DE102014222874C5 - Optischer Näherungsschalter - Google Patents

Optischer Näherungsschalter Download PDF

Info

Publication number
DE102014222874C5
DE102014222874C5 DE102014222874.3A DE102014222874A DE102014222874C5 DE 102014222874 C5 DE102014222874 C5 DE 102014222874C5 DE 102014222874 A DE102014222874 A DE 102014222874A DE 102014222874 C5 DE102014222874 C5 DE 102014222874C5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
circuit board
diaphragm
proximity switch
recess
optical proximity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102014222874.3A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102014222874B3 (de
Inventor
Yau Tine Chong
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFM Electronic GmbH
Original Assignee
IFM Electronic GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=54768218&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE102014222874(C5) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by IFM Electronic GmbH filed Critical IFM Electronic GmbH
Priority to DE102014222874.3A priority Critical patent/DE102014222874C5/de
Publication of DE102014222874B3 publication Critical patent/DE102014222874B3/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102014222874C5 publication Critical patent/DE102014222874C5/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/941—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated using an optical detector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L31/02325—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements not being integrated nor being directly associated with the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/12—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
    • H01L31/16—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources
    • H01L31/167—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources the light sources and the devices sensitive to radiation all being semiconductor devices characterised by potential barriers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945—Proximity switches
    • H03K2017/9455—Proximity switches constructional details

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

Optischer Näherungsschalter mit einem optoelektronischen Bauelement (1) zum Aussenden eines optischen Signals in einen Überwachungsbereich oder zum Empfang eines optischen Signals aus einem Überwachungsbereich und einer elektrischen Schaltung (2) zur Erzeugung des Sende- oder zur Auswertung des Empfangssignals, wobei das opto-elektronische Bauelement (1) auf einer Leiterplatte (3) angeordnet ist, die Leiterplatte (3) eine Vertiefung (4) aufweist, in der das optoelektronische Bauelement (1) angeordnet ist, wobei die Lichtaustritts- oder Lichteintrittsöffnung durch eine auf der Leiterplatte (3) befestigte Blende (5) begrenzt ist, die Blende (5) elektrisch leitfähig ist und zur elektromagnetische Abschirmung auch elektrisch mit der Leiterplatte (3) verbunden ist, wobei sich die strahlbegrenzende Blende (5) in einer Ebene mit den Bauelementen der elektrischen Schaltung (2) auf der Leiterplatte (3) befindet, durch dieselbe Lötstelle (6) sowohl mechanisch verbunden als auch elektrisch kontaktiert wird, wobei ein Teil der Vertiefung (4) in der Leiterplatte (3) durch die Blende (5) abgedeckt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen optischen Näherungsschalter mit einem opto-elektronischen Bauelement gemäß dem Patentanspruch 1.
  • Optische Näherungsschalter dienen zum berührungslosen Nachweis von Objekten in einem Überwachungsbereich. Siewerden u. a. auch von der Anmelderin hergestellt und vertrieben.
  • Sie weisen mindestens ein opto-elektronisches Bauelement zum Aussenden eines optischen Signals in einen Überwachungsbereich oder auch zum Empfang eines von einem Objekt im Überwachungsbereich beeinflussten Signals, sowie eine elektrische Schaltung zur Erzeugung des Sendesignals oder zur Auswertung des zugehörigen Empfangssignals und zur Erzeugung eines vorzugsweise binären Schaltsignals, auf.
  • Die genannten opto-elektronischen Bauelemente sind auch als ungehäuste Halbleiterchips erhältlich und können neben anderen elektronischen Bauelementen auf einer Leiterplatte angeordnet werden. Diese Art der Montage wird als COB (Chip on Board) bezeichnet.
  • Die DE 101 22 134 A1 zeigt einen optischen Näherungsschalter mit einem auf einer Leiterplatte angeordneten LED-Chip, der mittels eines Bonddrahtes mit einer Leiterbahn verbunden ist. Nachteilig sind der ungeschützte Bonddraht, sowie die Gefahr des optischen Übersprechens zwischen Sendern und Empfängern durch Spiegelungen auf der Leiterplatte.
  • Die KR 10 1 313 626 B1 zeigt einen optischen Näherungsschalter mit einer mehrlagigen Leiterplatte, wobei eine Infrarot-Sendediode in der oberen Lage versenkt, und die Lichtaustrittsöffnung durch eine mit der Leiterplatte verbundene Abdeckung (Blende) begrenzt ist. Die Seitenwände und der Boden der Vertiefung weisen eine reflektierende Metallschicht auf. Als nachteilig werden die mehrlagige Leiterplatte, und die aufwändigen Hinterschneidungen in der Abdeckung angesehen. Auf die Gefahr eines elektrischen Übersprechens wird nicht eingegangen.
  • Die US 2013 / 0 075 764 A1 zeigt einen optischen Näherungsschalter für ein Mobiltelefon, bei dem Sende- und Empfangsbauelement in einem Substrat versenkt sind. Die Lichtaustrittsöffnung durch eine mit der Leiterplatte verbundene Abdeckung (Blende) begrenzt. Die Seitenwände der Vertiefung im Substrat weisen eine reflektierende Metallschicht auf. Auf die Gefahr eines elektrischen Übersprechens wird auch hier nicht eingegangen.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das optische Übersprechen zwischen Sendern und Empfängern deutlich zu verringern und außerdem die empfindlichen Bonddrähte zu schützen.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Der wesentliche Gedanke der Erfindung besteht darin, das opto-elektronische Bauelement in der Leiterplatte zu versenken und diese als Blendenträger zu nutzen. Erfindungsgemäß ist die Blende elektrisch leitfähig, insbesondere auch lötfähig und auf der Leiterplatte befestigt, so dass auch eine elektrische Abschirmung des Bauelements erreicht, bzw. die elektromagnetische Störstrahlung verringert wird.
  • Die Erfindung ist sehr kostengünstig zu realisieren und besonders für miniaturisierte optische Näherungsschalter geeignet.
  • Bei miniaturisierten Geräten kann die Leiterplatte als Abstandshalter für eine Optik mit kurzer Brennweite genutzt werden.
  • Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
    • 1 zeigt eine Leiterplatte mit einem erfindungsgemäß angeordneten Sendebauelement,
    • 2 zeigt einen schematisch dargestellten erfindungsgemäßen optischen Näherungsschalter.
  • Die 1 zeigt ein opto-elektronisches Sendebauelement 1, das sich gemeinsam mit einer elektrischen Schaltung 2 auf eine Leiterplatte 3 befindet.
  • Die Leiterplatte 3 weist eine Vertiefung 4 mit dem opto-elektronischen Bauelement 1 auf. Die Vertiefung 4 ist teilweise durch eine Blenden 5 abgedeckt, die über eine Lötstelle 6 mit der Leiterplatte 3 verbunden ist. So wird neben der mechanischen Verbindung auch noch eine elektrische Abschirmung erreicht.
  • Die Vertiefung kann, wie hier gezeigt, mit einer transparenten Masse 7 gefüllt sein. So kann der Brechzahlsprung an der Lichtaustrittsfläche gemindert, die mechanische Festigkeit, insbesondere die Rüttelfestigkeit der Anordnung, aber auch die Kühlung des LED-Chips verbessert werden.
  • Die 2 zeigt einen schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Näherungsschalter. Die Leiterplatte 3 wurde zur Darstellung der elektrischen Schaltung 2 um 90° geschwenkt. Der Generator G erzeugt das Sendesignal. Das Empfangssignal der Fotodiode wird verstärkt, gleichgerichtet und einem Trigger zur Erzeugung eines binären Schaltsignals zugeführt.
  • Die dargestellten Linsen sind optional.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Opto-elektronisches Bauelement (LED oder Fotodiode)
    2
    Elektrische Schaltung zur Steuerung und Auswertung
    3
    Leiterplatte
    4
    Vertiefung in der Leiterplatte
    5
    Blende
    6
    Lötstelle
    7
    Transparente Masse

Claims (2)

  1. Optischer Näherungsschalter mit einem optoelektronischen Bauelement (1) zum Aussenden eines optischen Signals in einen Überwachungsbereich oder zum Empfang eines optischen Signals aus einem Überwachungsbereich und einer elektrischen Schaltung (2) zur Erzeugung des Sende- oder zur Auswertung des Empfangssignals, wobei das opto-elektronische Bauelement (1) auf einer Leiterplatte (3) angeordnet ist, die Leiterplatte (3) eine Vertiefung (4) aufweist, in der das optoelektronische Bauelement (1) angeordnet ist, wobei die Lichtaustritts- oder Lichteintrittsöffnung durch eine auf der Leiterplatte (3) befestigte Blende (5) begrenzt ist, die Blende (5) elektrisch leitfähig ist und zur elektromagnetische Abschirmung auch elektrisch mit der Leiterplatte (3) verbunden ist, wobei sich die strahlbegrenzende Blende (5) in einer Ebene mit den Bauelementen der elektrischen Schaltung (2) auf der Leiterplatte (3) befindet, durch dieselbe Lötstelle (6) sowohl mechanisch verbunden als auch elektrisch kontaktiert wird, wobei ein Teil der Vertiefung (4) in der Leiterplatte (3) durch die Blende (5) abgedeckt wird.
  2. Optischer Näherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass es sich um ein miniaturisiertes Gerät handelt und die Leiterplatte (3) als Abstandshalter für eine Optik mit kurzer Brennweite dient.
DE102014222874.3A 2014-11-10 2014-11-10 Optischer Näherungsschalter Active DE102014222874C5 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014222874.3A DE102014222874C5 (de) 2014-11-10 2014-11-10 Optischer Näherungsschalter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014222874.3A DE102014222874C5 (de) 2014-11-10 2014-11-10 Optischer Näherungsschalter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102014222874B3 DE102014222874B3 (de) 2015-12-24
DE102014222874C5 true DE102014222874C5 (de) 2019-10-24

Family

ID=54768218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014222874.3A Active DE102014222874C5 (de) 2014-11-10 2014-11-10 Optischer Näherungsschalter

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014222874C5 (de)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3633181A1 (de) * 1986-09-30 1988-04-07 Siemens Ag Verfahren zur herstellung eines optokopplers bzw. einer reflexlichtschranke und zugehoeriger optokoppler bzw. zugehoerige reflexlichtschranke
US5291038A (en) * 1990-12-19 1994-03-01 Sharp Kabushiki Kaisha Reflective type photointerrupter
DE20201132U1 (de) * 2002-01-26 2002-05-23 Sick AG, 79183 Waldkirch Optoelektronische Vorrichtung
DE10122134A1 (de) 2001-05-08 2002-12-05 Sick Ag Optischer Sensor
DE19733996B4 (de) * 1997-08-06 2006-03-23 Leuze Electronic Gmbh & Co Kg Optoelektronischer Sensor
DE202011050779U1 (de) * 2011-07-21 2012-10-26 Sick Ag Optoelektronisches Empfangselement
US20130075764A1 (en) * 2011-09-27 2013-03-28 Chao-Wei Yu Optical module package structure
KR101313626B1 (ko) 2012-11-08 2013-10-02 (주)신오전자 광학 근조도 센서

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3633181A1 (de) * 1986-09-30 1988-04-07 Siemens Ag Verfahren zur herstellung eines optokopplers bzw. einer reflexlichtschranke und zugehoeriger optokoppler bzw. zugehoerige reflexlichtschranke
US5291038A (en) * 1990-12-19 1994-03-01 Sharp Kabushiki Kaisha Reflective type photointerrupter
DE19733996B4 (de) * 1997-08-06 2006-03-23 Leuze Electronic Gmbh & Co Kg Optoelektronischer Sensor
DE10122134A1 (de) 2001-05-08 2002-12-05 Sick Ag Optischer Sensor
DE20201132U1 (de) * 2002-01-26 2002-05-23 Sick AG, 79183 Waldkirch Optoelektronische Vorrichtung
DE202011050779U1 (de) * 2011-07-21 2012-10-26 Sick Ag Optoelektronisches Empfangselement
US20130075764A1 (en) * 2011-09-27 2013-03-28 Chao-Wei Yu Optical module package structure
KR101313626B1 (ko) 2012-11-08 2013-10-02 (주)신오전자 광학 근조도 센서

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014222874B3 (de) 2015-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19727633C2 (de) Bauteil zur gerichteten, bidirektionalen, optischen Datenübertragung
EP2062301B1 (de) Gehäuse für optoelektronisches bauelement und anordnung eines optoelektronischen bauelementes in dem gehäuse
EP2218118B1 (de) Anordnung mit mindestens einem optoelektronischen halbleiterbauelement
DE102016119002A1 (de) Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements
EP2288943B1 (de) Lichtschranke sowie verfahren zum detektieren von objekten
DE102017207224B4 (de) Beleuchtungsmodul mit einem Oberflächenemitter und einem Monitorempfänger
DE102014002788A1 (de) Multifunktionales optisches Mikro-Sensor-System
EP2908614A1 (de) Optisches Vermessen eines Bauelementes mit an gegenüberliegenden Seiten vorhandenen strukturellen Merkmalen
DE102016120635B4 (de) Laserbauelement und verfahren zum herstellen eines laserbauelements
WO2011161183A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauelement
WO2012139662A1 (de) Optoelektronische vorrichtung
DE102005017527A1 (de) Oberflächenmontierbares optoelektronisches Bauelement
DE102012107578B4 (de) Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements sowie Messvorrichtung mit einem lichtemittierenden, optoelektronischen Bauelement
DE102012104910B4 (de) Optoelektronische Vorrichtung und Apparatur mit einer solchen Vorrichtung
DE102014222874C5 (de) Optischer Näherungsschalter
DE102017210901A1 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren einer Fertigung derselben
EP3124921A1 (de) Positionsmesseinrichtung
DE112022001093T5 (de) Optische Sensorvorrichtung
DE19608391A1 (de) Reflexsensor
DE102012217623A1 (de) Optoelektronisches Halbleiterbauteil
DE102021104189A1 (de) Sensorvorrichtung
EP3355075B1 (de) Sensoranordnung
DE202014007445U1 (de) Multifunktionales optisches Mikro-Sensor-System
EP0994509A2 (de) Bauteil zur optischen Datenübertragung
DE102004053496A1 (de) Optischer Berührschalter

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R026 Opposition filed against patent
R034 Decision of examining division/federal patent court maintaining patent in limited form now final
R206 Amended patent specification