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Die vorliegende Anmeldung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung sowie eine Apparatur mit einer solchen Vorrichtung.
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Bei einem Näherungssensor, der die von einer Strahlungsquelle emittierte und an einem Zielobjekt reflektierte Strahlung detektiert, kann Streustrahlung, beispielsweise an einem Strahlungsfenster, hinter dem der Näherungssensor in einer Apparatur angeordnet ist, zur Verfälschung des Messergebnisses führen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist es, eine einfache und kostengünstig herstellbare optoelektronische Vorrichtung anzugeben, bei der der Einfluss von Streustrahlung vermindert ist.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist die optoelektronische Vorrichtung ein erstes Bauelement auf, das zum Erzeugen von Strahlung vorgesehen ist. Das erste Bauelement kann als eine Lumineszenzdiode ausgeführt sein.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist die optoelektronische Vorrichtung ein zweites Bauelement auf, das zum Empfangen von Strahlung, insbesondere von im Betrieb der Vorrichtung von dem ersten Bauelement emittierter Strahlung, vorgesehen ist. Das zweite Bauelement kann beispielsweise als eine Photodiode oder ein Phototransistor ausgeführt sein.
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Das erste Bauelement und/oder das zweite Bauelement kann als ein ungehäuster Halbleiterchip ausgebildet sein. Das heißt, das Bauelement selbst weist kein Gehäuse auf. Eine kompakte Ausgestaltung der Vorrichtung wird so vereinfacht. Alternativ kann das Bauelement auch als ein Bauelement mit einem Gehäuse ausgeführt sein.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist die optoelektronische Vorrichtung einen Anschlussträger auf. Das erste Bauelement und das zweite Bauelement können auf dem Anschlussträger angeordnet und insbesondere befestigt sein. Insbesondere kann das erste Bauelement und/oder das zweite Bauelement jeweils mit zumindest zwei Anschlussflächen des Anschlussträgers elektrisch leitend verbunden sein. Der Anschlussträger kann beispielsweise als eine Leiterplatte, etwa eine gedruckte Leiterplatte (Printed Circuit Board, PCB) oder als eine Metallkernplatine ausgeführt sein. Der Anschlussträger kann die optoelektronische Vorrichtung rückseitig, also auf einer einer Strahlungsdurchtrittsfläche der optoelektronischen Vorrichtung gegenüberliegenden Seite, abschließen. Alternativ zu einer Leiterplatte kann der Anschlussträger beispielsweise als ein Leiterrahmen ausgebildet sein.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist diese als eine oberflächenmontierbare Vorrichtung (surface mounted device, smd) ausgebildet. Der Anschlussträger, etwa die Leiterplatte, ist Teil der optoelektronischen Vorrichtung, welche für die Montage auf einem Montageträger, beispielsweise auf einer weiteren Leiterplatte, angeordnet und mit dieser elektrisch leitend verbunden werden kann.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist der Anschlussträger auf der der Strahlungsdurchtrittsfläche abgewandten Seite Kontaktflächen für die externe elektrische Kontaktierung auf. Die Kontaktflächen können über Durchkontaktierungen durch den Anschlussträger mit dem optoelektronischen Bauelement und gegebenenfalls dem weiteren optoelektronischen Bauelement elektrisch verbunden sein. Die optoelektronische Vorrichtung ist also von der Rückseite her extern elektrisch kontaktierbar.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist die optoelektronische Vorrichtung einen Rahmen auf. Der Rahmen kann eine erste Öffnung aufweisen, in der das erste Bauelement angeordnet ist. Der Rahmen kann weiterhin eine zweite Öffnung aufweisen, in der das zweite Bauelement angeordnet ist. Der Rahmen kann auf dem Anschlussträger angeordnet und weiterhin an diesem befestigt sein, beispielsweise mittels einer Befestigungsschicht. Insbesondere kann die erste Öffnung und/oder die zweite Öffnung das erste Bauelement beziehungsweise das zweite Bauelement in lateraler Richtung vollständig umlaufen. Ein direkter Strahlenpfad zwischen dem ersten Bauelement und dem zweiten Bauelement ist mittels des Rahmens blockiert.
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Unter einer lateralen Richtung wird im Zweifel eine Richtung verstanden, die entlang einer Haupterstreckungsebene des Anschlussträgers verläuft.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist der Rahmen auf der dem Anschlussträger gegenüberliegenden Seite eine Hauptfläche auf. Die erste Öffnung und/oder die zweite Öffnung erstrecken sich von einer dem Anschlussträger gegenüberliegenden Hauptfläche des Rahmens in Richtung des Anschlussträgers. Die erste Öffnung und/oder die zweite Öffnungen können sich vollständig durch den Rahmen hindurch erstrecken.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist die Hauptfläche einen Zwischenbereich auf. Der Zwischenbereich ist zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung angeordnet. In dem Zwischenbereich ist eine Reflexion von auf die Hauptfläche auftreffender Strahlung des zweiten Bauelements vermindert.
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Die optoelektronische Vorrichtung ist bevorzugt zum Betrieb mit einem Strahlungsfenster vorgesehen. Das Strahlungsfenster ist insbesondere von der Hauptfläche des Rahmens beabstandet. Das Strahlungsfenster kann beispielsweise in einer Apparatur ausgebildet sein, die die optoelektronische Vorrichtung enthält. Im Betrieb der Vorrichtung wird die vom ersten Bauelement erzeugte Strahlung durch das Strahlungsfenster transmittiert und trifft nach Reflexion an einem Zielobjekt auf das zweite Bauelement auf. Das Strahlungsfenster verläuft bevorzugt parallel oder im Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsebene des Anschlussträgers.
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Unter „im Wesentlichen parallel“ wird im Rahmen der Anmeldung ein eingeschlossener Winkel von höchstens 10° verstanden.
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Mittels des Zwischenbereichs wird der Strahlungsanteil verringert, der im Betrieb der optoelektronischen Vorrichtung nach einer Reflexion an dem Strahlungsfenster auf die Hauptfläche auftrifft und nach Reflexion an der Hauptfläche und einer weiteren Reflexion an dem Strahlungsfenster auf das zweite Bauelement auftrifft und dort ein ungewünschtes Streusignal generiert. Diese unerwünschte Streustrahlung, die auf das zweite Bauelement trifft, ohne durch das Strahlungsfenster hindurch zu treten, wird nachfolgend als „interne Streustrahlung“ bezeichnet. Insbesondere wird mittels des Zwischenbereichs derjenige Anteil verringert, der nach nur einer Reflexion an den der Hauptfläche des Rahmens in Verbindung mit einer Reflexion vor dem Auftreffen auf die Hauptfläche und einer Reflexion nach dem Auftreffen auf die Hauptfläche auf das zweite Bauelement trifft.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist in dem Zwischenbereich eine Strukturierung mit zumindest einer Vertiefung ausgebildet. Die Strukturierung ist zur Verringerung der nach einfacher Reflexion an der Hauptfläche in Verbindung mit einer Reflexion an dem Strahlungsfenster vor der Reflexion und einer weiteren Reflexion an dem Strahlungsfenster nach der Reflexion auf das zweite Bauelement auftreffenden Strahlung vorgesehen. Die Strukturierung kann insbesondere so ausgebildet sein, dass die interne Streustrahlung verglichen mit einer Ausgestaltung mit einer ebenen Hauptfläche zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung verringert ist. Insbesondere muss die interne Streustrahlung zu einem erhöhten Anteil mindestens zweimal auf den Rahmen auftreffen, bevor sie vom zweiten Bauelement empfangen wird.
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Alternativ oder ergänzend zur Strukturierung kann die Reflexion durch eine gezielt absorbierende Ausgestaltung des Zwischenbereichs verringert sein. Gezielt absorbierend bedeutet, dass im Zwischenbereich auftreffende, vom ersten Bauelement emittierte, Strahlung zu mindestens 80%, bevorzugt zu mindestens 90%, besonders bevorzugt zu mindestens 95% absorbiert wird. Der Rahmen kann im Bereich des Zwischenbereichs aus einem gezielt absorbierenden Material gefertigt oder mit einem gezielt absorbierenden Material beschichtet sein.
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Die Vertiefung ist von der ersten Kavität und von der zweiten Kavität beabstandet angeordnet. Die Vertiefung kann sich in vertikaler Richtung, also in einer senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Anschlussträgers verlaufenden Richtung vollständig oder nur bereichsweise durch den Rahmen hindurch erstrecken. Insbesondere ist die Vertiefung im Unterschied zu den Öffnungen nicht zur Aufnahme eines optoelektronischen Bauelements vorgesehen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist die Strukturierung eine Mehrzahl von Vertiefungen auf. Zwischen zwei benachbarten Vertiefungen ist eine Erhebung des Rahmens ausgebildet. Der Rahmen kann auch mehr als eine Erhebung aufweisen. Die zumindest eine Erhebung kann insbesondere stegförmig ausgebildet sein. Eine Haupterstreckungsrichtung der stegförmigen Erhebung erstreckt sich bevorzugt quer oder senkrecht zu einer Verbindungslinie zwischen dem ersten Bauelement und dem zweiten Bauelement.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist die stegförmige Erhebung von dem Anschlussträger in Richtung der Hauptfläche gesehen zum ersten Bauelement hin geneigt ausgebildet.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung verjüngt sich die stegförmige Erhebung vom Anschlussträger in Richtung der Hauptfläche. Mit zunehmendem Abstand vom Anschlussträger nimmt ein Querschnitt der stegförmigen Erhebung also ab.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist zwischen den Vertiefungen eine Mehrzahl von stegförmigen Erhebungen gebildet. In Aufsicht auf die Hauptfläche ist ein Krümmungsradius einer stegförmigen Erhebung bevorzugt kleiner als ein Krümmungsradius einer von dem ersten Bauelement weiter entfernten stegförmigen Erhebung. Insbesondere können mehrere Erhebungen so ausgebildet sein, dass die Erhebungen mit zunehmendem Abstand vom ersten Bauelement einen zunehmend größeren Krümmungsradius aufweisen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist der Zwischenbereich einen schräg zum Anschlussträger verlaufenden Oberflächenbereich der Hauptfläche auf. Im Zwischenbereich verläuft die Hauptfläche also zumindest bereichsweise schräg zur Haupterstreckungsebene des Anschlussträgers.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist der Zwischenbereich eine parallel oder im Wesentlichen parallel, also mit einem eingeschlossenen Winkel von höchstens 10°, zu einer Verbindungslinie zwischen dem ersten Bauelement und dem zweiten Bauelement verlaufende Firstlinie auf. Der Oberflächenbereich verläuft in einer senkrecht zur Firstlinie verlaufenden Querrichtung schräg zum Anschlussträger. In einer in Querrichtung verlaufenden Schnittansicht weist der Oberflächenbereich also eine dachförmige Grundform auf. Insbesondere kann sich auf beiden Seiten der Firstlinie ein Abstand zwischen dem Zwischenbereich und dem Anschlussträger mit zunehmendem Abstand von der Firstlinie verringern.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist die optoelektronische Vorrichtung als ein Näherungssensor ausgebildet.
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Die optoelektronische Vorrichtung eignet sich insbesondere für den Einsatz in einer Apparatur, beispielsweise einer handgehaltenen Apparatur, etwa einem handgehaltenen Gerät, beispielsweise für die Kommunikation. Die Apparatur kann beispielsweise ein Mobiltelefon sein.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Apparatur weist diese die optoelektronische Vorrichtung und ein Strahlungsfenster auf. Das zweite optoelektronische Bauelement ist dafür vorgesehen, von dem ersten optoelektronischen Bauelement durch das Strahlungsfenster abgestrahlte und an einem Zielobjekt reflektierte Strahlung zu empfangen. Das Strahlungsfenster kann insbesondere in einem Gehäuse der Apparatur vorgesehen sein.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung ist die Strukturierung so ausgebildet, dass vom ersten Bauelement abgestrahlte und an dem Strahlungsfenster reflektierte Strahlung beim ersten Auftreffen auf den Zwischenbereich überwiegend, also zu einem Anteil von mindestens 51%, vom zweiten Bauelement weg umgelenkt wird. Von dem jeweiligen Auftreffpunkt aus gesehen strahlt die reflektierte Strahlung also überwiegend in einen zum ersten Bauelement hin gewandten Halbraum.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung ist die Strukturierung so ausgebildet, dass vom ersten Bauelement abgestrahlte und an dem Strahlungsfenster reflektierte Strahlung beim ersten Auftreffen auf den Zwischenbereich überwiegend von einer Ebene, die durch eine Verbindungslinie zwischen dem ersten optoelektronischen Bauelement und dem zweiten optoelektronischen Bauelement und senkrecht zum Anschlussträger verläuft, weg gelenkt wird.
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Weitere Merkmale, vorteilhafte Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.
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Es zeigen:
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Die 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Apparatur mit einer optoelektronischen Vorrichtung in schematischer Schnittansicht;
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die 2A und 2B ein Ausführungsbeispiel für eine optoelektronische Vorrichtung in 2A sowie verschiedene Ausgestaltungen für Erhebungen des Rahmens der optoelektronischen Vorrichtung gemäß 2A in 2B;
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3 ein drittes Ausführungsbeispiel für eine optoelektronische Vorrichtung in schematischer Schnittansicht;
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die 4A und 4B ein viertes Ausführungsbeispiel für eine optoelektronische Vorrichtung in Aufsicht (4A) und schematischer Schnittansicht (4B);
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5 ein fünftes Ausführungsbeispiel für eine optoelektronische Vorrichtung in schematischer Aufsicht;
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6 ein sechstes Ausführungsbeispiel für eine optoelektronische Vorrichtung in schematischer Schnittansicht; und
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7A bis 7C ein siebtes Ausführungsbeispiel für eine optoelektronische Vorrichtung in schematischer Aufsicht (7A) mit den zugehörigen Schnittansichten in Längsrichtung (7B) und Querrichtung (7C).
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Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere Schichtdicken zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt sein.
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Apparatur 10 mit einer optoelektronischen Vorrichtung 1 gezeigt. Die Apparatur kann beispielsweise ein handgehaltenes Gerät zur Kommunikation, etwa ein Mobiltelefon sein.
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Die Apparatur 10 weist ein Strahlungsfenster 100 auf, hinter dem die optoelektronische Vorrichtung 1 angeordnet ist. Die optoelektronische Vorrichtung weist ein zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenes erstes Bauelement 21 und ein zum Empfangen von Strahlung des ersten Bauelements vorgesehenes zweites Bauelement 22 auf. Das erste Bauelement und das zweite Bauelement bilden also ein Emitter-Detektor-Paar.
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Das erste Bauelement 21 und das zweite Bauelement 22 sind auf einem Anschlussträger 4 angeordnet. Der Anschlussträger kann beispielsweise eine Leiterplatte, etwa eine gedruckte Leiterplatte (printed circuit board, PCB) sein. Zur elektrischen Kontaktierung des ersten Bauelements 21 und des zweiten Bauelements 22 weist der Anschlussträger auf der den Bauelementen zugewandten Seite Anschlussflächen auf (in 1 nicht explizit dargestellt).
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Vorzugsweise ist die optoelektronische Vorrichtung 1 als ein oberflächenmontierbares Bauelement ausgebildet. Zur externen elektrischen Kontaktierung der optoelektronischen Vorrichtung können auf einer den Bauelementen 21, 22 abgewandten Seite des Anschlussträgers 4 elektrische Kontakte ausgebildet sein (in 1 zur vereinfachten Darstellung nicht explizit gezeigt). Die elektrischen Kontakte sind mit einem Montageträger 105, beispielsweise einer weiteren Leiterplatte, elektrisch leitend verbunden.
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Das erste Bauelement 21 ist vorzugsweise als eine Lumineszenzdiode, insbesondere als eine Leuchtdiode, ausgebildet. Das Bauelement emittiert vorzugsweise Strahlung im nahen Infrarotbereich (Near Infrared, NIR; Vakuumwellenlänge 750 nm–1400 nm), besonders bevorzugt im Wellenlängenbereich zwischen einschließlich 800 nm und einschließlich 1000 nm.
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Das zweite Bauelement 22 ist vorzugsweise als eine Photodiode oder als ein Phototransistor ausgebildet. Auch ein photoempfindlicher integrierter Schaltkreis, beispielsweise ein speziell ausgebildeter anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (application-specific integrated circuit, ASIC) kann Anwendung finden.
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Das zweite Bauelement 22 basiert vorzugsweise auf Silizium. Davon abweichend kann das zweite Bauelement auch auf einem anderen Halbleitermaterial, beispielsweise einem III-V-Verbindungs-Halbleitermaterial basieren.
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Das erste Bauelement 21 und/oder das zweite Bauelement 22 kann jeweils als ein ungehäuster Halbleiterchip ausgebildet sein. Eine besonders kompakte Ausgestaltung der optoelektronischen Vorrichtung 1 wird dadurch vereinfacht. Alternativ kann das erste Bauelement und/oder das zweite Bauelement ein Gehäuse mit einem Halbleiterchip aufweisen.
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Auf dem Anschlussträger 4 ist ein Rahmen 3 angeordnet und vorzugsweise stabil mit diesem verbunden, beispielsweise mittels einer Verbindungsschicht, etwa einer Klebeschicht. Der Rahmen ist vorzugsweise aus einem Kunststoff gefertigt, beispielsweise mittels Spritzgießens oder Spritzpressens. In lateraler Richtung, also in einer entlang einer Haupterstreckungsebene des Anschlussträgers 4 verlaufenden Richtung, schließen der Rahmen 3 und der Anschlussträger 4 zumindest bereichsweise, vorzugsweise entlang des gesamten Umfangs der Vorrichtung, bündig miteinander ab. Bei der Herstellung der optoelektronischen Vorrichtung 1 können der Rahmen 3 und der Anschlussträger 4 so vereinfacht in einem gemeinsamen Vereinzelungsschritt durchtrennt werden.
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In einer vertikalen Richtung, also einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Anschlussträgers 4 verlaufenden Richtung, erstreckt sich der Rahmen zwischen einer vom Anschlussträger abgewandten Hauptfläche 30 und einer dem Anschlussträger zugewandten Rückseite 35.
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In der Hauptfläche 30 sind eine erste Öffnung 31 und eine zweite Öffnung 32 ausgebildet. Das erste Bauelement 21 ist in der ersten Öffnung und das zweite Bauelement 22 in der zweiten Öffnung 32 ausgebildet. Die Öffnungen sind in lateraler Richtung voneinander beabstandet.
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Die Umrandungen der Öffnungen 31, 32 bilden vorzugsweise jeweils Aperturen für das erste Bauelement 21 beziehungsweise das zweite Bauelement 22. Das heißt, ein Strahlungskegel, der direkt, also ohne eine Reflexion an einer Seitenfläche der Öffnungen von dem ersten Bauelement abgestrahlt beziehungsweise von dem zweiten Bauelement empfangen wird, ist durch die erste Öffnung beziehungsweise die zweite Öffnung bestimmt. Der Begriff „Kegel“ impliziert hierbei keine Einschränkung bezüglich des Querschnitts der Öffnungen.
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Zwischen der ersten Öffnung 31 und der zweiten Öffnung 32 weist die Hauptfläche 30 einen Zwischenbereich 5 auf. Der Zwischenbereich 5 ist so ausgebildet, dass vom ersten Bauelement 21 abgestrahlte und an dem Strahlungsfenster 100 reflektierte Strahlung so umgelenkt wird, dass diese nicht ohne eine weitere Reflexion an dem Rahmen 3 auf das zweite Bauelement auftreffen kann. Der Anteil von interner Streustrahlung, in der 1 dargestellt durch Strahlen 6, der auf das zweite Bauelement 22 trifft und dort einen unerwünschten Signalanteil hervorruft, ist so reduziert.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Zwischenbereich 5 eine Strukturierung 50 mit einer Mehrzahl von Vertiefungen 51 auf. Die Vertiefungen erstrecken sich in vertikaler Richtung vollständig durch den Rahmen 3 hindurch. Die Vertiefungen sind entlang einer Verbindungslinie zwischen dem ersten Bauelement und dem zweiten Bauelement nebeneinander angeordnet. Zwischen zwei benachbarten Vertiefungen ist jeweils eine Erhebung 52 ausgebildet. Die Erhebungen sind bevorzugt in Aufsicht auf die Vorrichtung 1 stegförmig ausgebildet, wobei sich eine Haupterstreckungsrichtung der Erhebungen schräg oder senkrecht zur Verbindungslinie erstreckt. Die interne Streustrahlung 6 trifft also nicht auf eine ebene Hauptfläche des Rahmens 3, sondern wird an Seitenflächen 510 reflektiert und trifft zu einem überwiegenden Anteil auf eine gegenüberliegende Seitenfläche.
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Alternativ oder ergänzend zur Strukturierung kann der Zwischenbereich 5 auch ein gezielt absorbierendes Material aufweisen. Insbesondere kann der Rahmen 3 im Zwischenbereich 5 oder vollständig aus einem Material gebildet sein, das die vom ersten Bauelement 21 erzeugte Strahlung gezielt absorbiert. Alternativ kann auch eine Beschichtung aus gezielt absorbierendem Material im Zwischenbereich vorgesehen sein.
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Das in 2A dargestellte zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu weist der Rahmen 3 im Zwischenbereich 5 Erhebungen 52 auf, die vom Anschlussträger 4 in Richtung der Hauptfläche gesehen zu dem ersten Bauelement 21 hin geneigt sind.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel nimmt die Neigung der Erhebungen 52 mit zunehmendem Abstand von dem ersten Bauelement 21 zu. Dadurch kann der Anteil der internen Streustrahlung, der nicht auf die Hauptfläche 30, sondern auf eine Seitenfläche 510 auftrifft, weitergehend verringert werden. Bevorzugt sind die Erhebungen 52 derart voneinander beabstandet, dass die Erhebungen 52 in Aufsicht auf den Rahmen 3 aneinander angrenzen oder miteinander überlappen. Dies ist durch eine gestrichelte Linie 8 schematisch dargestellt. Der Anteil der auf die Seitenflächen 510 auftreffenden Strahlung wird so weitergehend erhöht. Davon abweichend können mehrere Erhebungen oder auch alle Erhebungen dieselbe Neigung aufweisen.
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In 2B sind verschiedene Ausgestaltungen eines in 2A dargestellten Ausschnitts 7 der Erhebungen 52 gezeigt. Mit allen gezeigten Ausgestaltungen wird der Anteil der parallel zur Hauptfläche 30 verlaufenden Oberfläche des Rahmens 3 minimiert.
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Die Erhebungen 52a, 52b weisen einen Querschnitt mit einer viereckigen Grundform auf, wobei eine Oberseite 520 relativ zur Hauptfläche 30 geneigt ist. Die Oberseite 520 der Erhebung 52a zeigt zum zweiten Bauelement 22 hin. Mit dieser Ausgestaltung wird der Anteil der internen Streustrahlung, der auf die Oberseite 520 trifft, minimiert. Bei der Erhebung 52b zeigt die Oberseite 520 zum ersten Bauelement 21 hin. Dies bewirkt, dass reflektierte Strahlung von dem zweiten Bauelement 22 wegreflektiert wird, wodurch ebenfalls eine Verringerung der auf das zweite Bauelement auftreffenden Streustrahlung erzielt werden kann.
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Die Erhebungen 52c, 52d und 52e weisen jeweils im Querschnitt eine dreieckige Grundform auf, wobei die Erhebungen 52d, 52e jeweils die Grundform eines rechtwinkligen Dreiecks aufweisen.
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Wie anhand der Erhebung 52f dargestellt, können die oberseitigen Kanten der Erhebungen 52 auch abgerundet ausgebildet sein. Dies betrifft insbesondere sämtliche Ausgestaltungen der Erhebungen 52a bis 52e.
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Das in 3 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit 2A beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu erstrecken sich die Vertiefungen 51 in vertikaler Richtung nicht vollständig durch den Rahmen 3 hindurch. Bei einer solchen Ausgestaltung kann der Rahmen im Zwischenbereich 5 einer erhöhte Stabilität aufweisen. Weiterhin ist der Anschlussträger 4 im Zwischenbereich 5 in Aufsicht auf die Vorrichtung 1 vollständig überdeckt und somit nicht sichtbar. Selbstverständlich ist eine derartige Ausgestaltung der Vertiefungen 51 auch bei dem im Zusammenhang mit 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel anwendbar.
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In 4A ist ein viertes Ausführungsbeispiel für eine optoelektronische Vorrichtung 1 in Aufsicht gezeigt, wobei das Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Die Erhebungen 52 im Zwischenbereich 5 des Rahmens 3 weisen eine leiterartige Struktur auf, bei der die stegförmigen Erhebungen zwischen zwei die Erhebungen miteinander verbindenden Verbindungsstegen 55 ausgebildet sind. Die Haupterstreckungsrichtungen der Erhebungen 52 verlaufen in Aufsicht parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zueinander. Weiterhin verlaufen die Erhebungen 52 in Aufsicht schräg oder senkrecht zu einer Verbindungslinie 71 zwischen dem ersten Bauelement 21 und dem zweiten Bauelement 22. Die Verbindungsstege 55 verlaufen parallel oder im Wesentlichen parallel zur Verbindungslinie 71.
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In 4B sind zwei verschiedene Varianten für die Ausgestaltung der Erhebungen 52 in Schnittansicht entlang der in 4A dargestellten Linie AA' gezeigt. Die Oberseite 520 der Erhebungen 52 weist jeweils eine Firstlinie 53 auf, die parallel oder im Wesentlichen parallel zur Verbindungslinie 71 verläuft. Bei der links dargestellten Variante verläuft die Firstlinie mittig, sodass die Oberseite 520 auf beiden Seiten der Firstlinie jeweils einen schräg verlaufenden Oberflächenbereich 54 aufweist. Bei der rechts dargestellten Variante ist die Firstlinie an einem Randbereich der Erhebungen 53 ausgebildet, sodass die Oberseite nur einen schräg verlaufenden Oberflächenbereich 54 aufweist. Ein Winkel zwischen dem schräg verlaufenden Oberflächenbereich und der Haupterstreckungsebene des Anschlussträgers 4 beträgt bevorzugt zwischen einschließlich 5° und einschließlich 70°.
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Durch den schräg verlaufenden Oberflächenbereich 54 beziehungsweise die schräg verlaufenden Oberflächenbereiche 54 wird die Gefahr, dass Strahlung im Zwischenbereich 5 an einer in der Hauptfläche 30 verlaufenden Ebene reflektiert wird und nach nur einer weiteren Reflexion an dem Strahlungsfenster 100 auf das zweite Bauelement 22 auftrifft, weitergehend vermindert.
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Das in 5 dargestellte fünfte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit 4 beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu sind die Erhebungen 52 in Aufsicht auf den Rahmen 3 bereichsweise gekrümmt ausgebildet. Der Krümmungsradius der Erhebungen 52 nimmt mit zunehmendem Abstand von dem ersten Bauelement 21 zu. Selbstverständlich müssen nicht alle Erhebungen 52 gekrümmt ausgebildet sein. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Erhebungen 52 von dem ersten Bauelement 21 aus gesehen jeweils konkav gekrümmt ausgebildet. Der Einfluss interner Streustrahlung kann so weitergehend vermindert werden.
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Das in 6 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu weist der Zwischenbereich 5 lediglich eine Vertiefung 51 auf. Im Vergleich zu einer Ausgestaltung des Rahmens 3 mit einer zwischen der ersten Öffnung 31 und der zweiten Öffnung 32 durchgängig eben verlaufenden Hauptfläche 30 wird der Anteil der internen Streustrahlung, der auf das zweite Bauelement 22 trifft, dadurch reduziert, dass der optische Weg der Streustrahlung verlängert wird. Dies führt zu einer Verringerung des durch die interne Streustrahlung verursachten Signalanteils des zweiten Bauelements 22.
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In 6 ist weiterhin ein Strahlenverlauf einer an einem Zielobjekt 75 reflektierten Zielstrahlung 61 schematisch dargestellt.
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Das in den 7A bis 7C dargestellte siebte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu ist der Zwischenbereich 5 frei von Erhebungen 52, die zwischen Vertiefungen ausgebildet sind. Der Rahmen 3 weist im Zwischenbereich 5 zumindest einen schräg verlaufenden Oberflächenbereich 54 auf. Beispielsweise kann der Zwischenbereich 5, wie in der in 7C dargestellten Schnittansicht gezeigt, eine dachförmige Grundform aufweisen. Eine Firstlinie 53 verläuft vorzugsweise parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer Verbindungslinie zwischen dem ersten Bauelement 21 und dem zweiten Bauelement 22 (vergleiche 4A).
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In 7A ist weiterhin ein weiteres zum Empfangen von Strahlung vorgesehenes Bauelement 23 in der zweiten Öffnung 32 angeordnet. Dieses weitere Bauelement kann insbesondere eine andere spektrale Empfindlichkeitsverteilung aufweisen als das zweite Bauelement und beispielsweise das Umgebungslicht detektieren. Selbstverständlich kann ein solches weiteres Bauelement 23 auch in den weiteren vorstehend beschrieben Ausführungsbeispielen Anwendung finden.
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Die optoelektronische Vorrichtung 1 kann also sowohl die Funktion eines Näherungssensors als auch die Funktion eines Umgebungslichtsensors erfüllen.
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Die Funktion des Zwischenbereichs 5 ist anhand eines Strahls 6 gezeigt. Die vom ersten Bauelement 21 abgestrahlte Strahlung wird an einem ersten Auftreffpunkt 62 an dem Strahlungsfenster 100 diffus und/oder gerichtet in Richtung der Vorrichtung reflektiert. Diese reflektierte Strahlung trifft in einem zweiten Auftreffpunkt 63 auf den Zwischenbereich 5 des Rahmens 3 und wird dort aufgrund der Neigung des geneigten Bereichs 54 von einer Ebene 65, die durch die Verbindungslinie zwischen dem ersten Bauelement 21 und dem zweiten Bauelement 22 und senkrecht zum Anschlussträger 4 verläuft, weggelenkt, sodass die Strahlung nicht mehr oder zumindest nur noch zu einem stark verminderten Anteil auf das zweite Bauelement 22 auftreffen kann.
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Selbstverständlich kann die Firstlinie 53 auch wie im Zusammenhang mit 4B beschrieben so ausgestaltet sein, dass nur ein geneigter Bereich 54 ausgebildet ist.
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Mit den beschriebenen Ausgestaltungen des Zwischenbereichs 5 des Rahmens 3 kann auf einfache und effektive Weise erzielt werden, dass der durch interne Streustrahlung verursachte Signalanteil des zweiten Bauelements 22, insbesondere verglichen mit einer ebenen und die Reflektivität nicht mindernden Ausgestaltung der Hauptfläche 30 zwischen den Öffnungen 31, 32, deutlich verringert wird.
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Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder den Ausführungsbeispielen angegeben ist.
