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

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

制御マイコンボードのサイズ

有機ELアイユニットのサイズ

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）。

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。

ちょっと写真追加～

参考で消灯状態

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・・・