DE202013011008U1

DE202013011008U1 - Optical transmitting and receiving unit for an optoelectronic sensor

Info

Publication number: DE202013011008U1
Application number: DE202013011008.2U
Authority: DE
Original assignee: Balluff GmbH
Current assignee: Balluff GmbH
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2014-07-18
Anticipated expiration: 2023-12-17

Abstract

Optische Sende- oder Empfangseinheit (2, 3), umfassend – eine Leiterplatte (21, 31) mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite, welche in der ersten Seite eine Kavität (211, 311) aufweist, wobei die Kavität (211, 311) eine durch die Leiterplatte (21, 31) durchgehende Öffnung (212, 312) aufweist, deren Querschnittsfläche in der Ebene der Leiterplatte (21, 31) kleiner ist, als eine Querschnittsfläche der Kavität in der Ebene der Leiterplatte (21, 31), – ein optisches Element (22, 32), das in der Kavität (211, 311) angeordnet ist, und – eine optische Linse (23, 33), die auf der zweiten Seite der Leiterplatte (21, 31) angeordnet ist.Optical transmitter or receiver unit (2, 3), comprising - a printed circuit board (21, 31) with a first side and a second side, which has a cavity (211, 311) in the first side, the cavity (211, 311 ) has an opening (212, 312) through the circuit board (21, 31), the cross-sectional area of which in the plane of the circuit board (21, 31) is smaller than a cross-sectional area of the cavity in the plane of the circuit board (21, 31), - an optical element (22, 32) which is arranged in the cavity (211, 311), and - an optical lens (23, 33) which is arranged on the second side of the printed circuit board (21, 31).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Sendeeinheit und eine optische Empfangseinheit. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Optoelektronischen Sensor, welcher mindestens eine erfindungsgemäße optische Sendeeinheit und/oder mindestens eine erfindungsgemäße optische Empfangseinheit umfasst.The present invention relates to an optical transmitting unit and an optical receiving unit. Furthermore, the invention relates to an optoelectronic sensor which comprises at least one optical transmitting unit according to the invention and / or at least one optical receiving unit according to the invention.

Stand der TechnikState of the art

Es gibt verschiedene Möglichkeiten für den Aufbau einer Sendeeinheit mit einer LED in optoelektronischen Sensoren. Die LED ist üblicherweise in einer der drei folgenden Arten mit einer Leiterplatte verbunden:
Sie kann als bedrahtetes Bauelement ausgeführt sein, dessen Bauteilbeinchen von vorne, d. h. der Seite der optisch aktiven Fläche des Sensors, durch die Leiterplatte montiert werden. Hierbei handelt es sich um eine kostengünstige Lösung, die bei Verwendung eines rotationssymmetrischen Bauteilgehäuses eine relativ hohe Positioniergenauigkeit der LED ermöglicht. Neuentwicklungen bei bedrahteten LEDs finden allerdings nur in sehr begrenztem Umfang statt. Der Wirkungsgrad (optische Leistung zu elektrischer Leistung) solcher bedrahteter LEDs ist im Regelfall deutlich schlechter als bei LEDs mit aktueller Chiptechnologie. Zudem werden durch den metallischen Kelch in dem der LED-Chip sitzt störende Reflexionen erzeugt. Diese machen sich im optoelektronischen Sensor durch einen sogenannten Halo-Ring rund um den eigentlichen Lichtspot des Sensors bemerkbar. Eine zur Vermeidung dieses Effekts benötige Blende kann aufgrund der Bauform einer bedrahteten LED nicht nahe genug an den LED-Chip gebracht werden, so dass dieser Effekt nicht vermieden werden kann.There are various possibilities for the construction of a transmitting unit with an LED in optoelectronic sensors. The LED is usually connected to a printed circuit board in one of three ways:
It can be embodied as a wired component whose component legs are mounted from the front, ie the side of the optically active surface of the sensor, through the printed circuit board. This is a cost-effective solution that allows a relatively high positioning accuracy of the LED when using a rotationally symmetrical component housing. New developments in leaded LEDs, however, take place only to a very limited extent. The efficiency (optical power to electrical power) of such wired LEDs is generally much worse than LEDs with current chip technology. In addition, disturbing reflections are generated by the metallic cup in which the LED chip sits. These are noticeable in the optoelectronic sensor by a so-called halo ring around the actual light spot of the sensor. An aperture required to avoid this effect can not be brought close enough to the LED chip due to the design of a wired LED, so that this effect can not be avoided.

Eine SMD-LED (SMD: surface mounted device) wird entweder von vorne, d. h. der Seite der optisch aktiven Fläche des optoelektronischen Sensors, bestückt und verlötet oder aber eine reverse-mounted-SMD-LED wird von der Rückseite, d. h. der der optisch aktiven Fläche des optoelektronischen Sensors gegenüberliegenden Seite, bestückt und leuchtet durch ein zuvor in die Leiterplatte eingebrachtes Loch. SMD-LEDs sind mit aktuellen Chipgenerationen verfügbar, die einen optimalen Wirkungsgrad aufweisen. Außerdem sind SMD-LEDs über Bestückungsautomaten bestückbar. Allerdings ist die Positioniergenauigkeit nicht verklebter SMD-LEDs sehr schlecht, da sie in einem Lötprozess „wegschwimmen” können. Das Verkleben stellt allerdings einen zusätzlichen Prozessschritt dar, der zusätzliche Kosten verursacht. Auch bei der SMD-LED werden störende Reflexionen erzeugt, die sich im optoelektronischen Sensor durch einen Halo-Ring rund um den eigentlichen Lichtspot des Sensors bemerkbar machen, wenn der SMD-LED-Chip in einem metallischen Kelch sitzt. Diesem Effekt kann mittels einer Blende entgegengewirkt werden. Die exakte Positionierung der Blende gegenüber dem LED-Chip ist allerdings problematisch, so dass diese Blende nicht nur deutliche Mehrkosten verursacht, sondern auch in der Serienfertigung nicht prozesssicher herstellbar ist.An SMD-LED (SMD: surface mounted device) is either from the front, d. H. the side of the optically active surface of the optoelectronic sensor, assembled and soldered or a reverse-mounted SMD LED is from the back, d. H. the optically active surface of the optoelectronic sensor opposite side, equipped and lit by a previously introduced into the circuit board hole. SMD LEDs are available with current chip generations that have optimal efficiency. In addition, SMD LEDs can be equipped with automatic placement machines. However, the positioning accuracy of non-glued SMD LEDs is very poor, as they can "swim away" in a soldering process. Bonding, however, represents an additional process step, which causes additional costs. Disturbing reflections are also generated in the case of the SMD LED, which are manifested in the optoelectronic sensor by a halo ring around the actual light spot of the sensor when the SMD LED chip is seated in a metallic cup. This effect can be counteracted by means of a diaphragm. However, the exact positioning of the aperture relative to the LED chip is problematic, so that this panel not only causes significant additional costs, but also in series production can not be produced reliably.

Eine LED als Bondchip kann von der Vorderseite, d. h. der Seite der optisch aktiven Fläche des optoelektronischen Sensors, auf eine Leiterplatte gebondet werden. Dies erlaubt höchste Genauigkeit in der Platzierung der LED. Außerdem macht sich kein störender Halo-Ring um den Lichtspot des Senders bemerkbar. Nicht mit einem Epoxydharz abgedeckte LED-Bondchips sind allerdings sehr empfindlich gegenüber mechanischen Einflüssen. Dies birgt eine deutliche Gefahr von Vorschädigung und Totalausfällen in der Fertigung.An LED as a bonding chip can from the front, d. H. the side of the optically active surface of the optoelectronic sensor, are bonded to a circuit board. This allows highest accuracy in the placement of the LED. In addition, no annoying halo ring is noticeable around the light spot of the transmitter. However, not covered with an epoxy resin LED bonding chips are very sensitive to mechanical influences. This involves a clear risk of pre-existing damage and total outages in production.

Bei allen genannten Aufbaumöglichkeiten wird mit der Sendelinse der Sendeeinheit direkt auf die Chipebene fokussiert. Dies hat zur Folge, dass Chipstrukturen oder Bonddrähte gut sichtbar im Sendelichtstrahl abgebildet werden. Diese Hell-Dunkel-Strukturen im Lichtspot können in der späteren Applikation zum Fehlverhalten des optoelektronischen Sensors führen.For all of these construction possibilities, the transmission lens of the transmission unit focuses directly on the chip level. This has the consequence that chip structures or bonding wires are clearly visible in the transmitted light beam. These light-dark structures in the light spot can lead to the malfunction of the optoelectronic sensor in the later application.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optische Sendeeinheit bereitzustellen, welche einen LED-Chip mit hohem Wirkungsgrad, insbesondere einen SMD-LED-Chip aufnehmen kann und dabei eine hohe Positioniergenauigkeit der LED aufweist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine optische Empfangseinheit bereitzustellen, welche zusammen mit der erfindungsgemäßen optischen Sendeeinheit in einem optoelektronischen Sensor verwendet werden kann.It is therefore an object of the present invention to provide an optical transmitting unit which can record a high-efficiency LED chip, in particular an SMD LED chip, and thereby has a high positioning accuracy of the LED. A further object of the invention is to provide an optical receiving unit which can be used together with the optical transmitting unit according to the invention in an optoelectronic sensor.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese erfindungsgemäße optische Sende- oder Empfangseinheit umfasst eine Leiterplatte mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite, welche in der ersten Seite eine Kavität aufweist wobei die Kavität eine durch die Leiterplatte durchgehende Öffnung aufweist, deren Querschnittsfläche in der Ebene der Leiterplatte kleiner ist, als eine Querschnittsfläche der Kavität in der Ebene der Leiterplatte, ein optisches Element, das in der Kavität angeordnet ist, und eine optische Linse, die auf der zweiten Seite der Leiterplatte angeordnet ist. Die Kavität kann mit hoher Genauigkeit in der Leiterplatte erzeugt werden. Indem sie das optische Element aufnimmt, ermöglicht sie eine positionsgenaue Anordnung des optischen Elements in Bezug auf die durchgehende Öffnung und auf die optische Linse.This optical transmitting or receiving unit according to the invention comprises a printed circuit board having a first side and a second side, which has a cavity in the first side wherein the cavity has a through opening through the printed circuit board whose cross-sectional area in the plane of the circuit board is smaller than a Cross-sectional area of the cavity in the plane of the circuit board, an optical element, which is arranged in the cavity, and an optical lens, which is arranged on the second side of the circuit board. The cavity can be produced with high accuracy in the circuit board. By accommodating the optical element, it allows a positionally accurate arrangement of the optical element with respect to the through hole and to the optical lens.

Die durchgehende Öffnung kann als strahlbündelbegrenzendes Element zur Eliminierung eines Halo-Rings dienen. Bevorzugt ist die durchgehende Öffnung kreisförmig. Wenn die Kavität einen kreisförmigen Querschnitt in der Ebene der Leiterplatte aufweist, dann ist der Durchmesser der durchgehenden Öffnung kleiner als der Durchmesser der Kavität. Wenn das optische Element beispielsweise ein optisches Sendeelement ist, weist sie besonders bevorzugt einen Durchmesser im Bereich von 50 μm bis 600 μm auf. Ganz besonders bevorzugt weist sie einen Durchmesser im Bereich von 250 μm bis 600 μm auf. Insbesondere beträgt der Durchmesser maximal 300 μm. Wenn das optische Element beispielsweise ein optisches Sendeelement ist, ist sie damit nur so groß, dass Lichtstrahlen des optischen Sendeelements sie ungehindert passieren. An einem kelchförmigen Gehäuse des optischen Sendeelements reflektierte Randstrahlen werden jedoch abgeblendet. The through opening may serve as a beam limiting element to eliminate a halo ring. Preferably, the through opening is circular. If the cavity has a circular cross section in the plane of the circuit board, then the diameter of the through opening is smaller than the diameter of the cavity. For example, if the optical element is an optical transmitting element, it preferably has a diameter in the range of 50 μm to 600 μm. Most preferably, it has a diameter in the range of 250 microns to 600 microns. In particular, the diameter is a maximum of 300 microns. For example, if the optical element is an optical transmitting element, then it is only so large that light rays of the optical transmitting element pass through it unhindered. Edge rays reflected at a cup-shaped housing of the optical transmission element, however, are dimmed.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine optische Sendeeinheit. Das optische Element ist in diesem Fall ein optisches Sendeelement und die optische Linse ist eine Sendelinse. Bevorzugt ist die Fokusebene der Sendelinse eine Ebene, in der die durchgehende Öffnung liegt. Eine solche optische Sendeeinheit kann als Pinhole-PCB bezeichnet werden. Eventuell störende Strukturen des optischen Sendeelements, wie beispielsweise Stromverteilbrücken oder Bonddrähte erfahren hierbei eine Unschärfe. Dadurch kann ein nahezu homogener Lichtfleck mit der Geometrie der durchgehenden Öffnung erzeugt werden. Hell-Dunkel-Unterschiede im Lichtspot können somit keine Fehlfunktionen eines optoelektronischen Sensors, welcher die optische Sendeeinheit umfasst, verursachen.In one embodiment of the invention, the device according to the invention is an optical transmission unit. The optical element in this case is an optical transmitting element and the optical lens is a transmitting lens. Preferably, the focal plane of the transmission lens is a plane in which the through opening is located. Such an optical transmitting unit may be referred to as a pinhole PCB. Any disturbing structures of the optical transmitting element, such as Stromverteilbrücken or bonding wires experience this blurring. As a result, a nearly homogeneous light spot with the geometry of the through opening can be generated. Light-dark differences in the light spot can thus cause no malfunction of an opto-electronic sensor, which includes the optical transmitting unit.

Das optische Sendeelement ist vorzugsweise eine SMD-LED. Hierdurch kann ein hoher Wirkungsgrad (optische Leistung zu elektrischer Leistung) des optischen Sendeelements erreicht werden.The optical transmitting element is preferably an SMD LED. In this way, a high efficiency (optical power to electrical power) of the optical transmitting element can be achieved.

Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Leiterplatte n Lagen aufweist, wobei sich die Kavität durch 1 bis n – 1 Lagen erstreckt und die verbleibende(n) Lage(n) die durchgehende Öffnung aufweist bzw. aufweisen. Die typische Dicke einer einzigen Leiterplattenlage genügt, damit diese als Blende des optischen Sendeelements fungieren kann. Indem an der Position, an der das optische Sendeelement in die Leiterplatte eingebracht werden soll, nur diese eine Lage belassen wird und alle anderen Lagen der Leiterplatte entfernt werden, wird eine Kavität mit dem größtmöglichen Volumen zur Aufnahme des optischen Sendeelements erzeugt.It is further preferred that the printed circuit board has n layers, the cavity extending through 1 to n-1 layers and the remaining layer (s) having or having the through-opening. The typical thickness of a single circuit board layer is sufficient for it to function as a diaphragm of the optical transmission element. By leaving only this one layer at the position at which the optical transmitting element is to be introduced into the printed circuit board and removing all other layers of the printed circuit board, a cavity with the largest possible volume for receiving the optical transmitting element is produced.

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung um eine optische Empfangseinheit. Hierbei ist das optische Element ein optisches Empfangselement und die optische Linse ist eine Empfangslinse. Die durchgehende Öffnung fungiert in diesem Fall als strahlbegrenzende Struktur, die direkten Einfluss auf die Empfangsenergie des optischen Empfangselements hat, indem sie beispielsweise dessen Dynamikbereich anpasst.In a further embodiment, the device according to the invention is an optical receiving unit. Here, the optical element is an optical receiving element and the optical lens is a receiving lens. The through opening functions in this case as a beam-limiting structure which has a direct influence on the reception energy of the optical receiving element, for example by adjusting its dynamic range.

Es ist bevorzugt, dass die Leiterplatte mindestens eine Lage aufweist, wobei sich die Kavität durch alle Lagen erstreckt und auf der zweiten Seite der Leiterplatte eine Abdeckschicht angeordnet ist, welche die durchgehende Öffnung aufweist. Hierdurch stellt die Kavität das größtmögliche Volumen zur Aufnahme des optischen Empfangselements bereit. Außerdem kann die Abdeckschicht so ausgeführt werden, dass sie eine Abschirmung gegenüber elektromagentischer Strahlung darstellt. Hierzu besteht sie vorzugsweise aus Kupfer. Ein eventuell für das optische Empfangselement benötigtes Schirmblech kann in diesem Fall entfallen.It is preferred that the circuit board has at least one layer, wherein the cavity extends through all the layers and on the second side of the circuit board, a cover layer is arranged, which has the through-opening. As a result, the cavity provides the largest possible volume for receiving the optical receiving element. In addition, the cover layer can be made to provide a shield against electromagnetic radiation. For this purpose, it preferably consists of copper. Any required for the optical receiving element shielding can be omitted in this case.

Der erfindungsgemäße optoelektronische Sensor umfasst mindestens eine erfindungsgemäße optische Sendeeinheit oder mindestens eine erfindungsgemäße optische Empfangseinheit. Vorzugsweise umfasst er mindestens eine erfindungsgemäße optische Sendeeinheit und mindestens eine erfindungsgemäße optische Empfangseinheit.The optoelectronic sensor according to the invention comprises at least one optical transmitting unit according to the invention or at least one optical receiving unit according to the invention. Preferably, it comprises at least one optical transmitting unit according to the invention and at least one optical receiving unit according to the invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der folgenden Beschreibung näher erläutert.An embodiment of the invention is illustrated in the drawings and will be explained in more detail in the following description.

1 zeigt schematisch eine optische Sendeeinheit gemäß dem Stand der Technik. 1 schematically shows an optical transmitting unit according to the prior art.

2 zeigt schematisch eine optische Sendeeinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 2 schematically shows an optical transmitting unit according to an embodiment of the invention.

3 zeigt die Befestigung einer SMD-LED in einer optischen Sendeeinheit gemäß 2. 3 shows the attachment of an SMD LED in an optical transmitting unit according to 2 ,

4 zeigt schematisch eine optische Empfangseinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 4 schematically shows an optical receiving unit according to an embodiment of the invention.

5 zeigt schematisch einen optoelektronischen Sensor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 5 schematically shows an optoelectronic sensor according to an embodiment of the invention.

Ausführungsbeispiele der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt eine herkömmliche Sendeeinheit 1 für einen optoelektronischen Sensor. Auf einer Leiterplatte 11 ist eine SMD-LED 12 in einem PLCC-Gehäuse (PLCC: plastic leaded chip carrier) aufgelötet. Die SMD-LED 12 ist auf eine Sendelinse 13 gerichtet. Durch ein „Wegschwimmen” des Gehäuses der SMD-LED 12 während des Auflötens auf die Leiterplatte 11 ist diese fehlerhaft positioniert. Die von der SMD-LED 12 ausgehenden Lichtstrahlen L umfassen zudem Streulicht, welches einen Halo-Ring um den Sendelichtstrahl erzeugt. Außerdem ist in den Lichtstrahlen L darin eine störende Chipstruktur zu sehen, was zu Fehlfunktionen eines optoelektronischen Sensors führen kann, in welchem die optische Sendeeinheit 1 verbaut ist. 1 shows a conventional transmitting unit 1 for an optoelectronic sensor. On a circuit board 11 is an SMD LED 12 soldered in a plastic leaded chip carrier (PLCC) package. The SMD LED 12 is on a transmitter lens 13 directed. By "swimming away" the housing of the SMD LED 12 during soldering on the circuit board 11 this is incorrectly positioned. The of the SMD LED 12 Outgoing light beams L also include stray light, which generates a halo ring around the transmitted light beam. In addition, in the light beam L is to see an interfering chip structure, which can lead to malfunction of an optoelectronic sensor, in which the optical transmitting unit 1 is installed.

Eine optische Sendeeinheit 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 2 dargestellt. In einer Leiterplatte 21 mit vier Lagen 21a, 21b, 21c, 21d wurden in einer vorgegebenen Position von einer ersten Seite der Leiterplatte 21 aus drei Lagen 21a, 21b, 21c entfernt, um so eine Kavität 211 in der Leiterplatte 21 zu erzeugen. Eine SMD-LED ist als optisches Element 22 in der Kavität 211 angeordnet. 3 zeigt eine Ansicht der Leiterplatte 21 von ihrer ersten Seite. Es ist dargestellt, wie das in der Kavität 211 versenkte optische Element 22 mittels Kontaktdrähten 221 und Lötstopplack 222 elektrisch mit der Leiterplatte 21 verbunden ist. Durch die exakte Positionierung des optischen Elements 22 in der Kavität 211 ist ein „Wegschwimmen” des optischen Elements 22 beim Lötvorgang ausgeschlossen. Auf der zweiten Seite der Leiterplatte 21 ist eine optische Linse 23 in Form einer Sendelinse angeordnet. Das optische Element 22 ist somit als reverse-mounted-SMD-LED ausgeführt. Die in der Kavität 211 nicht abgetragene Lage 21d der Leiterplatte 21 weist eine kreisförmige durchgehende Öffnung 212 mit einem Durchmesser von 300 μm auf. Der Fokuspunkt der optischen Linse 23 liegt in der Ebene der durchgehenden Öffnung 212. Somit bilden die von dem optischen Element 22 ausgehenden Lichtstrahlen L ein kreisrunden homogenen und feinen Sendelichtbereich, der bei Verwendung der optischen Sendeeinheit 2 in einem optoelektronischen Sensor die Erfassung von kleinsten Objektstrukturen zulässt.An optical transmission unit 2 according to an embodiment of the invention is in 2 shown. In a circuit board 21 with four layers 21a . 21b . 21c . 21d were in a predetermined position from a first side of the circuit board 21 from three layers 21a . 21b . 21c removed, so a cavity 211 in the circuit board 21 to create. An SMD LED is an optical element 22 in the cavity 211 arranged. 3 shows a view of the circuit board 21 from her first page. It is shown as that in the cavity 211 recessed optical element 22 by means of contact wires 221 and solder mask 222 electrically with the circuit board 21 connected is. Due to the exact positioning of the optical element 22 in the cavity 211 is a "floating away" of the optical element 22 excluded during the soldering process. On the second side of the circuit board 21 is an optical lens 23 arranged in the form of a transmitting lens. The optical element 22 is thus designed as a reverse-mounted SMD LED. The in the cavity 211 not worn location 21d the circuit board 21 has a circular through opening 212 with a diameter of 300 microns. The focal point of the optical lens 23 lies in the plane of the through opening 212 , Thus, those of the optical element 22 Outgoing light beams L a circular homogeneous and fine transmission light range when using the optical transmitter unit 2 in an opto-electronic sensor allows the detection of the smallest object structures.

Eine optische Empfangseinheit 3 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in 4 dargestellt. In einer vierlagigen Leiterplatte 31 wurden an einer vorgegebenen Position alle vier Lagen 31a, 31b, 31c, 31d entfernt, um eine Kavität 311 zu erzeugen. Diese nimmt ein optisches Empfangselement 32 auf, das auf diese Weise exakt positioniert ist. Die optische aktive Fläche des optischen Empfangselements 32 ist einer als Empfangslinse ausgeführten optischen Linse 33 zugewandt. Die dieser optischen Linse 33 zugewandte Seite der Leiterplatte 31 weist eine Abdeckschicht 31e aus Kupfer auf, welche die Kavität 311 und damit das optische Element 32 abdeckt und dabei nur eine durchgehende Öffnung 312 freilässt. Diese durchgehende Öffnung ist kreisförmig und hat einen Durchmesser von 300 μm. Sie begrenzt den Dynamikbereich des optischen Elements 32. Zudem fungiert sie als elektromagnetische Abschirmung, so dass das optische Element 32 kein Schirmblech benötigt.An optical receiving unit 3 according to one embodiment of the invention is in 4 shown. In a four-layer circuit board 31 at a given position all four layers were 31a . 31b . 31c . 31d removed to a cavity 311 to create. This takes an optical receiving element 32 on, which is precisely positioned in this way. The optically active surface of the optical receiving element 32 is an optical lens designed as a receiving lens 33 facing. The of this optical lens 33 facing side of the circuit board 31 has a cover layer 31e made of copper on which the cavity 311 and thus the optical element 32 covers and thereby only a continuous opening 312 leaves free. This continuous opening is circular and has a diameter of 300 microns. It limits the dynamic range of the optical element 32 , In addition, it acts as an electromagnetic shield, so that the optical element 32 no shielding plate needed.

5 zeigt einen optoelektronischen Sensor 4 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Dieser umfasst die zuvor beschriebene optische Sendeeinheit 2 und die zuvor beschriebene optische Empfangseinheit 3. Er kann beispielsweise als Lichttaster verwendet werden. 5 shows an optoelectronic sensor 4 according to an embodiment of the invention. This comprises the optical transmission unit described above 2 and the above-described optical receiving unit 3 , It can be used, for example, as a light sensor.

Claims

Optical transmitting or receiving unit ( 2 . 3 ), comprising - a printed circuit board ( 21 . 31 ) having a first side and a second side having a cavity in the first side ( 211 . 311 ), wherein the cavity ( 211 . 311 ) one through the circuit board ( 21 . 31 ) through opening ( 212 . 312 ) whose cross-sectional area in the plane of the printed circuit board ( 21 . 31 ) is smaller than a cross-sectional area of the cavity in the plane of the printed circuit board ( 21 . 31 ), - an optical element ( 22 . 32 ), which is in the cavity ( 211 . 311 ), and - an optical lens ( 23 . 33 ) on the second side of the circuit board ( 21 . 31 ) is arranged.

Optical transmitting or receiving unit ( 2 . 3 ) according to claim 1, characterized in that the through opening ( 212 . 312 ) is circular.

Optical transmission unit ( 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the optical element ( 22 ) is an optical transmitting element, and that the optical lens ( 23 ) is a transmission lens.

Optical transmission unit ( 2 ) according to claim 3, characterized in that the through opening ( 212 . 312 ) has a diameter in the range of 50 microns to 600 microns.

Optical transmission unit ( 2 ) according to claim 4, characterized in that the through opening ( 212 . 312 ) has a maximum diameter of 300 microns.

Optical transmission unit ( 2 ) according to one of claims 3 to 5, characterized in that the focal plane of the transmission lens is a plane in which the through-going opening ( 212 ) lies.

Optical transmission unit ( 2 ) according to one of claims 3 to 6, characterized in that the optical transmitting element is an SMD LED.

Optical transmission unit ( 2 ) according to one of claims 3 to 7, characterized in that the printed circuit board ( 21 ) n Layers ( 21a . 21b . 21c . 21d ), wherein the cavity ( 211 ) by 1 to n - 1 layers ( 21a . 21b . 210 ) and the remaining layer or layers ( 21d ) the through opening ( 212 ) or have.

Optical receiving unit ( 3 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the optical element ( 32 ) is an optical receiving element, and that the optical lens ( 33 ) is a receiving lens.

Optical receiving unit ( 3 ) according to claim 9, characterized in that the printed circuit board ( 31 ) at least one layer ( 31a . 31b . 31c . 31d ), wherein the cavity ( 311 ) through all layers ( 31a . 31b . 31c . 31d ) and on the second side of the printed circuit board ( 31 ) a cover layer ( 31e ) is arranged, which the through opening ( 311 ) having.

Optical receiving unit according to claim 10, characterized in that the covering layer ( 31d ) consists of copper.

Optoelectronic sensor ( 4 ), comprising at least one optical transmitting unit ( 2 ) according to one of claims 3 to 8 and / or at least one optical receiving unit ( 3 ) according to one of claims 9 to 11.