IT202000022715A1 - Modulo elettronico integrato includente due microspecchi, e sistema che include il modulo elettronico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

?MODULO ELETTRONICO INTEGRATO INCLUDENTE DUE MICROSPECCHI, E SISTEMA CHE INCLUDE IL MODULO ELETTRONICO?

La presente invenzione riguarda un modulo elettronico includente riflettori, in particolare micro-specchi MEMS, e sistema includente, o integrante, il modulo elettronico.

Sono note strutture micromeccaniche di specchio realizzate, almeno in parte, con materiali semiconduttori e con la tecnologia dei MEMS. Tali strutture micromeccaniche vengono tipicamente integrate in apparecchi portatili, quali ad esempio computer portatili, laptop, notebook (compresi i notebook ultra-sottili), PDA, tablet, telefoni cellulari smartphone, per applicazioni ottiche, in particolare per indirizzare con modalit? desiderate fasci di radiazioni luminose generati da una sorgente di luce.

Grazie alle ridotte dimensioni, tali strutture consentono di rispettare requisiti stringenti per quanto riguarda l?occupazione di spazio, in termini di area e spessore.

Ad esempio, strutture micromeccaniche di specchio (o microspecchi, tipicamente realizzati in tecnologia MEMS) vengono utilizzate in moduli proiettori miniaturizzati (cosiddetti picoproiettori), in grado di proiettare a distanza immagini o di generare pattern di luce desiderati.

In abbinamento ad un modulo di cattura di immagini, un modulo proiettore di questo genere consente ad esempio la realizzazione di una foto- o video-camera tridimensionale (3D) per la formazione di immagini tridimensionali.

Le suddette strutture micromeccaniche di specchio includono generalmente un elemento a specchio, realizzato a partire da un corpo di materiale semiconduttore in modo tale da risultare mobile, ad esempio con movimento di inclinazione o rotazione, per indirizzare in maniera desiderata il fascio luminoso incidente; ed un elemento di supporto, anch?esso realizzato a partire da un corpo di materiale semiconduttore, accoppiato all?elemento a specchio, avente funzioni di supporto e manipolazione (?handling?). Nell?elemento di supporto viene realizzata una cavit?, al di sotto ed in corrispondenza dell?elemento a specchio, in modo tale da consentirne la libert? di movimento per la sua inclinazione o rotazione.

Picoproiettori di tipo noto utilizzano microspecchi in grado di ruotare intorno a due assi, allo scopo di eseguire un movimento di scansione di un'area bidimensionale. In particolare, in alcune soluzioni, i sistemi a microspecchio comprendono una coppia di microspecchi comandati in modo da ruotare intorno a due assi di rotazione fra loro perpendicolari.

Inoltre, con l'introduzione della tecnologia di rilevamento in profondit?, l'impiego del rilevamento 3D ? ora ampiamente utilizzato su smartphone e dispositivi portatili in generale. In particolare ci si aspetta che la tecnologia innovi i metodi di sicurezza attraverso riconoscimento facciale.

Uno dei metodi noti per implementare il rilevamento 3D ? basato su un approccio a tempo di volo (ToF, Time-of-Flight). Una tipica architettura ToF include una sorgente di infrarossi (IR) configurata per generare un impulso di luce IR verso un oggetto (fascio emesso). In alcune applicazioni, un fascio riflesso dall'oggetto ? ricevuto da microspecchi che dirigono il fascio riflesso verso un rilevatore. In altre applicazioni, i microspecchi sono disposti a livello del trasmettitore in modo da generare una matrice di punti che incide sul bersaglio, ed il ricevitore riceve gli impulsi di risposta. La profondit? viene calcolata misurando il tempo (ToF diretto) o la sfasatura (ToF indiretto) tra il fascio emesso e quello riflesso. Un altro metodo noto per implementare il rilevamento 3D ? basato su luce strutturata. In questo caso, un pattern noto viene proiettato su un oggetto; il pattern cos? proiettato viene distorto dall'oggetto e un'analisi della distorsione del pattern di luce pu? essere utilizzata per calcolare un valore di profondit? e conseguire una ricostruzione geometrica della forma dell'oggetto.

Ad esempio, la figura 1 mostra schematicamente un sistema (genericamente applicabile ad un proiettore o ad un sistema di rilevamento 3D) in cui una sorgente luminosa 1, tipicamente una sorgente LASER, genera un fascio di luce 2 che, attraverso un'ottica 3, viene deflesso da una coppia di microspecchi 5, 6. Il primo microspecchio 5 pu? essere ad esempio un microspecchio orizzontale, ruotante intorno ad un primo asse A e generante una scansione orizzontale, e il secondo microspecchio 6 pu? essere ad esempio un microspecchio verticale, ruotante intorno ad un secondo asse B trasversale, in particolare perpendicolare, al primo asse A, e generante una scansione verticale. La combinazione dei movimenti dei due microspecchi 5, 6 fa s? che il fascio di luce 2 compia un movimento di scansione bidimensionale completo e, una volta proiettato su uno schermo di proiezione 7, generi un'immagine bidimensionale su questo. Un tale sistema ? descritto ad esempio in WO 2010/067354.

Forme di realizzazione di tipo noto prevedono che i microspecchi 5, 6 vengano montati manualmente in un apparecchio elettronico di destinazione, gi? fissati ciascuno ad un rispettivo supporto, a formare due rispettivi gruppi specchio.

Durante il montaggio, un operatore preleva due gruppi specchio, uno relativo ad un microspecchio orizzontale e l'altro relativo ad un microspecchio verticale e posiziona i due gruppi fino a portarli nella condizione di allineamento desiderata (es., un fascio di luce collimata pu? essere usato per ottenere l?allineamento desiderato). In seguito, l'operatore applica una colla polimerizzabile tramite raggi ultravioletti e i due gruppi specchio vengono fissati in posizione operativa.

Tale tipo di assemblaggio ? lento, difficile e sensibilmente soggetto ad errori. Ne consegue che, con questo metodo, la produttivit? e la resa di pezzi correttamente montanti non sono ottimali.

Altre forme di realizzazione, ad esempio quella descritta in EP3206071, prevedono che i due microspecchi, orizzontale e verticale, vengano assemblati su uno stesso telaio metallico e connessi elettricamente tramite filo ad un rispettivo elemento di connessione elettrica (circuito stampato flessibile) gi? fissato al telaio. Quindi il telaio viene ripiegato in modo da disporre i due microspecchi con la disposizione angolare reciproca desiderata. La fase di piegatura pu? essere eseguita in modo automatico, senza intervento umano, utilizzando una pressa di formatura simile a quelle utilizzate nell'industria elettronica dei semiconduttori per sagomare conduttori di connessione nei packages dei circuiti integrati standard. Il telaio pu? essere portato da un nastro, insieme ad una pluralit? di simili telai, e i singoli telai possono essere separati dopo una fase di piegatura unica.

Vi ? pertanto l'esigenza nella tecnica di una soluzione tecnica che superi i problemi di cui sopra senza avere un impatto sulle prestazioni.

L'intento della presente invenzione ? di fornire un modulo elettronico includente due riflettori, in particolare micro-specchi MEMS, e un sistema includente il modulo elettronico, che superino gli inconvenienti della tecnica nota.

Secondo la presente invenzione, sono forniti un modulo elettronico e un sistema includente il modulo elettronico, come definiti nelle rivendicazioni allegate.

Per una migliore comprensione della presente invenzione, le sue forme di realizzazione preferite sono ora descritte puramente a titolo di esempio non limitativo e in riferimento ai disegni allegati, in cui:

- la figura 1 ? una vista schematica prospettica di un sistema elettronico utilizzabile come picoproiettore o per applicazioni di 3D sensing, secondo una forma di realizzazione di tipo noto;

- la figura 2A illustra, in vista in sezione, un modulo includente un elemento di supporto che porta due schede elettroniche di tipo rigido-flessibile, su cui sono montati rispettivi riflettori, in particolare microspecchi, e relativi connettori elettrici, secondo un aspetto della presente invenzione;

- la figura 2B illustra, in vista in sezione, l?elemento di supporto di figura 2A;

- la figura 2C illustra, in vista prospettica, le due schede elettroniche, su cui sono montati rispettivi riflettori, del modulo di figura 2A;

- la figura 3 illustra, in vista in sezione schematica, il modulo di figura 2A in una condizione di utilizzo;

- la figura 4 illustra, schematicamente e in vista in sezione, una scheda di tipo rigido-flessibile atta ad essere utilizzata per il montaggio di un riflettore, in particolare un microspecchio, e di un relativo connettore, secondo un aspetto della presente invenzione; e

- la figura 5 illustra schematicamente, mediante blocchi funzionali, un sistema che integra o utilizza il modulo di figura 2A.

La figura 2A mostra, in vista in sezione in un sistema di riferimento triassiale di assi X, Y, Z ortogonali tra loro, un modulo 30 destinato ad essere montato in un apparecchio elettronico, non mostrato.

La figura 2B mostra, nella stessa vista in sezione e sistema di riferimento di figura 2A, un telaio 31 del modulo 30.

La figura 2C ? una vista prospettica, nel sistema di riferimento delle figure 2A e 2B, schede elettroniche rigidoflessibili (con estremit? ?spezzate?, per maggior chiarezza di rappresentazione) atte ad essere accoppiate al telaio 31 per realizzare il modulo 30.

Con riferimento congiunto alle figure 2A-2C, il telaio 31 ? di tipo monolitico ed include una prima porzione di supporto 32 atta ad alloggiare una prima piastrina (?die?) 35, e una seconda porzione di supporto 33 atta ad alloggiare una seconda piastrina 36. La prima porzione di supporto 32 ? parallela alla, e si estende ad una distanza dG dalla, seconda porzione di supporto 33.

Risulta evidente che, in rispettive forme di realizzazione, il telaio 31 pu? essere un singolo pezzo oppure pu? essere formato di diversi elementi uniti (ad esempio saldati) tra loro.

La prima porzione di supporto 32 ? unita alla seconda porzione di supporto 33 in corrispondenza di due regioni di connessione 39?, 39? dotate di rispettive porzioni curve, o piegate, che congiungono tra loro la prima e la seconda porzione di supporto 32, 33. In questo modo, tra la prima e la seconda porzione di supporto 32, 33 ? presente uno spazio (?gap?) 31a che pu? essere vuoto (ovvero in cui ? presente aria o altro gas) oppure riempito di materiale opportuno, in funzione dell?applicazione specifica a cui il modulo 30 ? destinato.

Il telaio 31 pu? essere realizzato di materiale metallico, es. alluminio anodizzato, oppure in materiale plastico o altro materiale ancora quale ad esempio materiale ceramico o vetro, o altri materiali ancora scelti secondo necessit?.

La prima piastrina 35, ad esempio fabbricata mediante tecniche di microfabbricazione dei semiconduttori, integra un primo riflettore 10, in particolare un riflettore prodotto in tecnologia MEMS (anche noto come micro-specchio). La seconda piastrina 36, in particolare fabbricata mediante tecniche di microfabbricazione dei semiconduttori, integra un secondo riflettore 20, in particolare un riflettore prodotto in tecnologia MEMS (micro-specchio). Il primo ed il secondo riflettore 10, 20 sono configurati per essere accoppiati ad un sistema di attivazione o comando (comune o dedicato per ciascun riflettore) che, quando azionato, fa oscillare il rispettivo riflettore MEMS attorno a una posizione di riposo. I micro-specchi di questo tipo sono, per esempio, descritti nel brevetto US n. 9.843.779 e nella domanda di brevetto US n. 2018/0180873. ? comunque possibile utilizzare altri tipi di riflettori o micro-specchi, come evidente all?esperto della tecnica. In particolare, la presente invenzione non ? limitata ad una specifica tecnologia di attuazione del riflettore (piezoelettrica, elettrostatica, ecc.).

Il primo riflettore 10 ? configurato per oscillare attorno ad un primo asse di oscillazione mentre il secondo riflettore 20 ? configurato per oscillare attorno ad un rispettivo secondo asse di oscillazione trasversale (in particolare ortogonale) al primo asse di oscillazione.

Alternativamente, in una ulteriore forma di realizzazione, uno tra o entrambi il primo e secondo riflettore 10, 20 pu? essere progettato e configurato per oscillare lungo entrambi gli assi di oscillazione.

Alternativamente, in una ulteriore forma di realizzazione, uno tra il primo ed il secondo riflettore 10, 20 pu? essere di tipo fisso (ovvero non oscilla).

Il telaio 31 porta due strutture di connessione elettrica 37, 38, una per ogni piastrina 35, 36, realizzate ad esempio come circuiti stampati flessibili e, pi? in particolare, come circuiti stampati rigido-flessibili di tipo noto, in cui sono formate (in particolare, annegate) linee di connessione elettrica (non illustrate in dettaglio). Le strutture di connessione elettrica 37, 38, ed in particolare le linee di connessione elettrica di ciascuna di esse, sono elettricamente collegate alle piastrine 35, 36, es. tramite fili (?wire bonding?). La struttura di connessione elettrica 37 ? accoppiata (es., incollata) ad una superficie 32a della prima porzione di supporto 32; la struttura di connessione elettrica 38 ? accoppiata (es., incollata) ad una superficie 33a della seconda porzione di supporto 33.

Risulta evidente che, se uno tra il primo ed il secondo riflettore 10, 20 ? di tipo fisso, le linee di connessione elettrica della rispettiva struttura di connessione elettrica 37 o 38 possono essere omesse oppure, se presenti, non utilizzate.

La prima porzione di supporto 32 include un alloggiamento 50, configurato per alloggiare la prima piastrina 35, e la seconda porzione di supporto 33 include un alloggiamento 52, configurato per alloggiare la seconda piastrina 36. L?alloggiamento 50 e l?alloggiamento 52 sono delle aperture passanti nella rispettiva porzione di supporto 32, 33, e hanno forma e dimensioni tali per cui la rispettiva prima e seconda piastrina 35, 36 si inseriscono all?interno del rispettivo alloggiamento 50, 51 in modo stabile ed i rispettivi riflettori 10, 20 siano affacciati verso il gap 31? e, quindi, verso la porzione di supporto 32, 33 opposta. In altre parole, il primo riflettore 10, portato dalla piastrina 35 inserita nell?alloggiamento 50 ricavato nella prima porzione di supporto 32, ? affacciato verso la seconda porzione di supporto 33; analogamente, il secondo riflettore 20, portato dalla piastrina 36 inserita nell?alloggiamento 51 ricavato nella seconda porzione di supporto 33, ? affacciato verso la prima porzione di supporto 32.

La seconda porzione di supporto 33 presenta inoltre un foro passante 54, configurato per consentire il passaggio di una radiazione luminosa, o fascio, entrante, ad esempio generato da una sorgente del tipo illustrato in figura 1 con il numero di riferimento 1 (es., una sorgente LASER). La sorgente luminosa ? atta a generare un fascio che deve essere deflesso, in uso, dai riflettori 10, 20, per essere emesso in uscita dal modulo 30. A tal fine, la prima porzione di supporto 32 presenta inoltre un foro passante 56, configurato per consentire il passaggio di un fascio uscente, ovvero il fascio riflesso dal secondo riflettore 20. Il foro passante 56 pu? essere sostituito da una generica apertura in una differente porzione del modulo 30 (ad esempio eliminando la regione di connessione 39? e lasciando il modulo 30 aperto in corrispondenza della regione 39? mostrata nelle figure).

Il foro passante 54 ha, in questa forma di realizzazione, forma sostanzialmente cilindrica con un asse 54a che forma un angolo ? pari a circa 45? con il piano definito dalla seconda porzione 33 (in particolare con la superficie 33a della seconda porzione 33). Il valore dell'angolo ? pu? comunque variare ed essere scelto nell'intervallo da 25? a 65? (in cui ?=0?significa che l?asse 54a del foro 54 ? parallelo alla superficie 33a della seconda porzione di supporto 33 e ?=90? significa che l?asse 54a del foro 54 ? ortogonale alla superficie 33a della seconda porzione di supporto 33). Tuttavia, ? possibile variare l?angolo ? rispetto ai valori sopra menzionati, ad esempio raggiungendo il valore di 90?, a patto che il fascio entrante possa impattare sul primo riflettore 10 senza essere deviato dalle, o senza interferire in modo significativo con le, pareti interne del foro 54.

Il foro passante 54 pu? avere, alternativamente alla forma cilindrica, forma a cono o altra forma ancora scelta secondo necessit?, in particolare per limitare riflessioni multiple al suo interno.

Il foro 54 e il foro 56 possono essere internamente rivestiti mediante un materiale non riflettente, di tipo di per s? noto (es., nella categoria degli ARC ? ?Anti Reflective Coating?).

Inoltre, si nota che gli alloggiamenti 50, 51 e, conseguentemente, i riflettori 10, 20, sono tra loro verticalmente sfalsati, ovvero sfalsati rispetto all?asse Z ortogonale alle superfici 32a e 33a. In questo modo, come illustrato schematicamente in figura 3, superfici riflettenti dei riflettori 10, 20 non sono direttamente affacciate l?una all?altra (cio? non sono allineate lungo uno stesso asse parallelo all?asse Z), ma sono disposte in posizione tale per cui il primo riflettore 10 possa ricevere un fascio entrante B1 attraverso il foro 54 (con un certo angolo di ricezione, ad esempio 45?) e possa deflettere il fascio B1 verso il secondo riflettore 20 (fascio riflesso B2); a sua volta, il secondo riflettore 20 pu? deflettere il fascio B2 ricevuto verso il foro 56 di uscita dal modulo 30, generando il fascio B3a o B3b. Come illustrato in figura 3, il secondo riflettore 20 ? in questo caso di tipo oscillante, e, oscillando, pu? variare l?angolazione con cui il fascio ? indirizzato verso il foro 56 di uscita, generando cos? fasci B3a, B3b aventi una angolazione o direzione desiderata.

La figura 3 illustra inoltre un generatore 91 del fascio B1 (es., un LASER o altra sorgente ottica di una radiazione o fascio luminoso), ed un rilevatore 94 della radiazione o fascio emesso B3a-B3b. La tipologia del rilevatore 94 varia in funzione dell?applicazione specifica e pu? non essere presente nel caso di rilevazione 3D di oggetti.

Come anticipato, tra le porzioni di supporto 32, 33 ? presente un gap 31a. Le porzioni di supporto 32, 33 possono essere tra loro accoppiate in modo tale per cui il gap 31a sia chiuso rispetto all?ambiente esterno (cosicch? il gap 31a possa essere riempito mediante un fluido, liquido o gassoso, oppure essere posto sotto vuoto, per migliorare il controllo dinamico dei due specchi e aumentare l?affidabilit? in vita del sistema, grazie all?eliminazione dell?aria a contatto con gli specchi); oppure le porzioni di supporto 32, 33 possono essere tra loro accoppiate in modo tale per cui il gap 31a sia in collegamento fluidico con l?esterno (cos? da poter ricevere un fluido (liquido o gassoso) presente nell?ambiente esterno, ad esempio per eseguire una analisi di tale fluido analizzando l?interazione di esso con il fascio riflesso dai riflettori 10, 20.

Alternativamente, il gap 31a pu? essere riempito mediante materiale solido, trasparente per il fascio ricevuto in ingresso al, e trasmesso in uscita dal, modulo 30, quale ad esempio resine plastiche o gel.

Le porzioni di supporto 32, 33 del telaio 31 hanno forma genericamente poligonale (in vista in pianta sul piano XY); negli esempi illustrati nelle figure, le porzioni di supporto 32, 33 hanno forma rettangolare.

Nella forma di realizzazione mostrata, la regione di connessione 39? comprende due bracci o elementi di connessione 60?, 61? aventi una rispettiva prima estremit? raccordata rispettivamente alla prima e seconda porzione di supporto 32, 33, e rispettive seconde estremit? raccordate tra loro e ad una porzione 64. In tal modo, ciascun braccio di connessione 60?, 61? forma una zona di piegatura che unisce la prima e la seconda porzione di supporto 32, 33 alla porzione 64.

Inoltre, anche la regione di connessione 39? comprende due bracci o elementi di connessione 60?, 61? aventi una rispettiva prima estremit? raccordata rispettivamente alla prima e seconda porzione di supporto 32, 33 (su lati della stessa opposti rispetto ai bracci di connessione 60?, 61?), e rispettive seconde estremit? raccordate tra loro. In tal modo, ciascun braccio di connessione 60?, 61? forma una ulteriore zona di piegatura che unisce tra loro la prima e la seconda porzione di supporto 32, 33.

Come si nota dalla figura 2A, le strutture di connessione elettrica 37, 38 si estendono, in corrispondenza facce opposte del modulo 30, sulle porzioni di supporto 32, 33, lungo i bracci di connessione 60?, 61?, e sulla porzione 64. In particolare, la porzione 64 ? destinata ad ospitare connettori 68, 69 atti a formare una interfaccia di connessione tra il modulo 30 ed un sistema in cui il modulo 30 ? destinato ad essere inserito o con cui il modulo 30 ? destinato ad essere utilizzato. Ciascun connettore 68, 69 ? elettricamente collegato al rispettivo riflettore 10, 20 mediante le rispettive linee di connessione elettrica integrate o presenti nelle strutture di connessione elettrica 37, 38, in particolare per comandare il rispettivo riflettore 10, 20 in oscillazione durante l?uso. La tipologia, la forma e le caratteristiche tecniche di tali connettori 68, 69 non sono oggetto della presente invenzione e pertanto essi non vengono ulteriormente descritti.

Si nota che la realizzazione del telaio 31, includente la prima e la seconda porzione di supporto 32, 33, i bracci di connessione 60, 61 e la porzione 64, pu? essere eseguita secondo qualsiasi tecnologia disponibile.

Ad esempio, il telaio 31 pu? essere realizzato saldando o incollando o fissando in altro modo tra loro la prima e la seconda porzione di supporto 32, 33, i bracci di connessione 60, 61 e la porzione 64 (ciascuno di questi elementi essendo realizzato secondo qualsiasi tecnologia disponibile, es. stampa 3D, ?molding?, presso-fusione, ecc.).

Alternativamente, il telaio 31 pu? essere realizzato formando di pezzo la prima e la seconda porzione di supporto 32, 33, i bracci di connessione 60, 61 e la porzione 64, ad esempio mediante processi di presso-fusione di materiale metallico.

Alternativamente, il telaio 31 pu? essere realizzato tramite processi noti di ?machining?, partendo dal pieno e modellandolo opportunamente mediante progressiva rimozione di materiale, fino ad ottenere la forma finale desiderata.

Alternativamente, il telaio 31 pu? essere realizzato formando di pezzo la prima e la seconda porzione di supporto 32, 33, i bracci di connessione 60, 61 e la porzione 64, ad esempio mediante processi di ?molding? di materiale plastico o polimerico.

Alternativamente, il telaio 31 pu? essere realizzato formando di pezzo la prima e la seconda porzione di supporto 32, 33, i bracci di connessione 60, 61 e la porzione 64, utilizzando la stampa 3D. Si nota che le tecnologie di stampa 3D attualmente disponibili consentono di fabbricare sia il telaio 31 che le connessioni elettriche atte a collegare i riflettori 10, 20 ai connettori 68, 69, stampando rispettivi materiali. Pertanto, in questo caso non ? necessario utilizzare un circuito stampato flessibile o rigidoflessibile che presenti connessioni o fili elettrici atti a collegare le piastrine 35, 36 ai connettori 68, 69.

Con riferimento alla figura 2B, lungo uno o pi? tra la prima e la seconda porzione di supporto 32, 33, i bracci di connessione 60, 61 e la porzione 64 sono opzionalmente presenti elementi di allineamento 70, qui illustrati in forma di piccoli pilastri (?pillars?) o ?pins? che protrudono dal telaio 31; ciascuna struttura di connessione elettrica 37, 38 presenta fori di allineamento (non illustrati), configurati per accoppiarsi a rispettivi elementi di allineamento 70. Questo facilita le fasi di accoppiamento tra le strutture di connessione elettrica 37, 38 e il telaio 31, in particolare l?allineamento tra le piastrine 35, 36 e gli alloggiamenti 50, 51.

La figura 4 illustra schematicamente la struttura di connessione elettrica 37, che porta la prima piastrina 35. La struttura di connessione elettrica 37 ha una prima ed una seconda faccia 37a, 37b opposte tra loro. La struttura di connessione elettrica 37 ? ad esempio una scheda rigidaflessibile di tipo FCCL (?Flex Copper Clad Laminate?), a 4 strati (anche nota come 4L), ovvero presentante 4 strati metallici utilizzabili per le connessioni elettriche precedentemente discusse. Alternativamente, ? anche possibile utilizzare una scheda rigida-flessibile di tipo FCCL a doppio strato metallico (2L), secondo necessit?. Risulta evidente che questi sono solo due possibili esempi non limitativi, e altri tipo di schede o substrati flessibili o rigido-flessibili possono essere utilizzati.

Con riferimento alla figura 4, la struttura di connessione elettrica 37 illustrata ? di tipo rigidoflessibile, ovvero comprende una porzione rigida 37? avente rigidit? maggiore rispetto ad una porzione flessibile 37? che ? contigua alla e si estende come estensione della regione rigida 37?. Dopo aver disposto la struttura di connessione elettrica 37, si procede ad una fase di formazione (es., tramite incollaggio) di un elemento 80 in corrispondenza di una porzione di estremit? della porzione flessibile 37?, sulla faccia 37b. L?elemento 80 ? ad esempio di metallo, ad esempio rame o alluminio, o altri materiali quali BT/FR4 o materiali plastici, con spessore tra i 200 ed i 300 micrometri, ed ha la funzione di aumentare localmente la rigidezza della porzione flessibile 37? per favorirne il maneggiamento. Questa fase pu? essere omessa nel caso in cui non si riscontrino difficolt? di maneggiamento.

Quindi, il connettore 68 viene accoppiato (es., saldato, incollato, o fissato in altro modo) alla faccia 37a della struttura di connessione elettrica 37, in corrispondenza della porzione flessibile 37? ed in particolare in corrispondenza dell?elemento 80 (come detto, sulla faccia 37a opposta alla faccia 37b che alloggia l?elemento 80).

Quindi, la piastrina 35 viene accoppiata (es., incollata o fissata in altro modo) alla porzione rigida 37?, in corrispondenza della faccia 37b. Fili di connessione elettrica 82 vengono formati per collegare piazzole di comando della piastrina 35 alle connessioni elettriche presenti sulla struttura di connessione elettrica 37, per realizzare il collegamento elettrico necessario al comando del riflettore 10. I fili di connessione elettrica 82 vengono coperti mediante un materiale di protezione 84, ad esempio resine a base epossidica o siliconica. La faccia 37b della struttura di connessione elettrica 37 ? quella che viene disposta direttamente affacciata alla prima porzione di supporto 32.

Analoghe operazioni, non descritte in dettaglio in quanto di per s? evidenti, vengono eseguite sulla struttura di connessione elettrica 38, per l?accoppiamento del connettore 69 e della piastrina 36 struttura di connessione elettrica 38.

Secondo una forma di realizzazione, il foro di ingresso 54 e/o quello di uscita 56 possono, opzionalmente, includere una rispettiva lente, attraverso la quale passa il fascio entrante al o, rispettivamente, uscente da modulo 30. Tale lente, per esempio, ha la funzione di collimare il fascio entrante nel caso del foro 54; e di correggere la divergenza, portando verso la collimazione o aumentando la divergenza del fascio uscente in accordo con le diverse applicazioni, nel caso del foro di uscita 56.

Il modulo 30 descritto secondo la presente invenzione pu? essere utilizzato in un dispositivo/fotocamera a tempo di volo per eseguire il rilevamento 3D, per esempio per applicazioni su smartphone, quale il riconoscimento facciale. In questo contesto, flash di luce corti diretti o sinusoidali vengono generati da un emettitore verso il foro di ingresso 54; il fascio entrante nel modulo 30 viene riflesso opportunamente dai riflettori 10, 20 e viene emesso in uscita attraverso il foro 56; tale fascio emesso colpisce un oggetto, e viene riflesso indietro, entrando nuovamente nel modulo 30 attraverso il foro 56 e facendo il percorso di riflessione contrario viene fatto uscire attraverso il foro 54 (fascio ricevuto). Questo esempio non trova applicazione laddove il ricevitore sia separato dal trasmettitore. Il fascio ricevuto viene quindi catturato da un rilevatore per essere analizzato. Il tempo di corsa del fascio dall'emettitore all'oggetto e indietro al rilevatore ? calcolato da mezzi di elaborazione (per esempio, un processore, o un'unit? di elaborazione). Le coordinate misurate sono quindi utilizzate per generare un'immagine 3D dell'oggetto, in modo noto e non parte della presente invenzione.

Il modulo 30 pu? anche essere utilizzato nel contesto di applicazioni a luce strutturata per il rilevamento 3D. In questo caso, il rilevatore ? preferibilmente un sensore CMOS formato da una matrice di pixel, atto a rilevare un'immagine dal fascio in ingresso. Algoritmi di elaborazione, noti nella tecnica, possono essere utilizzati per acquisire informazioni dall'immagine rilevata per eseguire il rilevamento 3D, quale il riconoscimento facciale.

Altre possibili applicazioni includono l?utilizzo del modulo 30 in sistemi o dispositivi LIDAR, ad esempio utilizzabili in applicazioni di guida autonoma di veicoli.

Altre applicazioni ancora includono l?utilizzo del modulo 30 in sistemi o applicazioni per la proiezione di immagini (es., picoproiettore).

La figura 5 mostra schematicamente un sistema 90, in particolare un dispositivo di scansione 3D o uno scanner 3D, che include almeno un modulo 30, accoppiato operativamente ad una unit? di elaborazione 92 che ? configurata per eseguire rilevamento 3D basato su un approccio a luce strutturata, un approccio a tempo di volo o simili. Per esempio, in caso di approccio a tempo di volo, l'unit? di elaborazione 92 ? configurata per calcolare un tempo di corsa tra un primo istante temporale, corrispondente alla generazione di una prima radiazione dall'emettitore, e un secondo istante temporale, corrispondente al rilevamento di una seconda radiazione ricevuta dal rilevatore 22 (ovvero, il tempo di corsa del fascio dall'emettitore12 all'oggetto e indietro al rilevatore). Indipendentemente dall'approccio utilizzato, un'immagine 3D dell'oggetto pu? essere ricostruita dall'unit? di elaborazione 92, in un modo di per s? noto.

Da un esame delle caratteristiche dell'invenzione fornite secondo la presente descrizione, i vantaggi che consegue sono evidenti.

Integrando tutti i componenti in un modulo a livello di struttura incapsulante, i volumi della soluzione sono ridotti e ottimizzati.

Inoltre, il modulo 30 pu? essere fornito, per il montaggio in apparecchi o sistemi elettronici, gi? completo dei due microspecchi disposti nella posizione angolare e spaziale reciproca desiderata. In questo modo, il montaggio pu? essere eseguito in modo automatico da macchine di pickand-place, riducendo i costi di assemblaggio e i rischi di erroneo posizionamento, e quindi aumentando la resa.

L'assemblaggio negli apparecchi elettronici dei gruppi specchio tramite macchine automatiche, senza intervento umano, riduce i costi e aumenta la produttivit?.

Infine, ? chiaro che ? possibile apportare modifiche e variazioni a quanto ? stato descritto e illustrato qui, senza con ci? scostarsi dalla sfera di protezione della presente invenzione, come definita nelle rivendicazioni allegate.

Claims (22)

RIVENDICAZIONI

1. Modulo elettronico (30) comprendente:

una prima piastrina (35) di materiale semiconduttore includente un primo riflettore (10);

una seconda piastrina (36) di materiale semiconduttore includente un secondo riflettore (20); e

un telaio (31) includente una prima ed una seconda porzione di supporto (32, 33) parallele tra loro,

in cui la prima e la seconda piastrina (35, 36) sono portate rispettivamente dalla prima e dalla seconda porzione di supporto (32, 33) e sono rispettivamente disposte in modo tale per cui il primo riflettore (10) ? affacciato verso la seconda porzione di supporto ed il secondo riflettore (20) ? affacciato verso la prima porzione di supporto (32).

2. Modulo elettronico secondo la rivendicazione 1, in cui il primo ed il secondo riflettore (10, 20) sono tra loro sfalsati.

3. Modulo elettronico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima e la seconda porzione di supporto sono disposte ad una distanza reciproca (dG) cos? da definire uno spazio (?gap?) (31a) interno al telaio (31).

4. Modulo elettronico secondo la rivendicazione 3, in cui la prima porzione di supporto (32) comprende una prima cavit? (50) atta ad alloggiare almeno in parte la prima piastrina (35) in modo tale per cui il primo riflettore sia affacciato verso lo spazio (31a), e una prima apertura (56) passante attraverso la prima porzione di supporto (32) lateralmente alla prima cavit? (50);

e in cui la seconda porzione di supporto (33) comprende una seconda cavit? (51) atta ad alloggiare almeno in parte la seconda piastrina (36) in modo tale per cui il secondo riflettore sia affacciato verso lo spazio (31a), e una seconda apertura (54) passante attraverso la seconda porzione di supporto (33) lateralmente alla seconda cavit?.

5. Modulo elettronico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima porzione di supporto (32) comprende inoltre una prima apertura (56) passante disposta lateralmente alla prima cavit? (50);

e in cui la seconda porzione di supporto (33) comprende inoltre una seconda apertura (54) passante disposta lateralmente alla seconda cavit?.

6. Modulo elettronico secondo la rivendicazione 5, in cui detti primo riflettore (10), secondo riflettore (20), prima apertura (56) e seconda apertura (54) sono reciprocamente disposti in modo tale per cui, in uso, una radiazione o fascio segua il seguente percorso:

i. entri nello spazio (31a) attraverso una tra la prima e la seconda apertura (56, 54),

ii. colpisca rispettivamente il primo o il secondo riflettore (10, 20),

iii. sia deflessa verso l?altro tra il primo o il secondo riflettore (10, 20), e

iv. esca dallo spazio (31a) attraverso l?altra tra la prima e la seconda apertura (56, 54).

7. Modulo elettronico secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui almeno una tra la prima e la seconda apertura (56, 54) ha pareti interne rivestite di materiale antiriflettente e/o conformate in modo da limitare riflessioni multiple al suo interno.

8. Modulo elettronico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il telaio (31) ? monolitico.

9. Modulo elettronico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima e la seconda porzione di supporto (32, 33) sono reciprocamente unite da una prima porzione di connessione (39?) avente una zona di piegatura (60?, 61?) che congiunge la prima e la seconda porzione di supporto (32, 33) ad una porzione di connessione (64) comune.

10. Modulo elettronico secondo la rivendicazione 9, in cui la prima e la seconda porzione di supporto (32, 33) sono inoltre reciprocamente unite da una seconda porzione di connessione (39?) avente una rispettiva zona di piegatura (60?, 61?) che congiunge la prima e la seconda porzione di supporto (32, 33) tra loro,

in cui la prima e la seconda porzione di supporto hanno forma rettangolare e la prima e la seconda porzione di connessione (39?, 39?) si estendono in corrispondenza di lati opposti della prima e della seconda porzione di supporto.

11. Modulo elettronico secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui la prima e la seconda porzione di connessione (39?, 39?) sono non complanari alla prima e alla seconda porzione di supporto (32, 33).

12. Modulo elettronico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima e la seconda porzione di supporto (32, 33) portano ciascuna un rispettivo primo e secondo elemento di connessione elettrica (37, 38), la prima piastrina essendo accoppiata al primo elemento di connessione elettrica e la seconda piastrina essendo accoppiata al secondo elemento di connessione elettrica.

13. Modulo elettronico secondo la rivendicazione 12, in cui il primo elemento di connessione elettrica (37) ? una scheda (?board?) di tipo rigido-flessibile, la prima piastrina essendo accoppiata alla porzione rigida del primo elemento di connessione elettrica (37); e in cui il secondo elemento di connessione elettrica (38) ? una scheda di tipo rigido-flessibile, la seconda piastrina essendo accoppiata alla porzione rigida del secondo elemento di connessione elettrica (38).

14. Modulo elettronico secondo la rivendicazione 12 o 13, in cui il primo elemento di connessione elettrica (37) porta inoltre un primo connettore elettrico (68) in corrispondenza della porzione flessibile, e il secondo elemento di connessione elettrica (38) porta inoltre un secondo connettore elettrico (69) in corrispondenza della porzione flessibile.

15. Modulo elettronico secondo le rivendicazioni 9 e 14, in cui la porzione flessibile che porta il primo connettore (68) si estende in corrispondenza di un primo lato della porzione di connessione (64), e la porzione flessibile che porta il secondo connettore (69) si estende in corrispondenza di un secondo lato, opposto al primo lato, della porzione di connessione (64).

16. Modulo elettronico secondo la rivendicazione 12, in cui il primo elemento di connessione elettrica (37) include una pista conduttiva stampata sulla prima porzione di supporto (32), e il secondo elemento di connessione elettrica (38) include una pista conduttiva stampata sulla seconda porzione di supporto (32).

17. Modulo elettronico secondo le rivendicazioni 9 e 16, in cui la porzione di connessione (64) porta un primo ed un secondo connettore elettrico (68, 69), detta pista conduttiva sulla prima porzione di supporto essendo elettricamente collegata al primo connettore elettrico e detta pista conduttiva sulla seconda porzione di supporto essendo elettricamente collegata al secondo connettore (69).

18. Modulo elettronico secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il primo ed il secondo riflettore (10, 20) sono riflettori a micro-specchio, e almeno uno tra il primo ed il secondo riflettore (10, 20) ? configurato per oscillare attorno ad una posizione di riposo.

19. Modulo elettronico secondo la rivendicazione 3, o secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4-18 quando dipendenti dalla rivendicazione 3, in cui la prima e la seconda porzione di supporto sono tra loro accoppiate in modo ermetico, cosicch? detto spazio (?gap?) (31a) sia fluidicamente isolato rispetto ad un ambiente esterno al modulo elettronico, e in cui lo spazio (31a) ? riempito mediante un fluido liquido o gassoso.

20. Sistema (90) includente:

- un modulo elettronico (2; 40; 50; 60) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 19;

- un generatore di una prima radiazione luminosa o fascio (B1), disposto e configurato per alimentare detta prima radiazione luminosa o fascio (B1) verso il primo riflettore (10);

- un rilevatore configurato per ricevere una seconda radiazione luminosa o fascio riflessa dal secondo riflettore (20) e generare un segnale trasdotto;

- un'unit? di elaborazione (92), operativamente accoppiata al rilevatore, configurata per eseguire una elaborazione del segnale trasdotto.

21. Sistema secondo la rivendicazione 20, in cui detto sistema ? uno tra: un picoproiettore, un sistema di rilevazione 3D, un sistema LIDAR.

22. Sistema secondo la rivendicazione 21, in cui quando il sistema ? un sistema di rilevazione 3D, detta elaborazione comprende eseguire un rilevamento 3D di un oggetto o un soggetto attraverso un approccio a luce strutturata e/o un approccio a tempo di volo.