WO2022171706A1

WO2022171706A1 - Optoelektronisches bauelement und verfahren

Info

Publication number: WO2022171706A1
Application number: PCT/EP2022/053179
Authority: WO
Inventors: Zeljko Pajkic; Michael Mueller; Simon Jerebic
Original assignee: Ams-Osram International Gmbh
Priority date: 2021-02-10
Filing date: 2022-02-09
Publication date: 2022-08-18
Also published as: US20240113506A1; DE102021103147A1; DE112022001020A5; CN116830404A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement mit einem Substratträger (10) und einer darauf angeordneten Lichtquelle (30), die eine Hauptabstrahlrichtung (31) aufweist. Über der Lichtquelle (30) ist eine Kappe (20) mit einem optischen Element angeordnet und mit dem Substratträger (10) verbunden. Diese ist in der Hauptabstrahlrichtung (31) der Lichtquelle (30) angeordnet. Weiterhin ist eine Sensorvorrichtung (50) vorgesehen, welche zur Abgabe eines drahtlosen Signals zwischen Kappe (20) und Substratträger (10) zur Detektion einer Beschädigung der Kappe (20) ausgebildet ist. Hierzu ist die Kappe (20) zur Interaktion mit dem abgegebenen drahtlosen Signal ausgeführt.

Description

OPTOELEKTRONISCHES BAUELEMENT UND VERFAHREN

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deut schen Patentanmeldung DE 10 2021 103 147.8 vom 10. Februar 2021, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug voll ständig aufgenommen wird.

Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement sowie ein Verfahren zur Detektion einer Beschädigung eines optischen Elements.

HINTERGRUND

In einigen optoelektronischen Anwendungen wie beispielsweise LIDAR, oder auch bei Lichtprojektionen werden unter anderem Laser zur Erreichung der notwendigen Leuchtstärke der Licht quelle eingesetzt. Diese zeichnen sich durch eine extrem hohe Intensität und Fokussierung aus. Die hohe Leuchtstärke für La seranwendungen verlangt, dass Augen besonders vor einer derar tigen Laserstrahlung geschützt werden, um Verletzungen zu ver- meiden.

Dafür werden in Bauelementen mit Laserlichtquellen spezielle optische Elemente eingesetzt, die die Laserlichtquelle umgeben und so die Augen eines Benutzers vor möglicher schädlicher La- serstrahlung schützen. Dabei sind die optischen Elemente unter anderem mit einer sogenannten Interlockverbindung oder eines Interlockfeatures aufgebaut. Hierzu wird ein elektrischer Kreis zwischen dem optischen Element und einer MID-Kappe ge schaffen, der die korrekte Positionierung und eine Unversehrt- heit des optischen Elementes zum Schutz vor Laserstrahlung si cherstellen soll. Bei einer Unterbrechung des elektrischen Kreises wird von einer Beschädigung der Kappe und des opti schen Elementes ausgegangen und die Laserlichtquelle schaltet sich automatisch ab. In herkömmlichen Bauelementen wird das Interlockfeature durch Klebeprozesse hergestellt, wobei der Klebstoff elektrisch lei tende Elemente beispielsweise in Form von Silberpartikeln um fasst. Derartige Klebeprozesse sind jedoch aufwendig und auch mit einer relativ schlechten Ausbeute behaftet, die einerseits zu hohen Kosten und andererseits zu einer geringeren Zuverläs sigkeit des Bauteils führen. Darüber hinaus ist ein derartig hergestelltes Bauteil thermomechanisch sehr empfindlich. Es besteht daher das Bedürfnis, optoelektronische Bauteile mit einem derartigen Merkmal vorzusehen, welches eine verbesserte Ausbeute bei gleichzeitig ausreichendem Schutz gegenüber einer austretenden Laserstrahlung gewährleistet. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfinder schlagen eine andere Herangehensweise zur Detek tion einer möglichen Beschädigung eines optoelektronischen Bauteils vor, bei der eine Überprüfung der korrekten Position und der Unversehrtheit der Kappe und des optischen Elementes bzw. einer Verbindung zwischen optischen Element und Kappe über ein drahtloses Signal überprüft wird.

Dabei machen sich die Erfinder zunutze, dass eine Änderung des optischen Elementes hinsichtlich seiner Position, eine Unter- brechung der Verbindung zwischen optischen Element und Kappe oder auch ein Ablösen der Kappe zu einer Änderung der elektro magnetischen oder elektrostatischen Eigenschaften innerhalb des Bauteils führt. Durch eine geeignete Auswertung bestimmter elektromagnetischer Parameter kann somit auf eine mögliche Be- _Schädigung des Bauteils rückgeschlossen werden. Hierbei um fasst der Begriff einer elektromagnetischen oder elektrostati schen Eigenschaft gerade nicht einen elektrischen Widerstand. Vielmehr sind unter „elektrostatischen Eigenschaften" Eigen schaften wie Kapazität, Induktivität oder generell die imagi- nären Anteile einer Impedanz zu verstehen. In einem Aspekt ist ein optoelektronisches Bauelement vorgese hen, das einen Substratträger mit einer darauf angeordneten Lichtquelle, insbesondere eine Laserlichtquelle umfasst. Diese weist eine Hauptabstrahlrichtung auf. Das optoelektronische Bauelement umfasst weiter eine über der Lichtquelle angeordne te und mit dem Substratträger verbundene Kappe mit einem opti schen Element, welches in der Hauptabstrahlrichtung der Licht quelle angeordnet ist. Schließlich ist eine Sensorvorrichtung vorgesehen, welche zur Abgabe eines Signals zwischen Kappe und Substratträger zur Detektion einer Beschädigung der Kappe aus gebildet ist. Nach dem vorgeschlagenen Prinzip ist die Kappe zu einer drahtlosen Interaktion mit dem abgegebenen Signal ausgeführt. Dadurch, dass eine drahtlose Interaktion mit dem abgegebenen Signal durch die Kappe erfolgt, lässt sich durch Auswertung des Signals auf den Zustand der Kappe zurückschließen. Eine Beschädigung der Kappe oder des optischen Elements verändert das durch die Sensorvorrichtung abgegebene Signal, so dass dieses von einem Sollwert abweicht, welches durch die Sensor vorrichtung detektierbar ist.

Mit der Erfindung kann auf komplexere Klebstoffe verzichtet werden und die mechanische Fertigung der Kappe wird verein- facht. Insbesondere wird auch das Problem schlechter mechani scher Verbindungen gelöst, die insbesondere bei elektrisch leitfähigen Klebern auftreten, da diese nicht mehr notwendig sind. Die vorgeschlagene Erfassung einer möglichen Beschädi gung durch eine Sensorvorrichtung wird von äußeren Einflüssen wie Temperaturschwankungen unabhängiger, und die mechanische Festigkeit des Bauteils kann durch nunmehr einfachere Kleber verbessert werden.

In einem Aspekt ist die Sensorvorrichtung ausgeführt, ein mit der Kappe interagierendes Signal zu erfassen und mit einem Sollwert zu vergleichen. In einem hierzu weiteren Aspekt ist die Sensorvorrichtung ausgeführt, ein Zustandssignal in Abhän gigkeit einer Abweichung des erfassten mit der Kappe intera gierendes Signals von einem Sollwert zu erzeugen. Dadurch kön nen unterschiedliche Fehler identifiziert werden, insbesondere wenn die Kappe mit dem Signal auf eine fehlerabhängige Weise interagiert. Beispielsweise kann eine Interaktion bei einer Beschädigung des optischen Elementes unterschiedlich zu einer Beschädigung oder teilweisen Ablösung der Kappe von dem Sub stratträger sein. Während bei herkömmlichen Bauelementen eine Beschädigung des elektrischen Pfades erfolgen muss, um einen Fehler anzuzeigen, verändert die Kappe auch das von der Sen sorvorrichtung abgegebene Signal, wenn eine andere Beschädi gung vorliegt. Dadurch kann die Empfindlichkeit einer solchen Detektion gesteigert und die Sicherheit verbessert werden.

Einige Gesichtspunkte beschäftigen sich mit der Ausgestaltung eines drahtlosen Signals und insbesondere des abgegebenen drahtlosen Signals. Dies kann beispielsweise ein reines Trä gersignal sein, aber auch eine Modulation aufweisen. So kann das abgegebene Signal eine Frequenzmodulation, eine Amplitu denmodulation oder auch eine Phasenmodulation bzw. eine Kombi nation hiervon aufweisen. Die Modulation ist beispielsweise so gewählt, dass eine besonders starke Beeinflussung des modu lierten Signals durch eine Änderung der mechanischen oder elektrischen Struktur der Kappe und/oder des Elementes erzeugt wird.

Ein anderer Gesichtspunkt betrifft mögliche Formen oder Vor gänge, die eine Interaktion bewirken und damit eine Verände- rung des abgegebenen drahtlosen Signals erzeugen. In einem As pekt beruht die drahtlose Interaktion auf einer Erzeugung ei nes drahtlosen Signals in Antwort auf das abgegebene Signal. Alternativ kann das abgegebenen Signal auch aufgrund einer ka pazitiven Änderung der Kappe oder des optischen Elementes ins- besondere aufgrund einer Beschädigung verändert werden. Eine weitere Änderung des abgegebenen Signals kann durch eine in- duktive Änderung der Kappe oder des optischen Elementes bzw. der Verbindung zwischen diesen erzeugt werden.

In einem Aspekt wird durch die Interaktion aufgrund veränder- ter elektronischer Eigenschaften der Kappe und/oder des opti schen Elementes eine Resonanzfrequenz, eine Frequenz, eine Amplitude, eine Phase, eine Dämpfung des abgegebenen Signals oder Kombinationen hiervon verändert. Ein wesentlicher Aspekt in einigen Aspekten ist es, dass die Kappe zur Erzeugung der drahtlosen Interaktion selbst keinen eigenen dauerhaften Energiespeicher wie z.B. eine Batterie um fasst. Vielmehr ist in einigen Aspekten vorgesehen, dass das von der Sensorvorrichtung angegebene Signal zumindest teilwei- se auch die für die Interaktion notwendige Energie bereit stellt.

In einem Aspekt weist die Kappe ein Sendeelement zur Erzeugung eines drahtlosen Signals in Antwort auf das abgegebene Signal auf. Dadurch kann ein bestimmtes Signal erzeugt werden, wodurch direkt auf eine Beschädigung rückgeschlossen werden kann. In einer einfachen Form umfasst das Sendeelement einen Resonator, der wegen der übertragenen Energie zu schwingen be ginnt und so ein Antwortsignal erzeugt. Eine Antenne für die- ses Sendeelement umfasst zumindest eine Leiterschleife, insbe sondere außerhalb der Hauptabstrahlrichtung, die insbesondere auf der Lichtquelle zugewandten Seite des optischen Elementes oder zwischen Kappe und optischem Element angeordnet ist. Es kann als Antenne auch ein optisch transparenter elektrisch leitfähiger Stoff eingesetzt werden (z.B. ITO). Dadurch kann die Antenne auch in der Hauptabstrahlrichtung liegen.

Alternativ kann eine Antenne auch eine offene Leiterstruktur aufweisen, beispielsweise in Form eines Dipols oder eines Mul- tipols. Durch eine Beschädigung der Kappe wird entweder die Antennenstruktur direkt beschädigt, aber in jedem Fall die Ab- _Strahleigenschaft der Antennenstruktur verändert. Dies kann erfasst werden, so dass eine sichere Detektion einer Beschädi gung gewährleistet wird. Der Begriff Leiterschleife soll hier allgemein verstanden werden und beinhaltet eine von einem Lei- ter aufgespannte Fläche. Das Sendeelement kann in einigen As pekten wie erwähnt durch das von der Sensorvorrichtung abgege bene Signal mitversorgt werden. Hierzu kann vorgesehen sein, dass das Sendeelement einen Energiespeicher umfasst, der sei nerseits zur temporären Speicherung von Energie aus dem Signal der Sensorvorrichtung ausgebildet ist.

In einem anderen Aspekt wird eine rein passive Detektion vor genommen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das opto elektronische Bauelement wenigstens eine Leiterschleife, ins- besondere außerhalb der Hauptabstrahlrichtung umfasst. Auch hier kann über ein elektrisch leitendes Material vorgesehen sein, dass alternativ auch in Hauptabstrahlrichtung liegen. Dieses kann insbesondere auf der Lichtquelle zugewandten Seite des optischen Elementes angeordnet sein. In einer alternativen Ausgestaltung ist zwischen Kappe und optischem Element wenigs tens eine Leiterschleife, angeordnet. Diese kann außerhalb der Hauptabstrahlrichtung, aber im Falle transparenter Materialien auch innerhalb der Strahlrichtung angeordnet sein. Die Leiter schleife interagiert mit dem von der Sensoreinrichtung abgege- benen Signal auf eine charakteristische Weise. Bei einer Be schädigung ändert sich diese Charakteristik, so dass eine De tektion der Beschädigung möglich wird.

In einem Aspekt weist die Sensorvorrichtung eine Antenne auf, die mit der Kappe und/oder dem optischen Element kapazitiv oder induktiv gekoppelt ist. Die Kopplung ist derart ausge führt, dass eine Änderung der Position der Kappe und/oder des optischen Elements relativ zu der Antenne oder eine Beschädi gung der Kappe und/oder des optischen Elements oder auch ein Entfernen der Kappe und/oder des optischen Elements eine von der Sensorvorrichtung detektierbare Änderung des abgestrahlten Signals bewirkt.

In einer anderen Ausgestaltung ist zwischen Kappe und Sub- stratträger wenigstens eine Leiterschleife angeordnet, die ge genüber wenigstens einer Antennenstruktur liegt, welche mit der Sensorvorrichtung zur Abgabe eines Signals verbunden ist. Bei einer Beschädigung einer Verbindung zwischen Kappe und Substratträger ändert sich die Kopplung und damit die Interak- tion der beiden Elemente, so dass sich auch das von der Sen sorvorrichtung abgegebene Signal in der mit der Sensorvorrich tung verbundenen Leiterschleife ändert und so die Beschädigung durch die Sensorvorrichtung detektierbar ist. Die Antennenstruktur kann hierzu in oder auf den Substratträ ger aufgebracht sein und von der Leiterschleife durch einen nichtleitenden Klebstoff elektrisch isoliert sein.

In einem anderen Aspekt wird nicht ein induktives Verhalten (wie in den vorangegangenen Ausgestaltungsbeispielen), sondern eine kapazitive Interaktion in den Vordergrund gestellt. In einem Gesichtspunkt wird ein optoelektronisches Bauelement nach dem vorgeschlagenen Prinzip weitergebildet, in dem die Kappe und/oder das optische Element ein metallisches Element zur Erzeugung einer kapazitiven Interaktion umfasst. Dies kann beispielsweise eine flächige Form aufweisen.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Sensorvorrichtung eine Leiterschleife auf, die um oder auf der Lichtquelle ange- ordnet ist. Eine Anordnung auf der Lichtquelle, d.h. nahe an dem optischen Element mag in einigen Aspekten zweckmäßig sein, da durch eine große Nähe der interagierenden Elemente die In teraktion besonders groß ist und so Änderungen in der Interak tion leicht detektierbar sind. Ein anderer Gesichtspunkt betrifft ein Verfahren zur Detektion einer Beschädigung eines optoelektronischen Bauelements. Bei diesem wird ein optoelektronisches Bauelement bzw. Package mit einem Substratträger und einer darauf angeordneten Lichtquel- le, insbesondere eine Laserquelle bereitgestellt, wobei die Lichtquelle eine Hauptabstrahlrichtung aufweist. Über der Lichtquelle ist eine mit dem Substratträger verbundene Kappe mit einem optischen Element angeordnet, welches der Hauptab strahlrichtung der Lichtquelle gegenüberliegt.

Für das Verfahren wird nun ein drahtloses Signal in dem Raum zwischen Kappe und Substratträger erzeugt, so dass dieses Sig nal mit der Kappe und/oder dem optischen Element interagiert. Dann wird das durch die Interaktion veränderte Signal erfasst und mit einem Sollwert verglichen. Wenn das erfasste und durch die Interaktion veränderte Signal von einem durch den Sollwert definierten Bereich abweicht, wird ein negatives Zustandssig nal erzeugt. In Antwort auf ein solch erzeugtes negatives Zu standssignal kann die Lichtquelle werden.

Somit erfolgt eine Überprüfung auf Beschädigung nicht mit ei nem drahtgebundenen Signal, z.B. über eine Widerstandsmessung o.ä., sondern mit einem drahtlosen Signal. In einem Aspekt wird das erzeugte drahtlose Signal empfangen, um daraus Ener- gie zu erzeugen. Diese Energie wird wiederum zur Erzeugung und drahtlosen Abgabe eines Antwortsignals verwendet. Damit er folgt die Interaktion durch eine Erzeugung eines Antwortsig nals. Das Antwortsignal kann eine unterschiedliche Frequenz gegenüber dem erzeugten Signal aufweisen. Dadurch wird die De- tektion erleichtert und mögliche Interferenzen zwischen den

Signalen reduziert. In einem anderen Aspekt weist das erzeugte Signal eine Frequenz-, Amplituden- oder Phasenmodulation oder eine Kombination hiervon auf. Die Interaktion des erzeugten Signals mit der Kappe und/oder dem optischen Element kann auf einer Erzeugung eines drahtlo- sen Signals in Antwort auf das erzeugte Signal beruhen. Alter nativ kann eine Änderung des erzeugten Signals aufgrund einer kapazitiven Änderung hervorgerufen werden. Ebenso kann die In teraktion auch durch eine induktive Änderung erfolgen, so dass dadurch eine Änderung des erzeugten Signals bewirkt wird. In einem Aspekt wird das erzeugte Signals aufgrund einer durch Beschädigung oder einer Änderung der Position der Kappe und/oder des optischen Elements hervorgerufene Änderung einer kapazitiven oder induktiven Kopplung der Kappe und/oder dem optischen Element mit einer Sensorvorrichtung verändert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Aspekte und Ausführungsformen nach dem vorgeschlagenen Prinzip werden sich in Bezug auf die verschiedenen Ausfüh- rungsformen und Beispiele offenbaren, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben werden.

Figur 1 zeigt eine Darstellung eines optoelektronischen Bau elements mit einem herkömmlichen Interlockmerkmal;

Figur 2 zeigt eine Darstellung eines optoelektronischen Bau elements mit einem Interlockmerkmal nach dem vorge schlagenen Prinzip; Figur 3 zeigt eine Darstellung eines optischen Elementes mit einigen Aspekten zur Erläuterung des vorgeschlagenen Prinzips;

Figur 4 stellt ein zweites Ausführungsbeispiel mit weiteren Aspekten zur Erläuterung nach dem vorgeschlagenen Prinzip dar;

Figur 5A ist eine Draufsicht eines optischen Elementes mit ei- nigen Aspekten zur Erläuterung des vorgeschlagenen Prinzips; Figur 5B ist eine Draufsicht eines weiteren optischen Elemen tes mit einigen Aspekten zur Erläuterung des vorge schlagenen Prinzips; Figur 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel mit weiteren As pekten zur Erläuterung nach dem vorgeschlagenen Prin zip;

Figur 7 ist eine Draufsicht auf einen Substratträger mit eini- gen Aspekten zur Erläuterung des vorgeschlagenen Prin zips;

Figur 8 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel mit weiteren As pekten zur Erläuterung nach dem vorgeschlagenen Prin- zip;

Figur 9 ist eine Darstellung eines Verfahrens zur Erläuterung einiger Aspekte des vorgeschlagenen Prinzips. DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Die folgenden Ausführungsformen und Beispiele zeigen verschie dene Aspekte und ihre Kombinationen nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Die Ausführungsformen und Beispiele sind nicht immer maßstabsgetreu. Ebenso können verschiedene Elemente vergrößert oder verkleinert dargestellt werden, um einzelne Aspekte her vorzuheben. Es versteht sich von selbst, dass die einzelnen Aspekte und Merkmale der in den Abbildungen gezeigten Ausfüh rungsformen und Beispiele ohne weiteres miteinander kombiniert werden können, ohne dass dadurch das erfindungsgemäße Prinzip beeinträchtigt wird. Einige Aspekte weisen eine regelmäßige Struktur oder Form auf. Es ist zu beachten, dass in der Praxis geringfügige Abweichungen von der idealen Form auftreten kön nen, ohne jedoch der erfinderischen Idee zu widersprechen. Figur 1 zeigt eine Darstellung eines optoelektronischen Bau elements mit einem herkömmlichen Interlockmerkmal als soge- nanntes Package. Das optoelektronische Bauelement 1 umfasst ein Substratträger 10 mit einer darauf angeordneten Lichtquel le 30. Die Lichtquelle 30 ist hier als vertikal emittierender Laser kurz VCSEL ausgeführt, dessen Laserlicht in einem Be- trieb nach oben entlang der Hauptabstrahlrichtung 31 abgegeben wird. Auf dem Substratträger 10 ist darüber hinaus eine Steu erschaltung 40 befestigt und elektrisch mit der Lichtquelle 30 kontaktiert. Der Substratträger 10 weist darüber hinaus Durch kontaktierungen auf, die den Chip 40 sowie die Lichtquelle 30 kontaktieren und hier der Übersicht halber nicht dargestellt sind.

An dem Substratträger 10 ist eine MID-Kappe 20 befestigt. Die se ist aus einem nichtleitenden Material gefertigt und umfasst eine Öffnung, in der ein optisches Element 21 eingesetzt ist. Die Öffnung ist hierbei oberhalb der Lichtquelle in der Haupt abstrahlrichtung 31 angeordnet. Das optische Element 21 befin det sich somit über der Hauptabstrahlrichtung der Lichtquelle 30.

Zu einer Detektion einer Beschädigung der Kappe 20 bzw. des optischen Elementes 21 ist in diesem herkömmlichen Bauelement ein elektrischer Leiter 23 vorgesehen, der entlang einer Sei tenwand der Kappe 20 verläuft und anschließend elektrisch lei- tend an das optische Element 21 angeschlossen ist. Die elektrisch leitende Verbindung erfolgt über einen leitfähigen Klebstoff 22, mit der das optische Element 21 an der Kappe 20, um die Öffnung herum verbunden ist. In einem Betrieb dieser Anordnung erzeugt der Steuerchip 40 einen Strom über den Leiter 23 und entlang der leitenden Kle beverbindung 22. Bei einer Beschädigung der leitenden Klebe verbindung 22 wird diese Leitung elektrisch unterbrochen, so- dass durch den Leiter 23 kein Strom mehr fließen kann und der Spannungsabfall erhöht wird. Dieser kann von der Sensorein richtung 40 detektiert werden, sodass die Steuerschaltung 40 die Lichtquelle in Antwort darauf abschaltet. In dieser einfa chen Darstellung kann neben einer elektrischen Verbindung der Kappe zum optischen Element mittels der gleichen Weise auch eine Verbindung des Substrats zur Kappe überprüft werden.

In der Herstellung eines derartigen Packages werden oftmals zwei verschiedene Klebstoffe verwendet, um die notwendigen me chanischen und elektrischen Eigenschaften zu erzeugen. Ein elektrisch leitfähiger Klebstoff hat gegenüber einem normalen nichtleitenden Klebstoff eine deutlich geringere Klebefähig keit, sodass zusätzlich zu dem elektrisch leitfähigen Kleb stoff auch ein elektrisch nichtleitender Klebstoff zur struk turellen Verstärkung notwendig ist. Diese beiden zeigen jedoch unterschiedliche mechanische Eigenschaften und insbesondere unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten. In einem Betrieb einer derartigen Anordnung kann somit aufgrund der un terschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten eine Ver bindung abreißen und somit ein falsches oder fehlerhaftes Sig nal erzeugt werden.

Figur 2 stellt nun eine Ausführung eines elektronischen Bau elements mit einem Interlockmerkmal nach dem vorgeschlagenen Prinzip dar. Wie in dem vorangegangenen Beispiel mit einem herkömmlichen Bauelement umfasst das optoelektronische Bauele- ment bzw. das Package nach dem vorgeschlagenen Prinzip einen Substratträger 10, auf dem eine Lichtquelle 30 in Form einer Laserlichtquelle aufgebracht ist. Zur Ansteuerung der Laser lichtquelle ist eine Steuerschaltung 40 vorgesehen. Zudem ist auf dem Substratträger eine Sensorvorrichtung 50 angeordnet. Wie im obigen Beispiel enthält der Substratträger mehrere

Durchkontaktierungen, die zu Kontaktpads (hier nicht darge stellt) auf der der Öffnung der Kappe 20 abgewandten Seite führen. In diesem und den folgenden Ausführungsbeispielen sind die

Steuerschaltung 40 und die Sensorvorrichtung 50 als getrennte Elemente dargestellt. In der praktischen Realisierung ist es jedoch denkbar, die Sensorvorrichtung in die Steuerschaltung 40 zu integrieren. Ebenso zeigen die Ausführungsbeispiele, dass die Steuerschaltung 40 und die Sensorvorrichtung 50 in- nerhalb des Raumes angeordnet sind, welcher von der Kappe 20 und dem Substrat 10 umschlossen ist. Dies kann in einigen Aus gestaltungen zweckmäßig sein, da sich ein derartig elektroni sches Bauelement als integriertes Package hersteilen und an wenden lässt. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, die Steuerschaltung 40 und die Sensorvorrichtung 50 außerhalb der Kappe auf dem Substratträger 10 vorzusehen. In einem solchen Fall kann die Kappe mit kleineren Dimensionen ausgeführt wer den.

Wieder verweisend auf Figur 2 umfasst das optoelektronische Bauelement 1 eine Kappe 20, die mittels eines Klebstoffes 70 an dem Substratträger 10 befestigt ist. Der Klebstoff 70 ist in dieser Ausgestaltung ein nichtleitender Klebstoff und dient zur mechanischen stabilen Befestigung der Kappe 20 an dem Sub stratträger 10. Kappe 20 umfasst wie im vorangegangenen Bei- spiel ein optisches Element 21, welches sich oberhalb der Hauptabstrahlrichtung der Lichtquelle 30 befindet. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Öffnung der Kappe 20 frei und nur durch das optische Element 21 abgedeckt. In anderen hier nicht gezeigten Darstellungsformen kann die Öffnung auch mit einem transparenten Material verfüllt sein bzw. das optische Element 21 innerhalb der Öffnung angeordnet werden.

Das optische Element 21 ist mit einem Kleber 22 an der Umran dung der Kappe 20 befestigt. Hierbei ist der Kleber 22 eben- falls ein nichtleitender Klebstoff, sodass eine gute mechani sche Befestigung des optischen Elementes 21 an dem Kappenmate rial erreicht wird.

Das optische Element 21 weist auf seiner der Lichtquelle zuge- wandten Seite eine Antennenstruktur 61 auf, die mit einem Sen deelement 60 verbunden ist. Der Sender 60 ist ebenfalls auf dem optischen Element angeordnet, liegt jedoch außerhalb der Hauptabstrahlrichtung der Lichtquelle 30. In diesem Ausfüh rungsbeispiel ist der Sender direkt der Sensorvorrichtung 50 gegenüberliegend angeordnet.

Figur 3 zeigt eine Ausgestaltungsform in Draufsicht auf das optische Element 21. Dieses ist transparent ausgeführt und um fasst in seinem Zentrum Z ein transparentes Fenster, durch das das Laserlicht abgestrahlt werden kann. In seinem Randbereich enthält das optische Element 21 einen Sender 60, der mit einer Antennenstruktur 61 elektrisch leitend verbunden ist. Die An tennenstruktur ist hier vereinfacht als einzelne Leiterschlei fe dargestellt, jedoch kann diese in praktischer Ausführung mehrere Umläufe umfassen und beispielsweise als Schleifenan- tenne ausgeführt sein. Auch kann die Antennenstruktur 61 meh rere getrennte Leiterschleifen umfassen, so dass diese als Sende- und als Empfangsantenne dienen können. In der Drauf sicht ist der Bereich der Klebstoffverbindung 22 durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Die Klebstoffverbindung 22 ist auf der anderen Seite des optischen Elements gebildet, so dass dieses auf seiner der Lichtquelle abgewandten Seite an der Kappe befestigt wird.

In einem Betrieb erzeugt die Sensorvorrichtung 50 ein elektro- magnetisches Sendesignal bei einer Frequenz fl, welches über eine Antenne 52 in den Raum des optoelektronischen Bauelements abgestrahlt wird, der von der Kappe 20 und dem optischen Ele ment 21 umgeben ist. Das von der Sensorvorrichtung abgestrahl te Sendesignal wird von der Antennenstruktur 61 empfangen und in dem Sender 60 unter anderem zum Erzeugen der für die Erzeu gung der Antwort notwendigen Energie umgesetzt. Mit anderen Worten, erzeugt das von der Sensorvorrichtung 50 abgestrahlte elektromagnetische Signal einen Spannungsimpuls in der Anten nenstruktur 61, der gleichgerichtet und in einem Kondensator oder einem Energiespeicher innerhalb der Senders 60 zwischen gespeichert wird. Im weiteren Verlauf reicht die in dem Kondensator des Senders gespeicherte Energie aus, um in Antwort auf das vom Sensor 50 abgegebene Signal ein Antwortsignal mit der Frequenz f2 zu er zeugen und über die Antennenstruktur 61 abzustrahlen. Diese Frequenz kann dabei gleich groß wie die Frequenz fl, aber auch unterschiedlich sein. Letzteres ist zweckmäßig, da dadurch beide Signale nicht oder nur geringfügig miteinander interfe rieren. Zudem können die Frequenzen so gewählt sein, dass die se sich beispielsweise in der Sensorvorrichtung gut herunter mischen und weiterverarbeiten lassen.

Die Antennenstruktur 61 wird somit zum einen als Empfänger für das von der Sensorvorrichtung abgegebene Signal als auch als Antenne für das Sendesignal verwendet. Alternativ können hier zu auch verschiedene Antennenstrukturen verwendet werden, was eventuell im Fall unterschiedlicher Sende- und Empfangsfre quenzen sinnvoll ist, da diese nun spezifisch auf die jeweili ge Sende- und Empfangsfrequenz eingestellt werden können. Zu sammengefasst interagiert somit der Sender 60 auf das vom Sen sor 50 abgegebene Signal und erzeugt in Antwort darauf ein Signal, welches wiederum in den von der Kappe umschlossenen Raum abgestrahlt wird. Der Sensor 50 kann dies mit seiner Emp fangs- und Sendeantenne 52 detektieren und auswerten.

In einem normalen Betrieb erfasst die Sensorvorrichtung 50 das abgegebene Signal, wertet dieses aus und vergleicht es bei spielsweise mit einem Sollwert. Stimmt das empfangene Signal innerhalb eines bestimmten Bereiches mit dem Sollwert überein, so ist von einer Unversehrtheit des optischen Elementes 21 und der Kappe 20 auszugehen. Wenn hingegen das optische Element 21 mechanisch beschädigt wird, so lassen sich zwei Fälle unter scheiden.

In einem ersten Fall wird durch die mechanische Beschädigung auch die Leiterschleife 61 beschädigt, sodass ein Abstrahlen oder auch ein Empfangen des von der Sensorvorrichtung 50 abge- gebenen Signals unmöglich oder zumindest stark beeinträchtigt ist. Dadurch empfängt die Sensorvorrichtung in Antwort auf das von ihr abgegebene Signal beispielsweise kein Antwortsignal mehr und erzeugt somit ein Zustandssignal an die Steuervor- richtung 40, die zum Abschalten der Lichtquelle 30 führt.

In einem zweiten Fall ist die Beschädigung des optischen Ele mentes 21 bzw. der Kappe 20 nicht ausreichend, um eine Unter brechung der Leiterschleife 61 zu erzeugen. Dennoch führt die Beschädigung zu einer Veränderung der charakteristischen Ab- _Strahleigenschaft der Antennenstruktur 61, sodass sich bei spielsweise die Frequenz- oder die Amplitude des Antwortsig nals des Senders 60 verändert. Das veränderte Antwortsignal kann von der Sensorvorrichtung 50 erfasst und ausgewertet wer den. Wenn die Abweichung von einem Sollwert aufgrund der Be- _Schädigung des optischen Elementes 21 oder der Kappe 20 aus reichend groß ist, so wird dies von der Sensorvorrichtung der Steuerschaltung 40 angezeigt und die Lichtquelle 30 zur Si cherheit abgeschaltet. Auf diese Weise ist die Sensorvorrichtung 50 imstande, Beschä digungen der Kappe 20 und des optischen Elementes 21 zu erfas sen, ohne dass eine elektrische Verbindung in Form der Anten nenstruktur 61 unterbrochen werden muss. Dadurch wird die Si cherheit des Bauelements gewährleistet, da auch Beschädigungen erkannt werden, die nicht zu einer Unterbrechung der Leiter schleife aber zu einer deutlichen Änderung der Abstrahleigen schaften der Antennenstruktur 61 führen.

Als Beispiel für eine derartige Veränderung wäre hier ein Loch innerhalb des optischen Elementes 21 im Bereich des Zentrums Z zu nennen, welches sich außerhalb der Leiterschleife 61, aber innerhalb der Hauptabstrahlrichtung 31 befindet. Dieses Loch kann zu einer erhöhten Abstrahlung und damit einer erhöhten Verletzungsgefahr für einen Benutzer führen. Durch das Loch wird die Umgebung der Antennenstruktur 61 stark verändert, so dass sich deren Abstrahleigenschaften ebenfalls ändern. Diese Änderung wird dem vorgeschlagenen Prinzip von der Sensorvor richtung detektiert und als Beschädigung identifiziert.

Figur 4 zeigt eine zweite Ausgestaltung eines optoelektroni- sehen Bauelements nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Funktions gleiche Bauelemente tragen dabei die gleichen Bezugszeichen. In dieser Ausgestaltung ist das optische Element 21 lediglich mit einer speziellen Antennenstruktur 61' ausgeführt, besitzt jedoch keinen weiteren Sender. Antennenstruktur 61' ist im Ausführungsbeispiel in Form mehrerer Leiterschleifen auf der Unterseite d.h. der der Lichtquelle zugewandten als auch auf der abgewandten Seite implementiert. Dadurch wird zwischen Ober- und Unterseite des optischen Elementes eine induktive Kopplung erzeugt. Es ist jedoch damit als eine rein passive Struktur ausgebil det. Die Sensorvorrichtung 50 umfasst weiterhin eine inte grierte Sende- und Empfangseinheit mit einer Antenne 51. Diese ist wie im vorangegangenen Beispiel ebenfalls in der Sensor vorrichtung 50 integriert. Aufgrund der räumlichen Nähe steht die Sendeantenne 51 dabei in einer elektromagnetischen Inter aktion mit der Struktur 61' des optischen Elementes 21. Mit anderen Worten werden durch die Struktur 61' des optischen Elementes 21 die Eigenschaften der Antenne 51 beeinflusst. Diese Beeinflussung machen sich die Erfinder nun in geeigneter Weise zu Nutze.

In einem Betrieb erzeugt die Sensorvorrichtung 50 ein Sende signal und strahlt dieses über die Antenne 51 ab. In einem normalen Betrieb verändert die Interaktion zwischen Struktur 61' und Antenne 51 die Abstrahlung des Signals der Sensorvor richtung 50 oder sogar das Sendesignal selbst auf eine charak teristische Weise. Beispielsweise ist die Antenne 51 sowie die Struktur 61' auf dem optischen Element 21 so aneinander ange passt, dass sich eine besondere niedrige oder besonders hohe Reflexion für das abzugebende Sendesignal ergibt. Bei einer derartigen Fehlanpassung wird somit entweder nur ein geringer Teil des Sendesignals oder ein sehr großer Teil in die Sensor vorrichtung zurückgestrahlt. Dieser kann erfasst und eine Än derung dieses Teils ausgewertet werden. Mit anderen Worten ist die Sensorvorrichtung beispielsweise zur Detektion einer Re- flexion oder einer anderen Charakteristik des Antennensystems (aus Struktur 61' und Antenne 51) ausgestaltet.

Bei einer Beschädigung des optischen Elementes 21 bzw. der Kappe 20 wird nun dieses System aus Antenne 51 und Struktur 61' auf dem optischen Element verändert, sodass sich auch de ren Reflexion und Abstrahleigenschaften verändern. Auch dieses kann nun von der Sensorvorrichtung erfasst, mit einem Sollwert verglichen und weiter ausgewertet werden. In einem Beispiel sei vorgesehen, dass sich das System aus der Antenne 51 und der Struktur 61' auf dem optischen Element in einer besonders guten Resonanz befindet. Eine Beschädigung der Kappe 20 bzw. des optischen Elementes führt nun zu einer Fehlanpassung die ses Gesamtsystems, wodurch sich eine erhöhte Reflexion ergibt, bzw. die abgestrahlte Leistung verändert wird. Diese Verände- rung wird von der Sensorvorrichtung erfasst und als Beschädi gung identifiziert.

Für die passive Struktur 61 des optischen Elementes 21, die mit dem von der Sensorvorrichtung 50 abgegebenen Signal inter- agiert, sind verschiedene Ausgestaltungen denkbar.

Die Figuren 5A und 5B zeigen zwei derartige Ausführungsformen, die auf einer kapazitiven bzw. einer induktiven Kopplung und Interaktion basieren. Figur 5A zeigt eine Ausgestaltung zur Erzeugung einer kapazitiven Interaktion. Dabei ist ein relativ breiter metallischer Streifen 62 um das Zentrum Z auf dem op tischen Element 21 hinweg angeordnet. Dieser metallische Streifen kann auf beiden Seiten des optischen Elementes vor handen sein. Die metallische Struktur 62 ist möglichst flächig ausgeführt und kann wie hier dargestellt, einen Teil des Be- reiches der Klebeverbindung 22 überdecken. Alternativ kann sie auch bis zum Rand des optischen Elementes 21 reichen.

In einem Betrieb dieser Anordnung erfolgt eine Interaktion des abgegebenen Signals mit dem metallischen Streifen 62 über eine kapazitive Kopplung. Bei einer Beschädigung beispielsweise ei nem abreißen des optischen Elementes kann sich unter anderem der Abstand der metallischen Fläche 62 von der Sendestruktur 51 der Sensorvorrichtung 50 ändern, wodurch sich wiederum die kapazitive Kopplung und damit der imaginäre Anteil der Impe danz des Gesamtsystems verändert. Dies kann von der Sensorvor richtung 50 erfasst und ausgewertet werden.

Figur 5B zeigt eine alternative Ausgestaltungsform, bei der anstatt einer kapazitive Kopplung und Interaktion eine induk- tive Interaktion stattfindet. Hierzu ist eine Vielzahl von Leiterschleife 61' im Bereich oberhalb der Klebeverbindung 22 auf dem optischen Element um das transparente Zentrum Z ange ordnet. Die Struktur in Form von mehreren Leiterschleifen er zeugt bei einem sich ändernden Signal eine elektromagnetische Antwort und bewirkt so eine Interaktion mit dem abgegebenen Signal. Auch hier wird durch eine Beschädigung die charakte ristischen Eigenschaften dieser Leiterschleifen verändert, so- dass diese von der Sensorvorrichtung erfasst und ausgewertet werden können.

Figur 6 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Packages nach dem vorgeschlagenen Prinzip, bei der eine Beschädigung unter anderem zwischen der Kappe 20 und dem Substratträger 10 detek- tiert und identifiziert werden soll. Dabei kann diese Ausfüh- rungsform nach Figur 6 auch mit den bereits vorgenannten Aus führungsformen kombiniert werden.

In dieser Ausgestaltung ist die Kappe 20 mittels eines nicht- leitenden Klebers 70 an dem Substratträger 10 befestigt. Auf dem Substratträger 10 sind wie in den vorangegangenen Ausfüh rungsformen ebenfalls die Lichtquelle 30 in Form einer Laser- lichtquelle, die Steuerschaltung 40 sowie die Sensorvorrich tung 50 angeordnet. Auf der Seite des Substratträgers ist nun eine Antenne 53 in dem Bereich des Klebstoffes d. h. in Be reich unterhalb der Position der Kappe 20 angebracht, die ka- pazitiv oder auch induktiv mit einer weiteren Struktur 24 auf der Kappenseite gekoppelt ist und somit mit dieser intera giert. Die beiden Strukturen 24 und 53 sind durch den nicht- leitenden Kleber 70 elektrisch voneinander getrennt. Figur 7 zeigt eine Draufsicht auf den Substratträger 10, in der die genannte Struktur verdeutlicht wird. Substratträger 10 umfasst die Sensorvorrichtung 50, an die die Antenne 53 in Form einer Leiterschleifenstruktur angeschlossen ist. Wie in den anderen Ausführungen können dies eine oder mehrere einzel- ne Umläufe sein. Die Struktur 53 kann aber auch eine andere Form haben, beispielsweise in Form eines Dipols o.ä. Oberhalb der Antenne 53 im Bereich der Kappe 20 ist eine weitere metal lische geschlossene Leitung 24 vorgesehen, die in der Kappe 20 integriert ist. Die beiden Elemente 24 und 53 sind somit elektrisch auch durch den nichtleitenden Klebstoff 70 vonei nander isoliert. Dennoch erfolgt eine kapazitive bzw. indukti ve Kopplung zwischen der Antenne 53 und der metallischen Struktur 24 aufgrund der großen räumlichen Nähe. In einem Betrieb erzeugt die Sensorvorrichtung ein Signal in der Antennenstruktur 53, welche wiederum mit der metallischen Struktur 24kapazitiv und7oder induktiv gekoppelt und somit ei ne charakteristische Antwort bewirkt. Bei einer Beschädigung der Kappe 20 beispielsweise durch Aufbrechen der Klebeverbin- düng 70 wird die Kopplung zwischen der Struktur 24 und der An tenne 53 verändert und somit die Abstrahlcharakteristik ge stört. Diese Störung kann von der Sensorvorrichtung 50 detek- tiert und als mögliche Beschädigung identifiziert werden. Figur 8 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform ein Package nach dem vorgeschlagenen Prinzip. In dieser Ausgestaltung ist die Steuerschaltung als auch die Sensorvorrichtung außerhalb des eigentlichen Package angeordnet, wodurch dieses besonders platzsparend und räumlich klein ausgestaltet werden kann. Die Ausführungsform umfasst einen PCB Träger 10', auf dem eine integrierte Steuer- und Sensorschaltung 41 angeordnet ist. Diese ist über Zuleitungen an eine Vielzahl von Kontaktpads 42 angeschlossen, die ihrerseits mit Durchkontaktierungen in dem Substratträger 10 in elektrisch leitender Verbindung stehen. Die Durchkontaktierungen führen zu der Lichtquelle 30 in Form eines VCSELs. Die Lichtquelle 30 ist direkt über einer Öffnung in der Kappe 20 und dem die Öffnung abdeckenden optischen Ele ment 21 angeordnet. Um die Lichtquelle 30 herum ist eine Antennenstruktur 51' an geordnet, die über die Durchkontaktierungen mit der integrier ten Sensor- und Steuerschaltung 41 verbunden ist. Die Anten nenstruktur 51' kann auch auf der Oberfläche des CVSEL ange ordnet sein. Eine entsprechende passive Struktur 61' gemäß ei- ner der vorgenannten Ausführungsformen ist an dem optischen Element 21 befestigt und befindet sich in direkter räumlicher Nachbarschaft zu Antenne 51'. Dadurch wird eine besonders hohe kapazitive bzw. induktive Kopplung zwischen der Antenne 51 und der passiven Struktur 61 auf dem optischen Element 21 er- reicht.

Bei einer Beschädigung der Kappe 20 bzw. des optischen Elemen tes 21 wird diese Kopplung zwischen der Antenne 51 und der passiven Struktur 61' gestört, und die Störung von der inte- grierten Steuer und Sensorschaltung 41 aufgrund einer Änderung in dem abgegebenen Signal detektiert.

Figur 9 zeigt eine Ausgestaltung eines Verfahrens zur Detekti on einer Beschädigung in einem optoelektronischen Bauelement nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Dabei wird in einem ersten Schritt S1 ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt, welches eine auf einem Substratträger befestigte Kappe mit ei nem darin integrierten optischen Element aufweist. Das opti sche Element ist hierbei zumindest teilweise in einem Zentrum transparent ausgestaltet, sodass Licht von einer Lichtquelle durch das optische Element strahlen kann. Hierzu ist die

Lichtquelle von der Kappe und dem optischen Element umschlos sen.

In einem Schritt S2 wird nun ein elektromagnetisches Signal erzeugt und insbesondere in den Raum zwischen der Kappe und dem Substratträger abgestrahlt. Das elektromagnetische Signal interagiert mit den Elementen des optoelektronischen Bauele ments und insbesondere mit dem optischen Element sowie der Kappe. Hierbei können auf dem optischen Element bzw. der Kappe Strukturen aufgebracht oder integriert sein, die mit einer

Sendestruktur für das abgegebene Signal eine elektromagneti sche Kopplung bewirken und so mit dem abgegebenen Signal in teragieren. Dies können neben rein passiven Strukturen auch aktive Strukturen sein, so kann beispielsweise das abgestrahl- te Signal erfasst und zur Erzeugung eines zweiten Antwortsig nals verwendet werden. Im Sinne dieser Beschreibung entspricht die Interaktion bzw. das durch die Interaktion veränderte Sig nal damit dem erzeugten Antwortsignal. In Schritt S3 wird das durch die Interaktion veränderte Signal erfasst und weiterverarbeitet, d.h. beispielsweise mit einem Sollwert verglichen. Befindet sich die Veränderung innerhalb eines bestimmten Bereiches des Sollwertes so wird in Schritt S4 davon ausgegangen, dass das Bauelement intakt ist und keine Beschädigungen aufweist. In einem solchen Fall wird mit

Schritt S4 fortgefahren, indem ein Zustandssignal erzeugt wird, welches ein intaktes Bauelement anzeigt. Von einer Steu erschaltung wird daraufhin die Lichtquelle aktiviert, sodass Licht durch das optische Element abgestrahlt wird. Sodann wird in Schritt S2 zurückgesprungen und das Verfahren mit den

Schritten S2 bis S5 in periodischen Abständen wiederholt. Wenn hingegen in Schritt S4 erkannt wird, dass sich das er fasste Signal außerhalb eines bestimmten Bereiches um einen gewünschten Sollwert befindet, so wird ein Zustandssignal er zeugt, welches eine Beschädigung anzeigt. Dieses Zustandssig- nal führt in Schritt S5 zu einem Abschalten bzw. Deaktivieren der Lichtquelle um eine Beschädigung zu vermeiden.

Die hier dargestellten Ausführungsformen und Beispiele lassen sich auf verschiedene Weise miteinander kombinieren. Dabei schwebt den Erfindern insbesondere vor, eine Detektion einer möglichen Beschädigung nicht über eine resistive Veränderung, beispielsweise aufgrund eines Leiterbruchs zu detektieren, sondern mithilfe eines drahtlosen Signals und der Kopplung der verschiedenen Elemente untereinander. Diese Kopplung führt zu einer Interaktion mit dem von der Sensoreinrichtung abgegebe nen Signal, sodass dieses ausgewertet und basierend auf der Auswertung eine Entscheidung über eine mögliche Beschädigung getroffen werden kann. Die verschiedenen Ausgestaltungen sind dabei nicht auf die gezeigten Ausführungen beschränkt.

So beziehen sich beispielsweise die Ausgestaltungen in den Fi guren 5A und 5B auf das optische Element. Allerdings kann die se Darstellung auch das Trägersubstrat zeigen, so dass die Leiterschleifen oder auch der metallische Streifen zwischen Trägersubstrat 10 und Kappe 20 angeordnet sind. Ebenso ist es möglich, mehrere derartige Elemente an unterschiedlichen Posi tionen (z.B. zwischen Kappe und optischem Element, auf dem op tischen Element, oder zwischen Kappe und Trägersubstrat) vor zusehen, die kapazitiv oder auch induktiv koppeln und so eine zu einer Interaktion führen. Dadurch lassen sich Beschädigun gen an verschiedenen Stellen detektieren. BEZUGSZEICHENLISTE

1 optoelektronisches Bauelement

10 Substratträger 10' PCB Träger

20 Kappe 21 optisches Element 22 Klebstoff 22 Klebstoff 23 Leiter

30 Lichtquelle, VCSEL

31 Hauptabstrahlrichtung

40 Steuerschaltung, IC

41 Steuerschaltung mit integrierter Sensorvorrichtung 50 Sensorvorrichtung

51, 51' Antenne

52 Antenne

53 Antenne 60 Sender 61 Antennenstruktur 70 Klebstoff Z transparenter Bereich

Claims

PATENTANS PRÜCHE

1. Optoelektronisches Bauelement, umfassend:

- ein Substratträger (10) mit einer darauf angeordneten Lichtquelle (30), insbesondere eine Laserquelle, die eine

Hauptabstrahlrichtung aufweist;

- eine über der Lichtquelle (30) angeordnete und mit dem Substratträger (10) verbundene Kappe (20) mit einem opti schen Element, welches in der Hauptabstrahlrichtung (31) der Lichtquelle (30) angeordnet ist; eine Sensorvorrichtung (50), welche zur Abgabe eines elektromagnetischen Signals zwischen Kappe (20) und Sub stratträger (10) zur Detektion einer Beschädigung der Kappe (20) ausgebildet ist; wobei die Kappe (20) zu einer drahtlosen Interaktion mit dem abgegebenen elektromagnetischen Signal ausgeführt ist.

2. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1, wobei die Sensorvorrichtung (50) ausgeführt ist, ein mit der Kappe (20) interagiertes Signal zu erfassen und mit einem Soll wert zu vergleichen.

3. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 2, wobei die Sensorvorrichtung (50) ausgeführt ist, ein Zustandssignal in Abhängigkeit einer Abweichung des erfassten mit der Kappe (20) interagiertes Signals von einem Sollwert zu erzeugen.

4. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das abgegebene elektromagnetische Sig nal ein drahtloses Signal, und/oder ein Frequenz-, Amplituden- oder phasenmoduliertes Signal ist.

5. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die drahtlose Interaktion auf wenigs tens einem der folgenden Vorgänge beruht: einer Erzeugung eines drahtlosen elektromagnetischen Signals in Antwort auf das abgegebene elektromagnetische Signal;

- eine Änderung des abgegebenen elektromagnetischen Sig- nals aufgrund einer kapazitiven Änderung;

- eine Änderung des abgegebenen elektromagnetischen Sig nals aufgrund einer induktiven Änderung.

6. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Kappe (20) ein Sendeelement (60) zur Erzeugung eines drahtlosen Signals in Antwort auf das abgegebene elektromagnetische Signal aufweist, wobei eine Antennenstruktur (61) für dieses Sendeelement zumindest eines der folgenden Elemente aufweist:

- wenigstens eine Leiterschleife, insbesondere außerhalb der Hauptabstrahlrichtung, die insbesondere auf der Lichtquelle (30) zugewandten Seite des optischen Elemen tes oder zwischen Kappe (20) und optischem Element ange ordnet ist;

- eine offene Leiterstruktur, die ein Di- oder Multipol bildet.

7. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 6, bei dem das Sendelement einen temporären Energiespeicher, insbe- sondere einen Kondensator zur Speicherung von Energie aus dem von der Sensorvorrichtung (50) abgegebenen elektro magnetischen Signal umfasst.

8. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die drahtlose Interaktion durch die Kap pe (20) eine Veränderung einer Abstrahlcharakteristik des von der Sensorvorrichtung abgegebenen elektromagnetischen Signals, insbesondere eine Veränderung des elektromagneti schen Feldes des von der Sensorvorrichtung abgegebenen elektromagnetischen Signals bewirkt.

9. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Sensorvorrichtung eine Antenne (51, 52, 53) aufweist, die mit der Kappe (20) und/oder dem opti schen Element (21) kapazitiv oder induktiv gekoppelt ist, derart, dass eine Änderung der Position der Kappe und/oder des optischen Elements relativ zu der Antenne (51, 52, 53) oder eine Beschädigung der Kappe und/oder des optischen Elements oder eine Entfernung der Kappe und/oder des opti schen Elementes eine von der Sensorvorrichtung detektierba- re Änderung des abgegebenen elektromagnetischen Signals be wirkt.

10. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorherigen

Ansprüche, bei der das optische Element wenigstens eine Leiterschleife (61'), insbesondere außerhalb der Hauptab- strahlrichtung (31) umfasst, welche insbesondere auf der Lichtquelle (30) zugewandten Seite des optischen Elemen tes angeordnet ist.

11. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorherigen

Ansprüche, bei der zwischen Kappe (20) und optischem Ele ment wenigstens eine Leiterschleife, insbesondere außer halb der Hauptabstrahlrichtung (31) angeordnet ist.

12. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorherigen

Ansprüche, bei der zwischen Kappe (20) und Substratträger (10) wenigstens eine Leiterschleife (24) angeordnet ist, die gegenüber wenigstens einer Antennenstruktur (53) liegt, welche mit der Sensorvorrichtung (50) zur Abgabe eines Signals verbunden ist.

13. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 12, wobei die Antennenstruktur in oder auf den Substratträger aufge bracht ist.

14. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 12 oder 13, bei der ein nichtleitender Klebstoff die Antennenstruktur (53) und die Leiterschleife voneinander elektrisch trennt.

15. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorherigen

Ansprüche, bei der die Kappe (20) und/oder das optische Element ein elektrisch leitfähiger Stoff, insbesondere ein metallisches Element zur Erzeugung einer drahtlosen und/oder kapazitiven und/oder induktiven Interaktion mit dem abgegebenen Signal umfasst.

16. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorherigen

Ansprüche, bei der die Sensorvorrichtung (50) eine Anten nenstruktur aufweist, die um oder auf der Lichtquelle (30) angeordnet ist.

17. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorherigen

Ansprüche, weiter umfassend eine Steuerschaltung (40), die mit der Lichtquelle zur deren Ansteuerung verbunden und ausgeführt ist, in Abhängigkeit eines Zustandssignals der Sensorvorrichtung die Lichtquelle anzusteuern.

18.Verfahren zur Detektion einer Beschädigung oder Entfernung eines optoelektronischen Bauelements umfassend die Schrit te:

- Bereitstellen eines optoelektronischen Bauelements mit

- einem Substratträger (10) und einer darauf ange ordneten Lichtquelle (30), insbesondere eine Laserquelle, die eine Hauptabstrahlrichtung aufweist;

- eine über der Lichtquelle (30) angeordnete und mit dem Substratträger (10) verbundene Kappe (20) mit einem op tischen Element, welches in der Hauptabstrahlrichtung (31) der Lichtquelle (30) angeordnet ist;

- Erzeugen (S2) eines drahtlosen elektromagnetischen Sig nals in dem Raum zwischen Kappe und Substratträger, wobei dieses Signal mit der Kappe und/oder dem optischen Element interagiert;

- Erfassen (S3) eines durch die Interaktion veränderten elektromagnetischen Signals und vergleichen (S4) mit einem Sollwert;

- Erzeugen eines negativen Zustandssignals, wenn das er fasste und durch die Interaktion veränderte Signal von ei nem durch den Sollwert definierten Bereich abweicht;

- Deaktivieren der Lichtquelle in Antwort auf ein erzeugtes negatives Zustandssignal.

19.Verfahren nach Anspruch 18, bei dem der Schritt eines Er zeugens (S2) eines drahtlosen elektromagnetischen Signals umfasst:

- Empfangen des erzeugten drahtlosen Signals;

- optionales teilweises Umwandeln des empfangenen Signals in elektrische Energie zum Erzeugen eines Antwortsignals;

- Erzeugen eines Antwortsignals.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, bei dem das erzeugte Signal ein Frequenz-, Amplituden- oder phasenmoduliertes Signal ist.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, bei dem die Interaktion des erzeugten elektromagnetischen Signals mit der Kappe und/oder dem optischen Element auf wenigstens einem der folgenden Vorgänge beruht:

- einer Erzeugung eines drahtlosen Signals in Antwort auf das erzeugte elektromagnetische Signal;

- eine Änderung des erzeugten elektromagnetischen Signals aufgrund einer Änderung der kapazitiven Kopplung;

- eine Änderung des erzeugten elektromagnetischen Signals aufgrund einer Änderung einer induktiven Kopplung.

22.Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, bei dem das erzeugte elektromagnetische Signal aufgrund einer Beschädi- gung oder einem Entfernen oder einer Änderung der Position der Kappe und/oder des optischen Elements hervorgerufene Änderung einer kapazitiven oder induktiven Kopplung der Kappe (20) und/oder dem optischen Element (21) mit einer Sensorvorrichtung (50) verändert wird.