2009年05月29日

有機ELレジンアイの製作

 前から有機ELパネルを使ってドールアイを作ってみたかったのですが、丁度良いデバイスがなかったので諦めてました。が、携帯電話向けで小型有機ELパネルが出てくれたお陰で、やっと使える大きさのものが出てきましたので、レジンアイベースで早速作成。
回路図
b663.bmpb672.jpg
 まだ今回使用したパネルではピッチが荒いとか、電源が+15V必要とかあったりしますが、TFT液晶パネルより遥かに小型なので、1/3ドールヘッドに制御マイコンと電源を合わせて全て収まります。回路を構成する部品を表面実装用の小型部品を使いまくって4層基板を起こせばもっと小型化できますので、Zigbee無線モジュールも組み込めば遠隔操作でPCからアイパターンを変えたりする技も可能ですが、今回は割愛。
 このレジンアイの特徴は、なんと言ってもSDカードにアイパターンデータを入れておくことで、簡単にアイの色や形を変えたりすることができることです。あとは、マイコンで画像回転をかけることで視線を変えたりもできたりすることも可能です。一応前回例示したように動画も出せるので、攻殻機動隊ごっことかもできるかもw
 他の使い方としては三軸加速度センサーなどと組み合わせて、傾けたりするとアイが動くとか、虹彩が変わるというのもありますね。ここらへんは今までもメカでやっていたものはありますが、こういうデバイスを使うことで電子的なアプローチも開けるとは思います。

 制御用のマイコン基板はとにかく小さくする必要があったのですが、変換基板を使った関係上、これが限界です(;_;) 0.8mmピッチまでは直接配線ができるけど(有機ELのTABは0.7mmピッチぐらい)、0.5mmはちょっと自分には無理ヽ(´ー`)ノ MLFパッケージを直接実装できるChaNさんぐらいの実力は羨まし。まぁ、あの実物みたらとても自分には無理だと思いますけどねw
ユニット構成
b667.jpgb668.jpgb669.jpg
制御マイコンボードのサイズ
b670.jpg
有機ELアイユニットのサイズ
b671.jpg

 CPUはAVR32でQFP64ピンのAT32UC3B0128です。発振子は12.288MHzのみ。スタンバイ動作は内蔵RC発振器を使います。と言っても、ここは未設計ですがw サイズは主基板が33mm×33mm×9mmです。昇圧基板が28mm×24mm×15mm。まぁ昇圧基板は、もっと性能の良いDC-DCコンのICを入手できれば小さくする余地があるので別基板にしてます。NJM2360だと発振周波数を上げられない関係上、インダクタクタンスを十分に上げないと駄目というのが問題。秋葉原でもっといいの手に入らないかな・・・
 ホントはADCかコンパレータでバッテリ残量見ようと思ったけど、TL431とかを実装する場所無くなったんでやめました。PCBを起こせば、半分ぐらいのサイズにはできそうですけどねー。パッケージも一回り小さい表面実装品を全部使えますし。
 AVR32ですが、酷い配線でもPLLとか使う割には結構すんなり動きます。CPUコアには1.8Vがいるのですが、AVR32 UC3は3.3V->1.8Vレギュレータの機能もあるので、CPUしか1.8V系デバイスがなければ、特に1.8V用のレギュレータを別途用意する必要はありません。従って、3.3V単一電源で動作できます。ただ、危なっかしいので、なるべく電源系はTaコン使うようにしてますけどね。
  ストレージはMicroSDです。SLC NANDにして、USBで繋ぐという手もありますが、SDの方が扱い楽ですしね。というか大容量のNANDはラージブロックタイプでも論理−物理ブロック変換情報を入れるメモリーが結構必要になるので、UC3Bだと内蔵メモリーが少なくて扱いきれないというのもあったりします。
 アイのパターンはMicroSDカードのルートフォルダに連番のBMPファイルで入れます。一応BMPは16,24,32bitモードに対応。制御ボタンを推す度に番号が+1されて、そのファイルを表示します。RS232Cのラインも出せるようにしていますから、PCと接続して輝度や表示位置の微調整とかもやろうと思えばできます。
DDH-03ヘッド+DD2素体に納めた状態。
カメラ用の3Vリチウム電池で動かします(予定)。

b662.jpg

 取りあえず、ボークスのDDH-03ヘッドに入れてみました。一応入りましたが、OLEDのコネクタで大きいモノ使いすぎましたね。ちょっと結構これがスペース取ってます。まぁ、小さいコネクタに変更すれば電池も余裕で入るかな。いまのところヘッドの上蓋が大きくないと電池が入らないほどキツキツですw
 動作電流は12.288MHz動作m3.0V、明るさ80cd/m2で100mAぐらいです。もうちょっと暗くても使えそうですから、まだ省電力化できますし、CPUもスタンバイに入れればもうちょっと稼げるでしょう。
 OLEDのアイの部分はクリスタルレジンでレジンアイの先端のみを作り、それを耐水ペーパーで磨いて高透明度エポキシ接着剤でOLEDパネルに接着後、クリアーをアイの部分にエアブラシで吹いて艶だししています。ただ、実装後に気がつきましたが、横幅が広いアイホールだとOLEDの端の部分が見えてしまうので、白色のフィルムなどで空き部分をカバーして接着した方がよかった感じです。
 というわけで装着例。全てDDH-03です。DDH-01だとヘッド全体が大きいので、より余裕があります。
b661.jpgb664.jpgb665.jpg
ちょっと写真追加〜
b674.jpgb682.jpgb681.jpg
参考で消灯状態
b666.jpg
ちょっとアイの型に歪みがあったようで、微妙に角度によってはへんな風に見える部分がありますが、ほとんどネタでやってみた企画ですが意外と良い感じ。ただ、パネルのヘッドへの干渉はやっぱりあるので、正方形でより狭額縁のパネルは欲しいところですね。微妙にパネルは浮き気味です。それとコネクタでかすぎました(;´Д`) スペース取りすぎですし、DDの首ジョイントに干渉気味です。もう一度アイユニットは作り直しましょうかね・・・
posted by もろぼし☆らむ at 23:47| Comment(16) | TrackBack(0) | ドール
この記事へのコメント
おおっ、やはり仕込みましたねっ!…いや、
ホントはレイジングハートに仕込むのかと(^^;)
なにはともあれ、完成体のお披露目楽しみにしております〜

ひとりごと:先日、天使の里に行って来ました
Posted by No.144489 at 2009年05月30日 00:29
すげぇ!
今のうちに特許取っておいたほうがいいような気がしまふ。
Posted by たろさ at 2009年05月30日 09:36
目玉をメカ化するなんてもろさんらしいなあ(^_^;
Posted by NISSAN() at 2009年05月30日 09:50
うわわ。すげえというか、絶句。
次回はレーザ組み込んで「目からビィ〜〜ム」


#なんか、寄生虫にに寄生されたカタツムリのグリグリ動画を思い出しちまった..
Posted by きよりん at 2009年05月30日 14:09
144489さん:
>ホントはレイジングハートに仕込むのかと(^^;)
あ、なるほど、そっちでしたか。ただ、あのパネルはレイハに組み込むには大きすぎるかも・・。
1/1ならいけると思うんですけどねー。
呪文動画を流すことぐらいはできると思いますw

>なにはともあれ、完成体のお披露目楽しみにしております〜
ネタ的には成功でしたが、完成にはいろいろ問題が発覚したので道のりは険しそうです・・・

>ひとりごと:先日、天使の里に行って来ました
ふたばで写真を楽しませてもらってますw
里は東京からじゃ遠すぎて・・。白蓮とか欲しいんですけどねー
Posted by もろぼし☆らむ at 2009年05月30日 15:09
たろささん:
>今のうちに特許取っておいたほうがいいような気がしまふ。
たぶん既存技術範囲なので却下されるでしょうw
ただ、アイの部分のレンズの光学設計で、この用途に適した設計方法を出せれば特許化できるでしょうね。
しかし、特許とかいうと、会社の半期に1件ノルマを思い出してしまう・・・(;´Д`)
Posted by もろぼし☆らむ at 2009年05月30日 15:13
NISSAN()さん:
>目玉をメカ化するなんてもろさんらしいなあ(^_^;
これはマルチ製作への第一歩ですw(違うって・・・w
Posted by もろぼし☆らむ at 2009年05月30日 15:15
きよりんさん:
>次回はレーザ組み込んで「目からビィ〜〜ム」
共立のレーザーモジュールは購入済みですw あれはVRいじると10mW以上出るので、マジ危険ですw
ご期待下さいw(ぉ

>#なんか、寄生虫にに寄生されたカタツムリのグリグリ動画を思い出しちまった..
言われてみればw
いまのレンズだと、たぶん屈折率の問題で画素の間のギラツキが強調される感じがあるので、そんな感想も出てしまいますね。あと、端がギラついてるのは、エポキシ接着剤が多すぎて漏れた部分で乱反射してるからです。ここも製作方法を改良しないと駄目ですね。
あとちょっと古い型でレンズを作ったので、歪みが出てしまったのも原因かな。
これを押さえ込むような形状にしないと駄目かなぁ、とか思ってますが・・・
Posted by もろぼし☆らむ at 2009年05月30日 15:23
>ふたばで写真を楽しませてもらってますw
いやはや、お恥ずかしい限りで…
>里は東京からじゃ遠すぎて・・。白蓮とか欲しいんですけどねー
ココは一つ、ババァ〜ンと遠出しちゃいましょう(無責任)
Posted by No.144489 at 2009年05月30日 18:33
kore wa sugoi
Posted by フランセスコ フォンヂ at 2009年05月31日 22:39
うはっ。すごい事やってますね。
2個使いということでなんとなくそんな気がしていましたけど。

# 近いうちに福生の人形屋敷を襲撃せねば。
Posted by 上尾のアッピー at 2009年06月01日 00:14
ChaNさん:
やっぱり2こ使いでバレますよねw
半分ネタ企画なんで、ChaNさんに凄いと言われても微妙だったするけど、笑ってもらえたなら嬉しいですねw

># 近いうちに福生の人形屋敷を襲撃せねば。
いろいろなヒミツがあるので、襲撃は怖いですぅ〜

そろそろドールやフィギュアを飾る場所に手狭になってきたので、引っ越しも考えてますが、さて。
Posted by もろぼし☆らむ at 2009年06月01日 01:24
フランセスコ フォンヂさん:
うは、ダニーさんとこで取り上げられちゃってるみたいですね。
未完成品にも関わらず、どうもですー
Posted by もろぼし☆らむ at 2009年06月01日 01:37
すーげじゃん!!~~~私はも人形を持ったけど、今までこんなピカピカな「眼」を見ったことがねよ~~~すーげ!*o*
Posted by unicorn at 2009年06月03日 15:44
凄いもの見せていただきました。
これ、普通にディスプレイ用として商品化可能なレベルですね。素晴らしい!
Posted by losttechnology at 2009年06月12日 11:27
losttechnologyさん:
ありがとうございます。ただ、商品化〜はアレかも(^^;
パネルをヘッドサイズにきちんと合うようにできれば良いのですけどねぇ〜
あと、画素が荒いので倍ぐらいの密度にとか、レンズ部分を一体成形にしないと屈折がとか・・
Posted by もろぼし☆らむ at 2009年06月16日 01:28
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