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Schnell und zuverlässig scannen

08.05.2004 - (idw) Fraunhofer-Gesellschaft

Ein weltweit einzigartiger Scannerspiegel liest Barcodes schnell und zuverlässig aus. Der Mikrospiegel kann aber noch mehr: Mit ihm lassen sich sogar Daten projizieren. Damit könnte er zum Herzstück eines Miniprojektors etwa für Mobiltelefone werden.


Der Mikroscanner-Spiegel schwingt in der Sekunde 250 Mal hin und her. © Fraunhofer IPMS Laserscanner sind heute an fast jeder Supermarktkasse zu finden. Ist das Etikett zerkratzt oder verschmutzt, muss der Lesevorgang wiederholt oder die Nummer von Hand eingegeben werden. An der Kasse ist das kein Problem. Doch bei vielen Anwendungen muss der Code gleich beim ersten Mal exakt und sicher erkannt werden. Gemeinsam mit drei Unternehmen entwickelten Forscher des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme IPMS in Dresden einen mikromechanischen Scanner-Spiegel mit einer Schwingungsfrequenz von 250 Hertz. "In einer Sekunde führt er 500 Abtastungen durch", sagt Harald Schenk vom IPMS. "Sogar leicht zerkratzte Etiketten können so in Sekundenbruchteilen ausgelesen werden." Oft ist die Information im Barcode nämlich mehrmals verschlüsselt. Dank dieser redundanten Daten stören kleine Beschädigungen die Auswerteelektronik kaum.

Der Scanner-Spiegel lässt sich mit herkömmlichen Methoden der Chipherstellung produzieren. Die flinken Mini-Spiegel werden mitsamt der Antriebselektroden in einen Träger aus Silicium geätzt. Auch die Halterungen des Spiegels bestehen aus diesem Werkstoff. Weitere Besonderheit: Die Elektroden befinden sich an den Seiten der Scheibe. Wie eine Sichel umfassen sie das Rund der Spiegelfläche. Sie schwingt frei an den Elektroden vorbei und der Abstand ist günstigerweise sehr gering. Zusätzlich sind Spiegelplatte und Elektroden an ihrem Rand zu kleinen Fingern ausgebildet, die ineinander greifen. So wird die elektrostatische Antriebskraft zusätzlich vergrößert - Antriebsspannung und Leistungsaufnahme reduzieren sich deutlich. Mit lediglich 15 Volt wird ein Scanbereich von mehr als 50 Grad erreicht. Dank seines Designs lässt sich der Spiegel in zwei Ebenen auslenken. Dadurch ist er sehr flexibel einsetzbar. Überdies arbeitet er äußerst zuverlässig, denn Vibrationen und Schocks stören ihn kaum.

Der Herstellungsprozess wurde vor kurzem am IPMS qualifiziert und ist damit für die Serienfertigung geeignet. Der Mikrospiegel kann nicht nur zum Auslesen von Barcodes verwendet werden. Ebenso lässt er sich in Spektrometern einsetzen, die beispielsweise die Zusammensetzung von Gasen analysieren. Die spektrale Aufspaltung des Lichtes wird dabei durch ein auf die Spiegelplatte aufgebrachtes Gitter hervorgerufen. Der Spiegel kann sogar zum Herzstück von Miniprojektoren werden. Die Vision der Wissenschaftler ist es, die winzigen Projektoren zukünftig in Handys zu integrieren. Damit ließen sich dann bewegte Bilder auf jede beliebige Fläche projizieren.

Ansprechpartner:
Dr. Harald Schenk
Telefon 03 51 / 88 23-1 54, Fax -2 66, harald.schenk@ipms.fraunhofer.de
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