere ist die Hauptleiterplatte in eine Ebene erstreckt, welche verschieden ist von einer Ebene, in der der Großteil der Schaltungskomponenten montiert ist. Insbesondere ist die Hauptleiterplatte in eine Ebene erstreckt, welche parallel zu einem Großteil einer (Oberseiten- oder Unterseiten-) Oberfläche des Schaltungsträgers im Bereich der zweiten Stufe ist. Insbesondere ist die Hauptleiterplatte mit zumindest einer Schaltungsträger-Leitungsverbindung elektrisch verbunden. Insbesondere ist die Hauptleiterplatte durch Bonddrähte oder durch Löten/leitkleben elektrisch mit der Schaltungsträger-Leitungsverbindung verbunden. Insbesondere ist die Hauptleiterplatte auf der Oberfläche der zweiten Stufe befestigt, z.B. aufgeklebt.
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Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die elektrisch-optische Schaltungsvorrichtung eine Hauptleiterplatte aufweist, welche über eine Mehrzahl an Schaltungsträger-Leitungsverbindungen mit einer Mehrzahl an Schaltungskomponenten elektrisch verbunden ist, und welche derart relativ zu dem Schaltungsträger angeordnet ist, dass die Hauptleiterplatte aus zumindest einer senkrecht auf die Haupterstreckungsebene des Schaltungsträgers stehenden ersten Blickrichtung oder aus zumindest einer in einem 45° Winkel auf die Haupterstreckungsebene des Schaltungsträgers stehenden zweiten Blickrichtung zumindest einen Großteil der auf dem Schaltungsträger angeordneten Schaltungskomponenten überlappt. Dadurch kann vorteilhaft eine einfache und/oder kompakte Konstruktion erreicht werden. Insbesondere erstrecken sich die Hauptleiterplatte und die Oberfläche des Schaltungsträgers, auf der der Großteil der Schaltungskomponenten angeordnet ist, in verschiedenen Ebenen. Insbesondere ist die Hauptleiterplatte derart angeordnet, dass sie aus zumindest einer der Blickrichtungen eine Sicht auf den Großteil der Schaltungskomponenten direkt verdeckt. Unter „direkt verdeckt“ soll insbesondere verstanden werden, dass die Hauptleiterplatte das einzige Element der elektrisch-optischen Schaltungsvorrichtung ist, welche aus dem Blickwinkel in der Sichtverbindung angeordnet ist. Der Schaltungsträger kann zudem, vorzugsweise einstückig ausgebildete, „Säulen“ ausbilden, welche die Hauptleiterplatte stützen und/oder in Position halten. Die Hauptleiterplatte ist zu einer Steuerung oder zu einer Regelung zumindest eines Teils der Schaltungskomponenten vorgesehen. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Die Hauptleiterplatte kann eine Steuer- und/oder Regeleinheit und/oder einen Eingang für Signale einer externen Steuer- und/oder Regeleinheit ausbilden. Unter einer „Steuer- und/oder Regeleinheit“ soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einer Steuerelektronik verstanden werden. Unter einer „Steuerelektronik“ soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden.
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Wenn der Schaltungsträger aus einer Keramik oder aus einem Thermoplast hergestellt ist, kann vorteilhaft eine flexible Konstruktion / Formgebung ermöglicht werden. Zudem kann vorteilhaft und insbesondere im Gegensatz zu konventionellen Leiterplatten, welche aus einem Duroplast ausgebildet sind, eine gute Wiederverwertbarkeit nach Ende der Lebensdauer erreicht werden. Außerdem kann vorteilhaft eine hohe Stabilität, insbesondere gegenüber Brüchen, erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die elektrisch-optische Schaltungsvorrichtung eine (rein) optische Schaltungskomponente aufweist, die von dem Schaltungsträger aufgenommen ist. Dadurch können vorteilhafte optische Systeme umgesetzt werden. (Rein) optische Schaltungskomponenten können beispielsweise (fixe) Optiken, wie Spiegel, Linsen, Lichtleiter, optische Gitter, Prismen, Hologramme, etc. sein. Insbesondere sind die optischen Schaltungskomponenten auf den Schaltungsträger aufgeklebt.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass der Schaltungsträger zumindest ein Blind Via, welches insbesondere dazu vorgesehen ist, zumindest eine Schaltungskomponente oder zumindest eine direkt auf den Schaltungsträger aufgebrachte Schaltungsträger-Leitungsverbindung mit einer direkt in den Schaltungsträger integrierten Schaltungsträger-Leitungsverbindung elektrisch zu verbinden, zumindest eine Durchkontaktierung, welche insbesondere dazu vorgesehen ist, zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Schaltungsträgers direkt aufgebrachte Schaltungsträger-Leitungsverbindungen elektrisch zu verbinden, und/oder zumindest eine, insbesondere zwei gegenüberliegende Seiten des Schaltungsträgers verbindende, Durchführung für einen optischen Strahl umfasst. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Kompaktheit der elektrisch-optischen Schaltungsvorrichtung erreicht werden. Vorteilhaft kann dadurch ein benötigter Gesamtbauraum besonders klein gehalten werden.
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Außerdem wird vorgeschlagen, dass die elektrisch-optische Schaltungsvorrichtung zumindest eine Leitklebung, insbesondere ein elektrisch leitendes Klebepad, aufweist, welche/s dazu vorgesehen ist, zumindest eine der Schaltungskomponenten, insbesondere zumindest eine optoelektrische Schaltungskomponente, elektrisch zu kontaktieren. Dadurch kann vorteilhaft ein besonders einfaches und/oder besonders präzises Aufbringen von (Präzisions-)Optikelementen ermöglicht werden. Alternativ oder zusätzlich können die Schaltungskomponenten durch Löten und/oder Bonden elektrisch kontaktiert sein Bei einem Klebepad handelt es sich insbesondere um ein Pad auf dem Schaltungsträger und/oder auf einer optoelektrischen Komponente. Das Klebepad ist vorzugsweise aufgebracht wie eine Leitungsverbindung. Um beide den Schaltungsträger und die Schaltungskomponenten, insbesondere die optoelektrische Schaltungskomponente, zu verbinden, wird ein Leitkleber zwischen dem Klebepad des Schaltungsträgers und dem Klebepad der Schaltungskomponente eingebracht.
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Ferner wird eine (Laser-)Projektoreinheit, insbesondere Retina-Scan-Display-Laserprojektoreinheit für Smartglasses und/oder eine Waveguide-Laserprojektoreinheit für Smartglasses, mit der elektrisch-optischen Schaltungsvorrichtung vorgeschlagen. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders kleinbauende, filigrane und/oder leichte Ausgestaltung der Smartglasses erreicht werden. Vorteilhaft kann eine besonders kostengünstige und/oder kleinbauende (Laser-)Projektoreinheit, insbesondere Retina-Scan-Display-Laserprojektoreinheit und/oder eine Waveguide-Laserprojektoreinheit, bereitgestellt werden.
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Die erfindungsgemäße elektrisch-optische Schaltungsvorrichtung und/oder die erfindungsgemäße (Laser-) Projektoreinheit soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße elektrisch-optische Schaltungsvorrichtung und/oder die erfindungsgemäße (Laser-)Projektoreinheit zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung von Smartglasses mit einer Laserprojektoreinheit,
- 2 eine erste schematische Ansicht eines Teils der Laserprojektoreinheit mit einer elektrisch-optischen Schaltungsvorrichtung,
- 3 eine zweite schematische Ansicht der elektrisch-optischen Schaltungsvorrichtung,
- 4 eine dritte schematische Ansicht der elektrisch-optischen Schaltungsvorrichtung,
- 5 einen Schnitt durch einen ersten Teilbereich eines Schaltungsträgers der elektrisch-optischen Schaltungsvorrichtung,
- 6 einen Schnitt durch einen zweiten Teilbereich des Schaltungsträgers der elektrisch-optischen Schaltungsvorrichtung,
- 7 eine erste schematische Ansicht einer alternativen elektrisch-optischen Schaltungsvorrichtung mit einem alternativen Schaltungsträger und
- 8 einen Schnitt durch einen Teilbereich des alternativen Schaltungsträgers.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Die 1 zeigt schematisch Smartglasses 50a. Die Smartglasses 50a weisen eine Laserprojektoreinheit 10a auf. Die Laserprojektoreinheit 10a ist als eine Retina-Scan-Display-Laserprojektoreinheit ausgebildet. Alternativ kann die Laserprojektoreinheit 10a auch als eine Waveguide-Laserprojektoreinheit ausgebildet sein. Die Laserprojektoreinheit 10a ist dazu vorgesehen, eine Bildausgabe zu erzeugen, welche für einen Träger der Smartglasses 50a in dessen Blickfeld wahrnehmbar ist. Die Laserprojektoreinheit 10a weist eine elektrisch-optische Schaltungsvorrichtung 52a auf.
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Die 2 bis 5 zeigen schematisch verschiedene perspektivische Ansichten der elektrisch-optischen Schaltungsvorrichtung 52a. Die elektrisch-optische Schaltungsvorrichtung 52a weist einen Schaltungsträger 16a auf. Der Schaltungsträger 16a ist aus einer Keramik oder aus einem Thermoplast hergestellt. Die elektrisch-optische Schaltungsvorrichtung 52a umfasst zumindest eine elektrische Schaltungskomponente 12a. Die elektrische Schaltungskomponente 12a ist von dem Schaltungsträger 16a aufgenommen. Die elektrische Schaltungskomponente 12a ist auf dem Schaltungsträger 16a fixiert. Die elektrische Schaltungskomponente 12a ist auf den Schaltungsträger 16a aufgeklebt und/oder leitgeklebt. Die elektrisch-optische Schaltungsvorrichtung 52a umfasst zumindest eine optoelektrische Schaltungskomponente 14a. Die optoelektrische Schaltungskomponente 14a ist von dem Schaltungsträger 16a aufgenommen. Die optoelektrische Schaltungskomponente 14a ist auf dem Schaltungsträger 16a fixiert. Die optoelektrische Schaltungskomponente 14a ist auf den Schaltungsträger 16a leitgeklebt. Die elektrisch-optische Schaltungsvorrichtung 52a weist zumindest eine Leitklebung 48a auf. Die Leitklebung 48a ist dazu vorgesehen, die optoelektrische Schaltungskomponente 14a elektrisch zu kontaktieren. Der Schaltungsträger 16a und die optoelektrische Schaltungskomponente 14a weisen jeweils Klebepads auf, welche durch einen Leitkleber miteinander verbunden werden. Die elektrisch-optische Schaltungsvorrichtung 52a umfasst zumindest eine optische Schaltungskomponente 34a. Die optische Schaltungskomponente 34a ist ausschließlich (rein) optisch und frei von einer elektrischen Ansteuerbarkeit ausgebildet. Die optische Schaltungskomponente 34a ist von dem Schaltungsträger 16a aufgenommen. Die optische Schaltungskomponente 34a ist auf dem Schaltungsträger 16a fixiert. Die optische Schaltungskomponente 34a ist auf den Schaltungsträger 16a aufgeklebt.
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Die elektrisch-optische Schaltungsvorrichtung 52a weist elektrische Leitungsverbindungen 18a auf. Die elektrische Schaltungskomponente 12a ist durch die elektrischen Leitungsverbindungen 18a elektrisch kontaktiert. Die optoelektrische Schaltungskomponente 14a ist durch die elektrischen Leitungsverbindungen 18a elektrisch kontaktiert. Die elektrischen Leitungsverbindungen 18a sind als Schaltungsträger-Leitungsverbindungen ausgebildet, welche teilweise direkt auf den Schaltungsträger 16a aufgebracht sind und/oder welche teilweise direkt in den Schaltungsträger 16a integriert sind. Zusätzlich zu den elektrischen Leitungsverbindungen 18a kann der Schaltungsträger 16a Bondpads (nicht dargestellt) aufweisen. Die elektrisch-optische Schaltungsvorrichtung 52a ist flexleiterplattenlos / von Flexleiterplatten frei ausgebildet. Die elektrisch-optische Schaltungsvorrichtung 52a ist frei von Leiterbahnen ausgebildet, die von dem Schaltungsträger 16a zerstörungsfrei separierbar sind.
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Der Schaltungsträger 16a ist dreidimensional ausgeformt. Der Schaltungsträger 16a weist eine dreidimensional ausgeformte Oberfläche 20a auf. Der Schaltungsträger 16a, insbesondere die Oberfläche 20a des Schaltungsträgers 16a, weist einen 3D-Geometrieverlauf auf. Die elektrischen Leitungsverbindungen 18a, insbesondere die Schaltungsträger-Leitungsverbindungen, folgen zumindest teil- und/oder abschnittsweise dem 3D-Geometrieverlauf des Schaltungsträgers 16a. Die elektrischen Leitungsverbindungen 18a, insbesondere die Schaltungsträger-Leitungsverbindungen, erstrecken sich über eine (Vorder-)seite 40a des Schaltungsträgers 16a. Die elektrischen Leitungsverbindungen 18a, insbesondere die Schaltungsträger-Leitungsverbindungen, erstrecken sich über eine (Rück-)seite 42a des Schaltungsträgers 16a. Die elektrischen Leitungsverbindungen 18a, insbesondere die Schaltungsträger-Leitungsverbindungen, erstrecken sich über eine (oder mehrere) Seitenkanten 54a des Schaltungsträgers 16a. Der Schaltungsträger 16a bildet eine einmal gestufte Geometrie 22a aus. Der Schaltungsträger 16a bildet eine einmal gestufte seitliche Querschnittsgeometrie aus. Die Stufe ist in diesem Ausführungsbeispiel als gerade Stufe ausgebildet, d.h. Oberflächen 20a, 28a von Stufen 24a, 26a der einmal gestuften Geometrie 22a liegen in zueinander parallelen Ebenen. Generell kann der Schaltungsträger 16a selbstverständlich auch eine davon abweichende Formgebung aufweisen, z.B. mehrmals gestuft sein oder mit zueinander nicht parallelen Oberflächen 20a, 28a. Auf der Oberfläche 20a der ersten Stufe 24a der einmal gestuften Geometrie 22a ist ein Großteil aller Schaltungskomponenten 12a, 14a, 34a der elektrisch-optischen Schaltungsvorrichtung 52a angeordnet. Auf der der zweiten Stufe 26a der einmal gestuften Geometrie 22a zugehörigen Oberfläche 28a des Schaltungsträgers 16a sind in dem Ausführungsbeispiel keine Schaltungskomponenten 12a, 14a, 34a angeordnet. Der dreidimensional ausgeformte Schaltungsträger 16a weist eine (senkrecht) von einer Oberfläche 20a, 28a abstehende Lasche 64a auf. An der Lasche 64a ist eine optische Schaltungskomponente 34a (Linse) befestigt. Alternativ kann an der Lasche 64a auch eine elektrische Schaltungskomponente 12a und/oder eine optoelektrische Schaltungskomponente 14a befestigt sein. In diesem Fall würden die elektrischen Leitungsverbindungen 18a auf einer Laschenoberfläche und/oder im Inneren der Lasche 64a verlaufen.
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Die elektrisch-optische Schaltungsvorrichtung 52a weist eine Hauptleiterplatte 30a auf (in 2 nicht dargestellt). Die Hauptleiterplatte 30a ist auf der zweiten Stufe 26a der einmal gestuften Geometrie 22a angeordnet. Die Hauptleiterplatte 30a ist auf der zweiten Stufe 26a der einmal gestuften Geometrie 22a elektrisch kontaktiert (gebondet). Die Hauptleiterplatte 30a ist über eine Mehrzahl an Schaltungsträger-Leitungsverbindungen mit einer Mehrzahl an Schaltungskomponenten 12a, 14a elektrisch verbunden. Die Hauptleiterplatte 30a ist zu einer Steuerung und/oder Schaltung der Schaltungskomponenten 12a, 14a der elektrisch-optischen Schaltungsvorrichtung 52a vorgesehen. Die Hauptleiterplatte 30a ist oberhalb der Oberfläche 20a der ersten Stufe 24a und parallel zu der Oberfläche 20a der ersten Stufe 24a verlaufend angeordnet. Die Hauptleiterplatte 30a liegt an einem Längsende 58a auf der zweiten Stufe 26a auf. Die Hauptleiterplatte 30a steht über die zweite Stufe 26a über. Der Schaltungsträger 16a bildet eine Säule 56a aus. Die Säule 56a stützt einen überstehenden Teilbereich der Hauptleiterplatte 30a ab. Die Hauptleiterplatte 30a ist derart relativ zu dem Schaltungsträger 16a angeordnet, dass die Hauptleiterplatte 30a aus zumindest einer ersten Blickrichtung 32a (im dargestellten Fall aus einer senkrecht auf die Oberfläche 20a der ersten Stufe 24a des Schaltungsträgers 16a gerichteten Blickrichtung 32a) zumindest einen Großteil der auf dem Schaltungsträger 16a angeordneten Schaltungskomponenten 12a, 14a, 34a überlappt / abdeckt.
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Die 5 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen ersten Teilbereich des Schaltungsträgers 16a. Der Schaltungsträger 16a weist Blind Vias 36a auf. Die Blind Vias 36a sind dazu vorgesehen, eine Schaltungskomponente 12a, 14a oder eine direkt oberflächlich auf den Schaltungsträger 16a aufgebrachte erste elektrische Leitungsverbindung 18a mit einer direkt in den Schaltungsträger 16a integrierten zweiten elektrischen Leitungsverbindung 18'a elektrisch zu verbinden. Die 6 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen zweiten Teilbereich des Schaltungsträgers 16a. Der Schaltungsträger 16a weist Durchkontaktierungen 38a auf. Die Durchkontaktierungen 38a sind dazu vorgesehen, zwei auf gegenüberliegenden Seiten 40a, 42a des Schaltungsträgers 16a direkt oberflächlich aufgebrachte elektrische Leitungsverbindungen 18''a, 18'''a elektrisch zu verbinden.
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In den 7 und 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 6, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 6 nachgestellt. In dem Ausführungsbeispiel der 7 und 8 ist der Buchstabe a durch den Buchstaben b ersetzt.
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Die 7 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht einer alternativen elektrisch-optischen Schaltungsvorrichtung 52b. Die alternative elektrisch-optische Schaltungsvorrichtung 52b weist einen alternativen Schaltungsträger 16b auf. Der alternative Schaltungsträger 16b ist dreidimensional ausgeformt. Elektrische Leitungsverbindungen 18b, insbesondere Schaltungsträger-Leitungsverbindungen, der alternativen elektrisch-optischen Schaltungsvorrichtung 52b folgen zumindest teil- und/oder abschnittsweise einem 3D-Geometrieverlauf des alternativen Schaltungsträgers 16b. Der alternative Schaltungsträger 16b bildet eine einmal gestufte Geometrie 22b aus. Die Stufe ist in diesem Ausführungsbeispiel als schräge/ angewinkelte Stufe ausgebildet, d.h. Oberflächen 20b, 28b von Stufen 24b, 26b der einmal gestuften Geometrie 22b liegen in zueinander nicht-parallelen Ebenen. Die Oberflächen 20b, 28b der Stufen 24b, 26b der einmal gestuften Geometrie 22b liegen in zueinander angewinkelten Ebenen. Die Oberflächen 20b, 28b der Stufen 24b, 26b der einmal gestuften Geometrie 22b liegen in zueinander senkrechten Ebenen. Auf der Oberfläche 20b der ersten Stufe 24b der einmal gestuften Geometrie 22b ist ein Großteil aller Schaltungskomponenten 12b, 14b, 34b der alternativen elektrisch-optischen Schaltungsvorrichtung 52b angeordnet. Auf der der zweiten Stufe 26b der einmal gestuften Geometrie 22b zugehörigen Oberfläche 28b des alternativen Schaltungsträgers 16b sind in dem Ausführungsbeispiel keine Schaltungskomponenten 12b, 14b, 34b angeordnet.
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Die alternative elektrisch-optische Schaltungsvorrichtung 52b weist eine Hauptleiterplatte 30b auf. Die Hauptleiterplatte 30b ist auf der zweiten Stufe 26b der schräg gestuften Geometrie 22b angeordnet. Die Hauptleiterplatte 30b ist auf der zweiten Stufe 26b der schräg gestuften Geometrie 22b elektrisch kontaktiert (gebondet). Generell sind alternative, an anderen Stellen verordnete Bondstellen selbstverständlich ebenfalls denkbar. Die Hauptleiterplatte 30b ist seitlich neben der Oberfläche 20b der ersten Stufe 24b und/oder senkrecht zu der Oberfläche 20b der ersten Stufe 24b verlaufend angeordnet. Die Hauptleiterplatte 30b liegt an einem Längsende 58b auf der Oberfläche 28b der zweiten Stufe 26b auf. Die Hauptleiterplatte 30b liegt mit einem von dem Längsende 58b verschiedenen Abschnitt teilweise auf einer Oberfläche einer Seitenkante 54b des Schaltungsträgers 16b auf / an einer Seitenkante 54b des Schaltungsträgers 16b an. Die Hauptleiterplatte 30b ist derart relativ zu dem Schaltungsträger 16b angeordnet, dass die Hauptleiterplatte 30b aus zumindest einer zweiten Blickrichtung 33b (im in der 8 dargestellten Fall aus einer schräg im 45° Winkel, auf die Oberfläche 20b der ersten Stufe 24b des Schaltungsträgers 16b gerichteten Blickrichtung 33b) zumindest einen Großteil der auf dem Schaltungsträger 16b angeordneten Schaltungskomponenten 12b, 14b, 34b überlappt/abdeckt.
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Der alternative Schaltungsträger 16b ist ein zweites Mal gestuft. Der alternative Schaltungsträger 16b weist eine dritte Stufe 60b auf. Die dritte Stufe 60b ist an einem der zweiten Stufe 26b gegenüberliegenden Ende des Schaltungsträgers 16b angeordnet. Die dritte Stufe 60b ist als eine gerade Stufe ausgebildet. Die dritte Stufe 60b bildet eine Oberfläche 62b aus. Die Oberfläche 62b der dritten Stufe 60b verläuft zumindest im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche 20b der ersten Stufe 24b. Auf der Oberfläche 62b der dritten Stufe 60b sind Schaltungskomponenten 12b, 14b, 34b, insbesondere überwiegend oder ausschließlich optoelektrische Schaltungskomponenten 14b und/oder (rein) optische Schaltungskomponenten 34b angeordnet. Die elektrischen Leitungsverbindungen 18b erstrecken sich von der ersten Stufe 24b zur dritten Stufe 60b und/oder zur zweiten Stufe 26b. Die dritte Stufe 60b erstreckt sich von der Oberfläche 20b der ersten Stufe 24b aus gesehen in eine entgegengesetzte Richtung als die zweite Stufe 26b.
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Die 8 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Teilbereich des alternativen Schaltungsträgers 16b. Der alternative Schaltungsträger 16b weist eine Durchführung 44b für einen optischen Strahl 46b auf. Selbstverständlich kann auch der Schaltungsträger 16a aus den 2 bis 6 eine derartige Durchführung 44a aufweisen. Der optische Strahl 46b ist von einer optoelektronischen Schaltungskomponente 14b der elektrisch-optischen Schaltungsvorrichtung 52b erzeugt und/oder von einer optoelektrischen Schaltungskomponente 14b und/oder einer (rein) optischen Schaltungskomponente 34b der elektrisch-optischen Schaltungsvorrichtung 52b gelenkt. Die Durchführung 44b ist dazu vorgesehen, den optischen Strahl 46b zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten 40b, 42b des Schaltungsträgers 16b zu leiten. Es ist denkbar, dass der optische Strahl 46b mehrfach, insbesondere über mehrere Durchführungen 44b, die Seiten 40b, 42b des Schaltungsträgers 16b wechselt.
