JP5805301B2 - 光電子装置 - Google Patents

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Description

本出願は、光電子装置に関する。
放射源から放射され目標対象物において反射されたビームを検出する近接センサでは、散乱放射が測定結果のエラーにつながる。
本出願の課題は、散乱放射の影響が低減された簡単でかつ安価な光電子装置を提供することである。
前記課題は、請求項1に記載された本発明によって解決される。有利な改善構成は、従属請求項に記載されている。
本発明の実施形態による光電子装置は、光電子素子を有しており、この光電子素子は、ビームの受信又は発生のために設けられ、主放射貫通面を含んでいる。またこの素子にはアパーチャが割り当てられており、このアパーチャは、主放射貫通面を通過するビームの放射円錐を定めている。このアパーチャは、主放射貫通面から離れながら傾斜する領域を伴った内面を有している。
この主放射貫通面から離れながら傾斜するとは、この関係において次のようなことを意味している。すなわち、主放射貫通面に対して垂直に延在する鉛直線方向で、傾斜領域の前記主放射貫通面からの間隔が、前記鉛直線に対して垂直方向に延在する横方向で増加している前記主放射貫通面からの傾斜領域の離間距離と共に増加することを意味する。
有利な実施形態によれば、前記主放射貫通面と傾斜領域とが相互に次のように配置されている。すなわち主放射貫通面と傾斜領域との間に直接的なビームパスが生じないように配置される。
換言すれば、前記主放射貫通面と前記傾斜領域との間のビームパスが、直接的なビームパスから開放されている。
2つの箇所の間若しくは2つの領域の間の直接的なビームパスとは、ここでは光電子装置の内外において、ビームが向きを変えることなく一方の箇所からもう一方の箇所へ直線的に到達し、そこからまたもとの箇所へ直線的に戻るような関係であることを理解されたい。
側面の傾斜領域に配向されるか若しくは拡散的に反射されたビームは、事前に偏向された場合には主放射貫通面にのみ入射する。同じように主放射貫通面を通って放射されたビームは前記傾斜領域に直接入射するのではなく、予め偏向された後でのみ入射する。
放出ないし反射された全ビームにおける、アパーチャ内面での反射によって放出ないし反射されたビーム成分は、低コストな方法で簡単に低減できる。
放射円錐の概念とは、一般に、次のような領域を意味する。すなわち、例えばビーム検出器の場合には、そこからビームがアパーチャを貫通して主放射貫通面に入射し、ビーム放出器の場合には、ビームが主放射貫通面からアパーチャを貫通して放射されるような領域である。前記アパーチャの前記主放射貫通面とは反対側では、この放射円錐が断面において、主放射貫通面からの離間距離の増加と共に増大し得る。この放射円錐の断面は、円形、楕円形、又は多角形の形状を有し得る。
本発明の有利な実施形態によれば、前記傾斜領域は、主放射貫通面に対して垂直方向に延在する方向において、主放射貫通面から離間している。
別の有利な実施形態によれば、前記アパーチャは光電子素子に向いた、傾斜領域の境界面を用いて形成される。つまりこの傾斜領域の境界面は、領域毎に、前記放射円錐を定めている。そのため前記アパーチャの内面に起因する散乱ビーム成分は簡単な方法で低減できる。
さらに別の有利な実施形態によれば、前記傾斜領域の延長線が、傾斜領域とは反対側の主放射貫通面を通過する。それにより、任意の角度で傾斜領域において反射されたビームが前記主放射貫通面に直接的に入射しなくなる。同じように前記主放射貫通面から出射したビームも前記傾斜領域に直接的に入射しなくなる。
さらに別の有利な実施形態によれば、前記アパーチャの内面は、前記傾斜領域の、前記光電子素子に向いている側に、アンダーカット領域を有している。つまりこのアンダーカット領域は、横方向において、少なくとも領域毎に前記傾斜領域よりもさらに光電子素子から離れている。
有利な実施形態によれば、前記傾斜領域と前記アンダーカット領域を有する前記内面が次のように形成されている。すなわち垂直方向に対して最大角度で前記アパーチャを貫通するビームの入射点が前記アンダーカット領域において、垂直方向で、少なくとも前記主放射貫通面と同じように前記アパーチャから、とりわけ前記傾斜領域の境界面から十分に離れるように形成される。アパーチャを通って前記アンダーカット領域に直接入射し、そこで拡散若しくは方向付けられる反射ビームは、前記アンダーカット領域から主放射貫通面へ直接入射することはできない。同様に、主放射貫通面から放射され、アンダーカット領域に直接入射するビームも当該アンダーカット領域から直接前記アパーチャを通って出射することはできない。
別の有利な実施形態によれば、前記アパーチャの傾斜領域は、前記アパーチャの内面のさらなる領域よりも、前記光電素子から遠く離れて傾斜している。とりわけこのさらなる領域は、前記アパーチャの、前記傾斜領域に対向している側に配置されていてもよい。また前記内面のさらなる領域は、垂直方向に延在することも可能である。
前記光電子素子は、有利には支持体に固定される。この支持体として、例えばプリント基板(printed Circuit Board; PCB)のような回路基板が好適である。
さらに有利には、前記アパーチャがフレームによって形成される。特にこのフレーム内では、前記アパーチャを形成する凹部を形成することも可能である。このようなフレームは有利には前記支持体上に配置され、さらに好ましくはそこに固定される。
有利な実施形態によれば、前記フレームは、受光すべきビーム若しくは発光すべきビームに対して所期の吸収率を備えて形成される。ここでの「所期の吸収率」とは、当該フレームが、技術的な理由から避けられない残留吸収分を上回るビーム成分を吸収する能力を備えていることを意味する。この場合有利には、入射ビームの少なくとも60%、特に有利には、少なくとも80%が吸収されるとよい。この吸収率が高ければ高いほど、フレームにおいて反射されるビーム成分は少なくなる。
前記フレームは、吸収性材料から製造されるか又はそのような材料を例えばコーティングによって備えている。特に有利には、このフレームは肉眼で見て黒色に形成されてもよい。
有利には前記光電子装置は、さらなる光電子素子を有しており、このさらなる光電子素子は、前記光電子素子と共に、エミッタ−検出器対を形成する。つまり前記光電素子はエミッタとして構成され、前記さらなる光電素子は検出器として構成されてもよい。あるいはその逆で構成することも可能である。
前記光電素子は、有利には半導体素子として実装される。前記エミッタは、有利にはLED若しくは発光ダイオードとして構成される。またレーザーダイオードも使用可能である。前記検出器は有利には、ダイオード、フォトトランジスタ又はビーム感応性の集積回路(IC)として構成され得る。
光電子素子との関係で説明してきた前述の特徴は、さらなる素子に対して用いることが可能である。特にこのさらなる素子には有利にはさらなるアパーチャが関連付けられる。このさらなるアパーチャは、さらなる主放射貫通面を貫通するビームに対する放射円錐を定義付けている。このさらなるアパーチャは、有利には、主放射貫通面から離れるように傾斜するさらなる領域を伴ったさらなる内面を有している。さらに有利には、前記さらなる主放射貫通面と前記さらなる傾斜領域が、当該さらなる主放射貫通面とさらなる傾斜領域との間で直接的なビームパスが何も生じないように相互配置される。
有利な実施形態によれば、前記さらなる傾斜領域は、前記光電子素子から十分に離れているさらなるアパーチャの内面側に形成されている。さらに有利には、前記傾斜領域は、さらなる光電子素子から十分に離れているアパーチャの内面側に形成されている。前記光電子素子からさらなる光電子素子へ到達する散乱ビーム、ないしはさらなる光電子素子から前記光電子素子へ到達する散乱ビームの成分は、このようにして十分に回避される。
前述してきた本発明による光電子装置は、特に小型で安価に製造できるため、多くの用途に適する。この光電子装置は、近接センサとして好適な実施形態に構成されてもよい。具体的には、この光電子装置は、電子機器、例えば移動電話などの携帯機器の近接センサとして適している。
本発明のさらなる特徴、態様および利点は、図面に基づく以下の詳細な説明から明らかとなる。
本発明による光電子装置の第1実施例の概略図 本発明による光電子装置の第2実施例の概略図 本発明による光電子装置の第3実施例の概略図 本発明による光電子装置の第4実施例の概略図
発明を実施するための形態
前記図面中、同一、類似または機能の同じ各要素には同一の符号が付されている。
また図中示されている要素相互間のサイズ比は、必ずしも縮尺通りではない。場合によっては個々の要素は、見やすくする目的、及び/又は、分かりやすくする目的で、拡大して描写されている。
図1には、本発明による光電子装置の第1実施例が概略的に断面図で示されている。この実施例では、当該光電子装置が近接センサとして構成されている。
光電子装置1は、光電子素子21とさらなる光電子素子22を含んでおり、これらの素子はエミッタ−検出器対を形成している。図示の実施形態では、例示的に最初の素子21はエミッタとして構成され、さらなる素子22は検出器として構成されている。これらの素子21,22は、例えば、プリント基板などのような回路基板の支持体3上に配置されている。この支持体3とは反対側には、前記素子21及びさらなる素子22は、主放射貫通面210ないしさらなる主放射貫通面220を有している。
支持体3上にはフレーム4が設けられている。このフレーム4内の凹部は、前記光電素子21のためのアパーチャ51を形成している。さらなる凹部は、さらなる光電子素子のためのさらなるアパーチャ52を形成している。前記アパーチャ51は、図中、破線の境界線で示した、主放射貫通面210から放射されたビームに対する放射円錐71を定めている。この放射円錐内では、ビームがアパーチャを通って直接放射される。相応にさらなるアパーチャ52は、破線の境界線で示した、さらなる素子22のさらなる主放射貫通面220に直接入射するビームのためのさらなる放射円錐72を定めている。
傾斜領域61の前記素子21とは反対側の境界面53は、領域毎にアパーチャ51を形成すると共にこの領域内で放射円錐71も定めている。前記境界面53は、前記主放射貫通面210に対して垂直に延在する法線方向で前記主放射貫通面210から離間されている。相応に前記さらなる傾斜領域62の前記さらなる素子22とは反対側の境界面53は、さらなるアパーチャ52を形成し、さらなる放射円錐72を定めている。
前記アパーチャ51の内面510は、主放射貫通面210から離れるように傾斜している領域61を有している。前記アパーチャ51の傾斜領域61は、垂直方向において主放射貫通面から離間されている。特に前記傾斜領域61は、主放射貫通面の放射方向で見て後方に配置されている。前記傾斜領域61と前記主放射貫通面210は、前記主放射貫通面210から任意の角度のもとで放射されるビームが前記傾斜領域61に直接入射できないように相互配置されている。
前記傾斜領域61は、前記さらなる素子22から最も離れたアパーチャ51の側に形成される。この領域において前記内面510に入射するビームがさらなる素子22の方向に偏向される危険性は、それによって十分に回避される。
それに対して前記内面510の前記傾斜領域61に対向しているさらなる領域515は、前記主放射貫通面210の法線に対して比較的小さな角度のもとで配置されてもよい。なお、図1に示されている実施例とは異なって、前記さらなる領域は、前記主放射貫通面に対して垂直若しくは実質的に垂直に延在していてもよい。
前記アパーチャ51の内面510は、前記境界面53の、前記素子とは反対側に、アンダーカット領域63を有している。このアンダーカット領域63は、当該実施例では、垂直方向に対して平行に若しくは少なくとも実質的に平行に延在し得る。但しこのアンダーカット領域は、垂直方向に対して相対的に傾斜していてもよく、例えば前記素子21から離れるように傾斜していてもよい。
矢印81によって表されているように、前記アンダーカット領域63に入射したビームは、そこから直接ではなく、前記アパーチャ51の内面のさらなる領域515におけるさらなる反射の後でのみ、当該アパーチャから出射される。このビーム成分は、さらなる素子22から離れるように偏向され、そのため前記さらなる素子22に入射する散乱ビームの成分は十分に低減されるようになる。
前記素子21は、窓9を貫通して電磁ビームを放射するために設けられている。この窓は例えば当該の光電子装置1が設けられているハウジング内に形成されてもよい。この窓から出射されるビーム成分は矢印91によって示されている。また矢印92によって表されているように、放射された有効ビームの一部は、前記窓9の近傍に存在する対象から当該窓9を通して逆反射され、さらなる光電子素子22に入射し得る。
さらなるアパーチャ52は、さらなる傾斜領域62を有するさらなる内面520を有している。エミッタとして構成された前記光電子素子21との関連で説明したように、前記さらなる傾斜領域62と前記さらなる主放射貫通面220との間で直接のビームパスは生じない。そのため簡単な方法で、傾斜領域62に入射する、矢印82で表されたビームは直接ではなく、つまりさらなる反射がなしではない状況のもとで、前記さらなる主放射貫通面220に入射することが保証される。そのため、例えば窓9において反射された散乱ビームがさらなる素子22に直接入射する危険性は十分に低減される。前記アパーチャ51に関連して説明したように、さらなるアパーチャ52のさらなる傾斜領域62は、さらなる内面520の当該傾斜領域62に対向するさらなる領域525よりも大きく傾斜している。
さらに前記さらなる内面520は、さらなるアンダーカット領域64を有している。このさらなるアンダーカット領域64の構成は、図4との関連で説明する。
前記光電子素子21は、LED、好ましくは発光ダイオードとして構成される。この素子は有利には、近赤外線領域(NIR、真空波長が750nm〜1400nm)のビームであり、より好ましくは800nm以上1000nm以下の波長範囲であり得る。
前記さらなる素子22は、有利にはフォトダイオードとして、あるいはフォトトランジスタとして構成される。また感光性の集積回路、例えば特定用途向けの集積回路(ASIC)を適用することも可能である。
前記さらなる素子は、有利にはケイ素をベースにしている。またこれとは異なって、例えばIII−V族の半導体材料をベースにしてもよい。
前記フレーム4は、好ましくは前記素子21によって生成されるビームを所期の量だけ吸収するように構成されている。この場合有利には、入射ビームの少なくとも60%、特に有利には少なくとも80%がフレーム4に吸収される。この吸収率が高ければ高いほど、フレームにおいて反射したビームが多重反射の後にさらなる素子22に入射する危険性が低くなる。
前記フレーム4は、好ましくはプラスチックから形成され、例えば黒色のプラスチックから形成される。またこれとは異なって前記フレーム4は、少なくとも領域毎にビーム吸収性材料でコーティングされていてもよい。
前記フレーム4は、例えば射出成形法(injection molding)、またはトランスファー成形法(transfer molding)により安価に製造可能である。また代替的に前記フレーム4は、また機械的な処理によって、例えばフライス加工などによって製造することも可能である。
前記素子21及び/又は前記さらなる素子22は、有利には、チップオンボード技術などで支持体3に固定されてもよい。このことは、これらの素子がハウジングなしで、半導体チップの形態で前記支持体3に実装されることを意味する。
前述の光電子装置1は、特に小型で製造が安価であり、例えば携帯電話などの携帯電子機器における近接センサに適している。
本発明による光電子装置の第2の実施例は、図2に概略的断面図で示されている。この第2実施例は、実質的に、図1に関連して説明してきた前記第1実施例に相当している。この第1実施例との違いは、フレーム4の支持体3とは反対側に、カバー45が形成されている点である。このカバー45は、特に前記素子21,22の保護のために設けられており、特に前記アパーチャ51,52を介したほこりや湿気の侵入からこれらの素子を保護している。有利には前記カバーは、動作中に放出されたビーム又は検出されたビームのために透明または少なくとも半透明である。
前記カバーに対して、例えばチップやフィルムが適している。
また前述してきた実施例とは異なって、前記素子21,22は、前記カバーに対して代替的若しくは付加的に、前記素子をその中に埋め込むカプセル化によって保護されてもよい。このカプセル化に対しては、例えば、エポキシドやシリコンが適しており、あるいは少なくとも1つのエポキシドとシリコンからなるハイブリッド材料も適用可能である。
図3に概略的に示されている第3実施例も実質的には前記図1に関連して説明してきた第1実施例に相当している。ここでの第1実施例との相違は、傾斜領域61ないしはさらなる傾斜領域62にそれぞれ対向している、アパーチャ51の内面510のさらなる領域515、ないしはさらなるアパーチャ52のさらなる内面520のさらなる領域525が、直角に形成されている点である。なおこれらのさらなる領域515,525は、前記図1に関連して説明してきたように構成することも可能である。なお図を見易くするために、図3及び図4では、放射円錐71,72については詳細には示していない。これらは図1との関連で説明してきたようにアパーチャ51,52によって、とりわけ領域毎に境界面53によって定められる。
前記素子21と傾斜領域61は、相互に次のように配置される。すなわち、傾斜領域の延長線73が、主放射貫通面の傾斜領域に向いた側で主放射貫通面210を通過するように配置される。そのため主放射貫通面210から出射したビームが直接には前記傾斜領域61に入射しないことが、簡単な方法で保証されるようになる。傾斜領域61の方向に放射されるビームは、アンダーカット領域の方向に偏向されるか(図示の矢印83参照)、又は、アパーチャの内面における反射なしでアパーチャ51を通って出射する(図示の矢印84参照)。
それと同様に、さらなる傾斜領域62の延長線73も、当該さらなる領域62とは反対側においてさらなる素子22を通過している。そのため、前記さらなる領域62に入射するビーム(図示の矢印85参照)が、任意の角度の拡散的反射のもとでも、前記さらなる主放射貫通面220に直接入射することはできない。
以下では、図4に示されている第4の実施例に基づいて、アンダーカット領域63ないしさらなるアンダーカット領域64を詳細に説明する。
アンダーカット領域63と傾斜領域61を有するアパーチャ51の内面510は、次のように構成されている。すなわち垂直方向に対して最大角度で前記アパーチャを貫通して入射するビームの入射点が、当該アンダーカット領域によって、垂直方向で、少なくとも前記アパーチャ51から十分に離れるように、とりわけ前記主放射貫通面210と同じ位に前記傾斜領域61の境界面53から離れるように構成されている。このことは、前記主放射貫通面210の延長線上に延在する破線によって表されている。
それにより、簡単な方法で、前記素子21から放射され、アンダーカット領域63に入射し、任意の角度で拡散又は方向付けされた反射ビームが直接前記アパーチャ51から出射されないことが保証される。このことは矢印86及び87によって表されている。
さらなるアパーチャ52のさらなるアンダーカット領域64もこれと同様に構成されている。そのため、当該のアンダーカット領域64に入射し、任意の角度で拡散又は方向付けされた反射ビームも、直接にはさらなる主放射貫通面220に入射できなくなる(矢印88)。
もちろん前記アパーチャ51,52は前述した実施例とは異なって構成することも可能であり、必ずしも同じ様に構成される必要はない。ここでは散乱ビームを抑圧する要求の度合いによっては、前記アパーチャ51,52のうちの一方だけが傾斜領域を有するように構成するだけで十分なこともあり得る。
前述したようなアパーチャ51,52の構成を用いることによって、簡単かつ安価な方法で全信号に対する不所望な散乱ビームの成分を低減することができる光電子装置が実現される。さらにこの散乱ビーム成分は、同時に、比較的大きなアパーチャを用いることで最小化可能である。
なお前述した実施例とは異なって、エミッタ−検出器対と関連して説明したアパーチャ51,52の構成も、1つだけの光電子素子を備えた光電子装置に適している。エミッタの場合には、放出された総放射電力において、前記アパーチャに入射する散乱ビーム成分が低減でき、検出器の場合には、検出された散乱ビーム成分を低減することができる。
本発明は実施例に基づいて前記説明によって限定されるものではない。むしろ本発明はいずれの新規の特徴、ならびに特徴のいずれの組合せも含むものであり、これらの特徴またはこれらの組合せが明示的に特許請求の範囲または実施例に記載されていなくても、とりわけ請求の範囲の特徴のいずれの組合せも含むものである。

Claims (17)

  1. 光電子素子(21)を備えた光電子装置(1)であって、
    前記光電子素子(21)は、ビームを受信又は生成するために設けられ、主放射貫通面(210)を有し、
    前記光電子素子(21)にアパーチャ(51)が対応付けられており、前記アパーチャ(51)は、前記主放射貫通面を貫通するビームのための放射円錐を定めており、
    前記アパーチャ(51)は、前記主放射貫通面から離れるように傾斜している傾斜領域(61)を有する内面(510)を備えており、
    前記光電子素子は支持体(3)に固定され、前記支持体(3)にはフレーム(4)が固定されており、
    前記フレーム(4)内の凹部が前記アパーチャを形成し、前記アパーチャの内面は、受信すべきビームないしは発生すべきビームを所期のように吸収するように構成され、
    前記主放射貫通面と前記傾斜領域は、前記主放射貫通面と前記傾斜領域との間で直接的なビームパスが生じないように相互に配置されていることを特徴とする、光電子装置(1)。
  2. 前記主放射貫通面から放射されたビームが、前記放射円錐において直線的に、かつ光電子装置内部で向きを変えることなく、前記主放射貫通面から直接的に放射されるか、
    または、
    受光すべきビームが、前記放射円錐において直線的に、かつ光電子装置内部で向きを変えることなく、前記主放射貫通面に直接的に入射する、請求項1記載の光電子装置。
  3. 前記アパーチャの内面に入射するビームの少なくとも60%が吸収される、請求項1または2記載の光電子装置。
  4. 前記傾斜領域は、前記主放射貫通面に対して垂直に延在する方向で前記主放射貫通面から離間している、請求項1から3いずれか1項記載の光電子装置。
  5. 前記傾斜領域の、前記光電子素子に向いている境界面(53)が領域毎に放射円錐を定めている、請求項記載の光電子装置。
  6. 前記傾斜領域の延長線(73)は、前記傾斜領域とは反対側の前記主放射貫通面側において前記主放射貫通面を通過している、請求項又は記載の光電子装置。
  7. 前記アパーチャの内面は、前記傾斜領域の、前記光電子素子に向いている側に、アンダーカット領域(63)を有している、請求項からいずれか1項記載の光電子装置。
  8. 前記傾斜領域と前記アンダーカット領域とを有している前記内面は、垂直方向に対する最大角度で前記アパーチャを貫通するビームの入射点(89)が、前記アンダーカット領域において、垂直方向で、少なくとも前記主放射貫通面と同じように前記アパーチャから十分に離れるように、形成されている、請求項記載の光電子装置。
  9. 前記アパーチャの傾斜領域は、前記アパーチャの内面のさらなる領域(515)よりも前記光電素子から遠く離れるように傾斜している、請求項1からいずれか1項記載の光電子装置。
  10. 前記フレーム(4)は、受信すべきビーム若しくは発生すべきビームに対して所期の吸収率を備えて形成される、請求項1からいずれか1項記載の光電子装置。
  11. 前記光電子装置は、さらなる光電子素子(22)を有しており、前記さらなる光電子素子(22)は、前記光電子素子と共にエミッタ−検出器対を形成している、請求項1から10いずれか1項記載の光電子装置。
  12. 前記エミッタは、LEDとして構成されており、前記検出器は、ダイオード、フォトトランジスタ又はビーム感応性ICとして構成されている、請求項11記載の光電子装置。
  13. 前記さらなる光電子素子に対して、さらなる主放射貫通面を貫通するビームのための放射円錐を定める、さらなるアパーチャ(52)が対応付けられており、
    前記さらなるアパーチャ(52)は、前記さらなる主放射貫通面から離れるように傾斜しているさらなる傾斜領域(62)を有するさらなる内面(520)を備え、
    前記さらなる主放射貫通面と前記さらなる傾斜領域(62)は、前記さらなる主放射貫通面と前記さらなる傾斜領域(62)との間で、直接的なビームパスが何も生じないように、相互に配置されている、請求項11又は12記載の光電子装置。
  14. 前記傾斜領域は、前記さらなる光電子素子から十分に離れているアパーチャの内面側に形成されている、請求項11から13いずれか1項記載の光電子装置。
  15. 前記さらなる傾斜領域は、前記光電子素子から十分に離れているさらなるアパーチャのさらなる内面側に形成されている、請求項14記載の光電子装置。
  16. 前記光電子装置は、近接センサとして構成されている、請求項1から15いずれか1項記載の光電子装置。
  17. 前記光電子装置は、さらなる光電子素子(22)を有しており、前記さらなる光電子素子(22)は、前記光電子素子と共にエミッタ−検出器対を形成し
    前記さらなる光電子素子に対して、さらなる主放射貫通面を貫通するビームのための放射円錐を定める、さらなるアパーチャ(52)が対応付けられており
    前記さらなるアパーチャ(52)は、前記主放射貫通面から離れるように傾斜しているさらなる傾斜領域(62)を有するさらなる内面(520)を備え
    前記傾斜領域は、前記さらなる光電子素子から十分に離れているアパーチャの内面側に形成されており
    前記さらなる傾斜領域は、前記光電子素子から十分に離れているさらなるアパーチャのさらなる内面側に形成されており
    前記アパーチャの傾斜領域、および、前記さらなるアパーチャのさらなる傾斜領域は、それぞれ、前記アパーチャの内面のさらなる領域(515)ないしは前記さらなるアパーチャのさらなる内面のさらなる領域(525)よりも、前記光電素子ないしは前記さらなる光電素子から強く離れるように傾斜している、請求項1記載の光電子装置。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007039291A1 (de) * 2007-08-20 2009-02-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines solchen
DE112011105262A5 (de) 2011-05-19 2014-02-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronische Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Vorrichtungen
DE102011113483B4 (de) * 2011-09-13 2023-10-19 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von optoelektronischen Bauelementen und optoelektronisches Bauelement
US9496247B2 (en) * 2013-08-26 2016-11-15 Optiz, Inc. Integrated camera module and method of making same
CN104332524B (zh) * 2014-08-26 2018-01-09 日月光半导体制造股份有限公司 电子装置、光学模块及其制造方法
JP6294500B2 (ja) * 2014-09-24 2018-03-14 京セラ株式会社 受発光素子モジュールおよびこれを用いたセンサ装置
CN105789196B (zh) * 2014-12-22 2019-10-08 日月光半导体制造股份有限公司 光学模块及其制造方法
JP6767072B2 (ja) * 2015-10-06 2020-10-14 アズビル株式会社 距離設定型光電センサ
WO2017179507A1 (ja) * 2016-04-14 2017-10-19 株式会社村田製作所 光センサ
WO2018199132A1 (ja) * 2017-04-27 2018-11-01 京セラ株式会社 受発光素子モジュールおよびセンサー装置
CN108132138A (zh) * 2017-11-23 2018-06-08 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 光学检测组件
WO2023007694A1 (ja) * 2021-07-30 2023-02-02 三菱電機株式会社 測距装置
CN115864976B (zh) * 2022-12-22 2023-08-18 广东工业大学 一种有级可调光子变压器的控制电路

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3513671C3 (de) * 1985-04-16 1995-03-23 Sick Optik Elektronik Erwin Lichttaster
JPH01163350A (ja) 1987-03-24 1989-06-27 Fujita Corp タイル貼工法
JPH01163350U (ja) * 1988-04-30 1989-11-14
IT1283729B1 (it) * 1996-04-12 1998-04-30 Datologic S P A Dispositivo elettroottico per rilevare la presenza di un corpo a distanza regolabile con soppressione di sfondo
JPH1188601A (ja) * 1997-09-05 1999-03-30 Mitsubishi Electric Corp イメージセンサ
EP0942293B1 (fr) * 1998-02-10 2002-05-29 Optosys SA Dispositif de mesure de distances ou de l'angle d'incidence d'un faisceau lumineux
US6127671A (en) 1998-05-28 2000-10-03 Arichell Technologies, Inc. Directional object sensor for automatic flow controller
JP4812153B2 (ja) 2000-03-16 2011-11-09 株式会社キーエンス 光電スイッチ
JP2002040136A (ja) 2000-07-19 2002-02-06 Denso Corp 反射測定装置
JP3725843B2 (ja) 2002-07-05 2005-12-14 ローム株式会社 反射型センサ
JP2006203111A (ja) * 2005-01-24 2006-08-03 Hosiden Corp 物体検出センサ
JP2008051764A (ja) * 2006-08-28 2008-03-06 Sharp Corp 測距センサ、及びその測距センサを搭載した電子機器
DE102008003564A1 (de) 2008-01-09 2009-07-16 Dorma Gmbh + Co. Kg Näherungssensor, insbesondere für Türanlagen
DE102008029467A1 (de) 2008-06-20 2009-12-24 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterbauelement, Verwendung eines Halbleiterbauelements als Näherungssensor sowie Verfahren zum Detektieren von Objekten
JP2010034189A (ja) * 2008-07-28 2010-02-12 Sharp Corp 光学式近接センサ及びその製造方法並びに当該光学式近接センサを搭載した電子機器
US8779361B2 (en) 2009-06-30 2014-07-15 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Optical proximity sensor package with molded infrared light rejection barrier and infrared pass components
US8742350B2 (en) * 2010-06-08 2014-06-03 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Proximity sensor

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