DE69015236T2

DE69015236T2 - Elektro-optisches Sender-Empfänger-Bauelement in einem Gehäuse.

Info

Publication number: DE69015236T2
Application number: DE69015236T
Authority: DE
Inventors: David W Stevenson
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1989-04-03
Filing date: 1990-04-03
Publication date: 1995-07-20
Anticipated expiration: 2010-04-04
Also published as: EP0391671A3; EP0391671B1; KR900017310A; JP2969761B2; DE69015236D1; EP0391671A2; KR0153000B1; US4972089A; JPH02295176A

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrooptische Sender- Empfänger und insbesondere einen in einem Gehäuse untergebrachten, in Reihe geschalteten elektrooptischen Halbleiter- Sender-Empfänger, bei dem sowohl der Sender als auch der Empfänger durch eine durchsichtige Abdeckung hindurch nach außen gewandt sind.

Hintergrund der Erfindung

Es ist ein bekanntes Verfahren, optische Halbleiter-Sender- und-Empfänger-Vorrichtungen zum Einsatz unter anderem als kombinierten Sender-Empfänger in einem einzelnen Gehäuse unterzubringen. Bei einem typischen Anwendungsgebiet ist der Sender ein Halbleiterleuchtdiode (LED), die, wenn sie unter Spannung gesetzt wird, Licht emittiert. Das Licht von der LED wandert durch die lichtdurchlässige Abdeckung und verläßt das Vorrichtungsgehäuse, wo es auf eine separate Empfänger-Vorrichtung oder einen Gegenstand auftreffen kann, der einen Teil des emittierten Lichtes durch die lichtdurchlässige Abdeckung hindurch auf die Empfänger-Vorrichtung im gleichen Gehäuse zurückleitet. Phototransistoren, Photodioden und Photowiderstände sind bekannte Empfänger-Vorrichtungen. Es ist wichtig, daß die Wellenlängen-Empfindlichkeit der Empfänger-Vorrichtung so ist, daß sie das durch die LED oder einen anderen optischen Sender in dem Gehäuse emittierte Licht ausreichend erfassen kann. Verschiedene elektrooptische Sender-Empfänger sind in den US-Patenten 4,3091605 von Okabe, 4,614,958 von Mikami et al., 4,521,681 von Inaba et al. und der japanischen Patentanmeldung Nr. JP- A-56-110273 beschrieben worden.
Vorrichtungen nach dem Stand der Technik weisen eine Reihe von Nachteilen auf, so beispielsweise den Einsatz von komplizierten und teuren Halbleiter-Vorrichtungen und/oder Gehäusen, durch die die Herstellungskosten zunehmen, und/oder die nicht die gewünschte Leistung bringen.
US-Patent Nr. 3,842,263 offenbart einen optoelektronischen Wandler, der einen geformten Körper aus Material mit einem Paar Vertiefungen umfaßt, in denen sich eine Lichtquelle bzw. eine photoempfindliche Vorrichtung befinden. Die Vertiefungen sind nahe nebeneinander angeordnet, so daß kein kompliziertes Linsensystem erforderlich ist, um emittiertes oder empfangenes Licht zu fokussieren.
Dementsprechend besteht nach wie vor ein Bedarf für in einem Gehäuse untergebrachte Halbleiter-Sender-Empfänger-Vorrichtungen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine solche zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte in einem Gehäuse untergebrachte Halbleiter-Sender-Empfänger-Vorrichtung zu schaffen, wobei sowohl der Sender als auch der Empfänger nach außen gerichtet sind und an einem einfachen Leiterrahmen angebracht werden können, der sich für die automatische Montage bei geringen Kosten eignet.

Kurze Zusammenfassung der Erfindung

Die obenstehenden und andere Aufgaben und Vorteile werden durch eine in einem Gehäuse untergebrachte elektrooptische Sender-Empfänger-Vorrichtung zum Aussenden und Empfangen von Licht durch eine äußere Fläche derselben erbracht, die umfaßt:
eine Leitereinrichtung, auf der sich eine Lichtquelle veränderlicher Intensität befindet, die so ausgerichtet ist, daß sie Licht in Richtung der äußeren Fläche projiziert, sowie eine photoempfindliche Vorrichtung, die so ausgerichtet ist, daß sie Licht empfängt, das durch die äußere Fläche eintritt; und
eine lichtdurchlässige Abdeckungseinrichtung, die den Durchtritt von Licht von der Lichtquelle veränderlicher Intensität zu der photoempfindlichen Vorrichtung ermöglicht, wobei die Sender-Empfänger-Vorrichtung dadurch charakterisiert ist, daß die Leitereinrichtung eine Aufnahmefläche umfaßt, die der Außenfläche zugewandt und von ihr durch einen Zwischenraum getrennt ist, wobei die Lichtquelle veränderlicher Intensität auf einem ersten Abschnitt der Aufnahmefläche angebracht ist, und die photoempfindliche Vorrichtung auf einem anderen Abschnitt der Aufnahmefläche angebracht ist, und dadurch, daß die lichtdurchlässige Abdeckungseinrichtung aus einem Stück besteht und sich über der photoempfindlichen Vorrichtung und der Lichtquelle veränderlicher Intensität befindet und eine gekrümmte Linseneinrichtung aufweist, die sich im wesentlichen mittig über der photoempfindlichen Vorrichtung befindet und Licht auf fängt, einen im wesentlichen flachen oder konkaven Abschnitt, der sich über der Lichtquelle veränderlicher Intensität befindet und Licht aussendet, sowie eine Vertiefung, die sich von der Außenfläche in Richtung der Aufnahmefläche zwischen der Lichtquelle veränderlicher Intensität und der photoempfindlichen Vorrichtung nach innen erstreckt, wobei die Vertiefung so angeordnet ist, daß Licht von der Lichtquelle veränderlicher Intensität, das im Inneren des Gehäuses rückgestreut wird, nicht ausreicht, um die photoempfindliche Vorrichtung einzuschalten.
Bei einer ersten Ausführung ist die photoempfindliche Vorrichtung an einem ersten Abschnitt der Leitereinrichtung angebracht, und die Lichtquelle veränderlicher Intensität ist an einem zweiten, beabstandeten Abschnitt der Leitereinrichtung angebracht. Es ist von Vorteil, wenn die Leitereinrichtung einen ersten Abschnitt umfaßt, auf dem sich die photoempfindliche Vorrichtung befindet, einen zweiten Abschnitt, auf dem sich die Lichtquelle veränderlicher Intensität befindet, sowie einen dritten Abschnitt, wobei der erste, zweite und dritte Abschnitt in einer im wesentlichen gemeinsamen Ebene beabstandet sind. Eine erste elektrische Verbindungseinrichtung erstreckt sich vorteilhafterweise zwischen der Lichtquelle veränderlicher Intensität und dem ersten Abschnitt der Leitereinrichtung, und eine zweite elektrische Verbindungseinrichtung erstreckt sich vorteilhafterweise zwischen dem dritten Abschnitt der Leitereinrichtung und der photoempfindlichen Vorrichtung.
Bei einer bevorzugten Ausführung ist die photoempfindliche Vorrichtung ein Phototransistor, dessen Kollektor an den ersten Abschnitt der Leitereinrichtung gebondet ist, und dessen Emitter mit dem dritten Abschnitt der Leitereinrichtung verbunden ist, und die Lichtquelle veränderlicher Intensität ist eine LED, deren einer Anschluß an den zweiten Abschnitt der Leitereinrichtung gebondet ist und deren anderer Anschluß mit dem ersten Abschnitt der Leitereinrichtung verbunden ist. Die gekrümmte Linse ist vorteilhafterweise in die lichtdurchlässige Abdeckungseinrichtung eingelassen, so daß sie nicht darüber vorsteht.
Bei einer zweiten Ausführung ist die photoempfindliche Vorrichtung an einem ersten Abschnitt der Leitereinrichtung angebracht, und die Lichtquelle veränderlicher Intensität ist an dem gleichen Abschnitt der Leitereinrichtung, jedoch von der photoempfindlichen Vorrichtung beabstandet, angebracht.
Die obenstehende Zusammenfassung der Erfindung und die Aufgaben und Vorteile derselben werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen und die folgende Beschreibung besser verständlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine vereinfachte Draufsicht auf einen Halbleiter-Sender-Empfänger in einem Gehäuse nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung in Fig. 1;
Fig. 3 ist ein Schaltbild der elektrischen Schaltung, die zu einem Paar Vorrichtungen gemäß Fig. 1 gehört, die einander gegenüberliegend angeordnet sind;
Fig. 4 ist eine vereinfachte Draufsicht auf einen Halbleiter-Sender-Empfänger in einem Gehäuse gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung in Fig. 4;
Fig. 6 ist eine Vorderansicht der Vorrichtung in Fig. 4;
Fig. 7 ist ein Schaltbild der elektrischen Schaltung, die zu der Vorrichtung in Fig. 4 gehört;
Fig. 8 ist eine vereinfachte Draufsicht auf einen Halbleiter-Sender-Empfänger in einem Gehäuse gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung in Fig. 8; und
Fig. 10 ist ein Schaltbild der elektrischen Schaltungl die zu der Vorrichtung in Fig. 9 gehört.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine vereinfachte Draufsicht, und Fig. 2 ist eine vereinfachte Seitenansicht eines Halbleiter-Sender-Empfängers 10 in einem Gehäuse nach dem Stand der Technik. Sender- Empfänger 10 umfaßt Leiter 12, 14, 16, die von einer Abdekkung 18 umgeben sind. Der mittlere Leiter 14 hat den Chip- Bondabschnitt (die bond portion) 20, auf dem Phototransistor 22 und LED 24 angebracht sind. Drahtbond 23 verbindet Phototransistor 22 mit Leiter 16, und Drahtbond 25 verbindet LED 24 mit Leiter 12. Abdeckung 18 weist eine vorstehende, lichtdurchlässige konvexe Linse 19 auf, die sowohl über Phototransistor 22 als auch LED 24 angeordnet ist. Auf diese Weise tritt Licht 26, das von LED 24 emittiert wird, und Licht 28, das von Phototransistor 22 empfangen wird, durch Linse 19. Galliumarsenid-LED's eignen sich zum Einsatz in Verbindung mit Siliciumempfängern, wie beispielsweise Silicium-Phototransistoren. Derartige Vorrichtungen sind in der Technik bekannt, und auch Einrichtungen zur Montage derselben sind bekannt.
Fig. 3 zeigt ein Schaltbild, bei dem ein Paar identischer Vorrichtungen 10, 10' nach dem Stand der Technik aus Fig. 1- 2, die Transistoren 22, 22' sowie LEDs 24, 24' umfassen, Sender an Empfänger über Zwischenraum 30 angeordnet sind. LED-Strombegrenzerwiderstände 32, 32' und Ausgangswiderstände 34, 34' sind vorhanden. Spannung wird zwischen den Leitern 16, 16' und Masse angelegt. Es ist keine gemeinsame elektrische Verbindung zwischen den Schaltungen 10, 10' erforderlich, sondern lediglich die optische Verbindung über den Zwischenraum 30.
Ein mit der Anordnung in Fig. 1-2 verbundenes Problem besteht darin, daß die LED und der Phototransistor nahe beieinander angeordnet sind und sich unter der gleichen Linse befinden. Dadurch steigt die Wahrscheinlichkeit von Einstreuung, d.h., Licht von LED 24 gelangt über interne Rückstreuung im Inneren des Gehäuses unbeabsichtigt zu Phototransistor 22. Wenn dies der Fall ist, kann die in Fig. 3 schematisch dargestellte Signalanordnung nicht in einem Duplex-Betrieb arbeiten, d.h., die Vorrichtung 10 und 10' können nicht gleichzeitig senden und empfangen, sondern müssen in einem Simplex-Betrieb arbeiten, d.h., Vorrichtung 10 sendet und Vorrichtung 10' empfängt, oder umgedreht, jedoch nicht beides zu gleicher Zeit.
Ein weiteres Problem der Vorrichtung in Fig. 1 und 2 besteht darin, daß, wenn ein n-p-n-Phototransistor eingesetzt werden soll, eine p-Substrat-LED vorhanden sein muß, so daß die LED in der richtigen elektrischen Richtung am gemeinsamen Bondabschnitt 20 angeordnet werden kann. p-Substrat-LED's sind oft weniger vorteilhaft als n-Substrat-LED's, da sie teurer sind.
Die obenstehenden und andere Probleme werden durch die erfindungsgemäße Konstruktion gelöst, die in einer ersten Ausführung in Fig. 4-6 dargestellt ist. Fig. 4-6 sind jeweils eine vereinfachte Draufsicht, eine Seitenansicht und eine Vorderansicht eines Halbleiter-Sender-Empfängers 40 in einem Gehäuse gemäß der vorliegenden Erfindung. Sender-Empfänger 40 umfaßt Leiter 42, 44, 46, die von einer Abdeckung 48 umschlossen sind. Der mittlere Leiter 44 weist den Chip-Bondabschnitt 50 auf, auf dem Phototransistor 52 angebracht ist, so daß beispielsweise der Kollektor desselben in elektrischem Kontakt mit Leiter 44 ist. LED 54 ist auf Leiter 42 angebracht, so daß beispielsweise die Anode von LED 54 in elektrischem Kontakt mit Leiter 42 ist. Drahtbond 53 verbindet beispielsweise den Emitter von Phototransistor 52 mit Leiter 46, und Drahtbond 55 verbindet beispielsweise die Anode von LED 54 mit Leiter 44.
Die lichtdurchlässige Abdeckung 48 weist eine konvexe Linse 49 auf, die mittig über Phototransistor 52, jedoch nicht über LED 54 angeordnet ist. Von Phototransistor 52 empfangenes Licht 58 tritt inittig durch Linse 49 hindurch, was jedoch Licht 56, das von LED 54 emittiert wird, nicht tut. Dadurch wird ein besserer Lichtempfangswirkungsgrad des Phototransistors 52 im Vergleich zu der Anordnung nach dem Stand der Technik in Fig. 1 und 2 erreicht, bei der sich der Phototransistor 22 nicht mittig unter Linse 19 befindet, sondern sich auf einer Seite befindet, um Platz für LED 24 zu lassen, mit der er Linse 19 teilt. Linse 49 kann auf eine Linse 19 in Fig. 1-2 ähnelnde Weise vorstehen. Die eingelassene Anordnung von Linse 49, wie sie in Fig. 4-6 dargestellt ist, wird jedoch bevorzugt, da Linse 49 dadurch weniger anfällig für Oberflächenbeschädigung wird, die die Leistung der Vorrichtung nachteilig beeinflußt. So können beispielsweise Kratzer auf der vorstehenden Linse 19 in Fig. 1-2 den Betrag der inneren Lichtrückstreuung erhöhen.
Obwohl über LED 54 auch eine konvexe Linse vorhanden sein kann, tritt bei einer bevorzugten Ausführung Licht 56 von LED 54 durch einen im wesentlichen flachen oder konkaven (gestrichelt dargestellt) Oberflächenabschnitt 59 der lichtdurchlässigen Abdeckung 48. Die bevorzugte Konstruktion läßt sich besonders einfach herstellen, und es hat sich herausgestellt, daß sie im Vergleich zu der Vorrichtung nach dem Stand der Technik in Fig. 1-2 bessere Ergebnisse bringt. Dadurch, daß der Oberflächenabschnitt 59 der Abdeckung 48 oberhalb von LED 54 im wesentlichen flach ist, wurde eine breitere äußere Lichtstreuung erreicht. Darüber hinaus ist die Anordnung in Fig. 4-6 weniger anfällig für innere Lichtrückstreuung von LED 54, die Transistor 52 beeinflußt. Dies liegt unter anderem daran, daß der Oberflächenabschnitt 49' von Linse 49, der sich in Körper 48 hinein erstreckt, als eine eingebaute optische Trenneinrichtung wirkt, die den Durchlaß von im Inneren gestreuten Licht von LED 42 zu Transistor 52, so beispielsweise Licht, das von der Körper-Luft- Grenzfläche am Oberflächenabschnitt 59 zurückgestreut wird, verhindert.
Die oben beschriebenen Merkmale führen in Kombination zu einer verbesserten Leistung auf einer Vielzahl von Anwendungsgebieten. Wenn beispielsweise ein Paar Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 3 angeordnet werden, sind sie weniger empfindlich hinsichtlich der Sender-Emitter-Ausrichtung auf beiden Seiten von Zwischenraum 30. Beim Einzeleinsatz, wie er beispielsweise durch das Schaltbild in Fig. 7 dargestellt ist, wird Licht 56 von LED 54 auf Objekt 60 gerichtet, und Licht 58 wird durch Objekt 60 auf Phototransistor 52 zurück reflektiert oder gestreut. Der breitere Streuwinkel des emittierten Lichts führt zusammen mit dem höheren Lichtempfangswirkungsgrad von Linse 49 oberhalb von Phototransistor 52 auch in dieser Situation zu höherer Leistung. Das heißt, die Anordnung von Objekt 60 in bezug auf Sender-Empfänger 40 ist weniger ausschlaggebend, und ein größeres Ein-Aus-Signalverhältnis wird von Transistor 52 für den gleichen Anregungspegel an LED 54 erreicht, wenn Objekt 60 in den Weg des emittierten Lichts 56 eingeführt oder daraus entfernt wird. Dies liegt unter anderem daran, daß die erfindungsgemäße Anordnung in Fig. 4-6 niedrigere Pegel an innerer Lichtrückstreuung aufweist als die Anordnung nach dem Stand der Technik in Fig. 1-2. Da andere Dinge gleich sind, bedeutet dies, daß der Dunkelsignalpegel von Transistor 52 (keine äußere Reflektion oder Streuung) niedriger ist als der mit der Anordnung nach dem Stand der Technik erreichte.
Eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 8-10 dargestellt. Fig. 8-9 zeigen jeweils eine vereinfachte Draufsicht und eine Seitenansicht eines Halbleiter- Sender-Empfängers 60 in einem Gehäuse, und Fig. 10 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild, das bei der Vorrichtung in Fig. 8-9 eingesetzt werden kann.
Sender-Empfänger 60 umfaßt Leiter 62, 64, 66, die von Abdekkung 68 umschlossen sind. Der mittlere Leiter 64 hat den Chip-Bondabschnitt 70, auf dem Phototransistor 72 angebracht ist, so daß beispielsweise der Kollektor desselben in elektrischem Kontakt mit Leiter 64 ist. LED 74 ist an einer anderen Stelle auf dem Chip-Bondabschnitt 70 oder an einer anderen Stelle von Leiter 64 angebracht, so daß beispielsweise die Kathode von LED 74 in elektrischem Kontakt mit Leiter 64 ist. Drahtbond 73 verbindet beispielsweise den Emitter von Phototransistor 72 mit Leiter 66, und Drahtbond 75 verbindet beispielsweise die Anode von LED 74 mit Leiter 62.
Die lichtdurchlässige Abdeckung 68 weist eine konvexe Linse 69 auf, die mittig über dem Phototransistor 72, jedoch nicht über LED 74 angeordnet ist. Von Phototransistor 72 empfangenes Licht 78 tritt mittig durch Linse 69 hindurch, was jedoch von LED 74 empfangenes Licht 76 nicht tut. Obwohl auch eine konvexe Linse über LED 74 vorhanden sein kann, tritt bei einer bevorzugten Ausführung Licht 76 von LED 74 durch einen im wesentlichen flachen oder konkaven (mit Strichlinien dargestellten) Abschnitt 79 der lichtdurchlässigen Abdeckung 68. Diese Anordnung weist die bereits im Zusammenhang mit Fig. 4-6 beschriebenen Vorteile einschließlich des eingelassenen Oberflächenabschnitts 69 zwischen LED 74 und Phototransistor 72 auf.
Fig. 10 stellt dar, wie die Vorrichtung in Fig. 8-9 mit Widerständen 82, 84 verbunden werden kann. Licht 76 von LED 74 wird als Licht 78 von Objekt 80 zum Phototransistor 72 zurückreflektiert oder gestreut, wenn sich Objekt 80 im Weg des Lichtes 76 befindet. Ansonsten besteht im wesentlichen kein optischer Weg zwischen LED 74 und Transistor 72.
Ein Merkmal der Anordnung in Fig. 10 besteht darin, daß sie rückkoppelnd ist, d.h., wenn die Impedanz von Phototransistor 72 in Reaktion auf den Empfang von reflektiertem oder gestreutem Licht 58 abnimmt, nimmt auch der Strom durch LED 74 zu, was zu einer Zunahme des emittierten Lichts 76 führt. Da andere Dinge gleich sind, nimmt durch diese Zunahme des emittierten Lichts 76 das empfangene Licht 78 zu, wodurch die Impedanz von Transistor 72 weiter verringert wird. Diese Rückkopplungswirkung hält an, bis Phototransistor 72 gesättigt ist, was er bleibt, bis Objekt 80 entfernt wird, oder der Lichtweg auf andere Weise unterbrochen wird, so daß das reflektierte oder gestreute Licht unter den Pegel fällt, der zur Aufrechterhaltung von Leitung in Transistor 72 erforderlich ist. Die Schaltung schaltet dann ab. Diese Schaltung hat den Vorteil der Sprungschaltung aufgrund der Rückkopplung und eines größeren Ein-Aus-Signalverhältnisses als ohne die Rückkopplung erreichbar wäre.
Der Fachmann erkennt, daß der im wesentlichen flache Leiterrahmen, der bei der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, leicht mit in der Technik bekannten Mitteln hergestellt werden kann, und bei der Montage im Vergleich zu anderen Typen von Leiterrahmen, die normalerweise mit optoelektronischen Bauteilen eingesetzt werden, leicht zu handhaben ist. Sowohl die LED als auch der Phototransistor sind an flachen Abschnitten des Leiterrahmens angebracht, die im wesentlichen in der gleichen Ebene liegen. Obwohl verschiedene Teile des Leiterrahmens nach oben oder nach unten ausgeformt sein können, ist dies nicht notwendig. Des weiteren haben die LED und der Phototransistor vorteilhafterweise die Form von Chips mit einem Kontakt, der mit der Oberfläche hergestellt wird, an der sie angebracht sind, und die mit in der Technik bekannten Mitteln an dem Leiterrahmen angebracht werden. Es ist nicht erforderlich, Isolatoren auf dem Leiterrahmen zu verwenden, um entweder die LED oder den Phototransistor dagegen zu isolieren. Darüber hinaus sind der einfache, mit Rückseitenkontakt (backcontact) versehene Chip und der plane Leiterrahmen der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung besonders gut für die kostengünstige automatische Montage geeignet. Dadurch kann das erfindungsgemäße Erzeugnis besonders wirtschaftlich hergestellt werden.
Nach dieser Beschreibung der Erfindung liegt für den Fachmann auf der Hand, daß sie eine verbesserte Halbleiter-Sender-Empfänger-Vorrichtung in einem Gehäuse schafft, und zwar insbesondere eine, bei der der Sender und der Empfänger beide nach außen gerichtet sind und an einem einfachen planen Leiterrahmen angebracht werden können, und die sich besonders gut für kostengünstige Montage eignet.
Für den Fachmann ist aus der obenstehenden Beschreibung ersichtlich, daß viele Abwandlungen bei der Wahl der Bauteile des Empfängers und des Senders möglich sind, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen. So weiß der Fachmann beispielsweise, daß, obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Silicium-Phototransistoren beschrieben worden ist, daß Photodioden und/oder Photowiderstände und/oder Photothyristoren oder andere photoempfindliche Bauteile, die aus anderen Materialien bestehen, gleichfalls eingesetzt werden können. Desgleichen könnten, obwohl die Erfindung anhand von Leuchtdioden, beispielsweise Galliumarsenid-Leuchtdioden, beschrieben worden ist, auch andere Sender und andere emittierende Materialien eingesetzt werden können. Der Fachmann kann auf der Grundlage der obenstehenden Beschreibung geeignete Bauteile für Sender und Empfänger zum Einsatz im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung auswählen.

Claims

1. Elektrooptische Sender-Empfänger-Vorrichtung (40) zum Aussenden und Empfangen von Licht durch eine äußere Fläche derselben, die umfaßt:

eine Leitereinrichtung (42, 44, 46), auf der sich eine Lichtquelle (54) veränderlicher Intensität befindet, die so ausgerichtet ist, daß sie Licht in Richtung der äußeren Fläche projiziert, sowie eine photoempfindliche Vorrichtung (52), die so ausgerichtet ist, daß sie Licht empfängt, das durch die äußere Fläche eintritt; und

eine lichtdurchlässige Abdeckungseinrichtung (48), die den Durchtritt von Licht (56, 58) von der Lichtquelle (54) veränderlicher Intensität zu der photoempfindlichen Vorrichtung (52) ermöglicht, wobei die Sender-Empfänger-Vorrichtung dadurch charakterisiert ist, daß die Leitereinrichtung (42, 44, 46) eine Aufnahmefläche umfaßt, die der Außenfläche zugewandt und von ihr durch einen Zwischenraum getrennt ist, wobei die Lichtquelle veränderlicher Intensität auf einem ersten Abschnitt (42) der Aufnahmefläche angebracht ist, und die photoempfindliche Vorrichtung auf einem anderen Abschnitt (50) der Aufnahmefläche angebracht ist, und dadurch, daß die lichtdurchlässige Abdeckungseinrichtung (48) aus einem Stück besteht und sich über der photoempfindlichen Vorrichtung (52) und der Lichtquelle (54) veränderlicher Intensität befindet und eine gekrümmte Linseneinrichtung (49) aufweist, die sich im wesentlichen mittig über der photoempfindlichen Vorrichtung (52) befindet und Licht auf fängt, einen im wesentlichen flachen oder konkaven Abschnitt (59), der sich über der Lichtquelle (54) veränderlicher Intensität befindet und Licht (56) aussendet, sowie eine Vertiefung (49'), die sich von der Außenfläche in Richtung der Aufnahmefläche zwischen der Lichtquelle (54) veränderlicher Intensität und der photoempfindlichen Vorrichtung (52) nach innen erstreckt, wobei die Vertiefung so angeordnet ist, daß Licht von der Lichtquelle (54) veränderlicher Intensität, das im Inneren des Gehäuses rückgestreut wird, nicht ausreicht, um die photoempfindliche Vorrichtung (52) einzuschalten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leitereinrichtung (42, 44, 46) im wesentlichen flach ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Aufnahmefläche der Leitereinrichtung (42, 44, 46) einen ersten Abschnitt (44) umfaßt, auf dem sich die photoempfindliche Vorrichtung (52) befindet, einen zweiten Abschnitt (42), auf dem sich die Lichtquelle veränderlicher Intensität (54) befindet, sowie einen dritten Abschnitt (46), wobei der erste (44), der zweite (42) und der dritte Abschnitt (46) in einer im wesentlichen gemeinsamen Ebene beabstandet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die photoempfindliche Vorrichtung (52) ein Phototransistor ist, dessen Kollektor an den ersten Abschnitt (44) der Leitereinrichtung gebondet ist, und dessen Emitter mit dem dritten Abschnitt (46) der Leitereinrichtung verbunden ist, und die Lichtquelle (54) veränderlicher Intensität eine LED ist, deren einer Anschluß an den zweiten Abschnitt (42) der Leitereinrichtung gebondet ist, und deren anderer Anschluß mit dem ersten Abschnitt (44) der Leitereinrichtung verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die gekrümmte Linseneinrichtung (49) konvex ist und in die lichtdurchlässige Abdeckungseinrichtung (48) eingelassen (49') ist, so daß sie nicht von selbiger vorsteht.

6. Verfahren zur Herstellung einer elektrooptischen Sender-Empfänger-Vorrichtung (40, 60) zum Aussenden und Empfangen von Licht durch eine äußere Fläche derselben, das umfaßt:

Bereitstellen eines Leiterrahmens (42, 44, 46, 62, 64, 66) mit einer ersten (44, 64), einer zweiten (42, 62) und einer dritten (46, 66) Elektrode;

Anbringen einer photoempfindlichen Vorrichtung (52, 72) an der ersten Elektrode (44, 64);

Anbringen einer Licht emittierenden Vorrichtung (54, 74) an der ersten (44, 64) oder der zweiten (42, 62) Elektrode; und

Bereitstellen einer lichtdurchlässjgen Abdeckungseinrichtung (48, 68), die Licht (56, 58, 76, 78) durchläßt, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß der erste Bereitstellungsschritt das Bereitstellen des Leiterrahmens umfaßt, wobei die erste, zweite und dritte Elektrode von der äußeren Fläche durch einen Zwischenraum beabstandet sind, und dadurch, daß der zweite Bereitstellungsschritt das Bereitstellen einer einzelnen lichtdurchlässigen Abdeckungseinrichtung (48, 68) umfaßt, die sich über der photoempfindlichen Einrichtung (52, 72) und der Licht emittierenden Einrichtung (54, 74) befindet und einen ersten konvexen Linsenabschnitt aufweist, der über der photoempfindlichen Vorrichtung (52, 72), jedoch nicht über der Licht emittierenden Vorrichtung (54, 74) ausgerichtet ist, einen zweiten, im wesentlichen flachen oder konkaven Abschnitt (59, 79) über der Licht emittierenden Vorrichtung (54, 74) sowie eine Vertiefung (49', 69'), die sich von der äußeren Fläche nach innen erstreckt und sich zwischen der photoempfindlichen Vorrichtung (52, 72) und der Licht emittierenden Vorrichtung (54, 74) befindet, wobei die Vertiefung so angeordnet ist, daß Licht von der Lichtquelle veränderlicher Intensität (54), das im Inneren des Gehäuses rückgestreut wird, nicht ausreicht, um die photoempfindliche Vorrichtung (52) einzuschalten.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der erste Bereitstellungsschritt das Bereitstellen eines im wesentlichen flachen Leiterrahmens (42, 44, 46, 62, 64, 66) umfaßt.