光电子器件和方法技术

本发明专利技术涉及一种光电子器件，该光电子器件具有衬底载体(10)和设置在其上的光源(30)，该光源具有主放射方向(31)。具有光学元件的盖(20)设置在光源(30)上方并且与衬底载体(10)连接。该盖沿光源(30)的主放射方向(31)设置。此外，设有传感器设备(50)，该传感器设备被构成用于在盖(20)与衬底载体(10)之间发出无线信号以探测盖(20)的损坏。为此，盖(20)被实施用于与发出的无线信号相互作用。用于与发出的无线信号相互作用。用于与发出的无线信号相互作用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光电子器件和方法
[0001]本申请要求2021年2月10日的德国专利申请DE 10 2021 103 147.8的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
[0002]本专利技术涉及一种光电子器件和一种用于探测光学元件损坏的方法。

技术介绍

[0003]在一些光电子应用、例如激光雷达(LIDAR)或光投影中，激光被用于实现光源所需的发光强度。激光的特征在于极高的强度和聚焦。激光应用的高发光强度要求：特别保护眼睛免受这种激光辐射，以避免受伤。
[0004]为此，在具有激光光源的器件中使用了特殊的光学元件，这些光学元件围绕激光光源，从而保护用户眼睛免受可能的、有害的激光辐射。在此，光学元件还构造有所谓的联锁连接或联锁特征。为此，在光学元件与MID盖之间创建电回路，该电回路应确保光学元件的正确定位和完好性，以防止激光辐射。在电回路中断的情况下，认为盖和光学元件损坏，激光光源自动切断。
[0005]在传统器件中，联锁特征通过粘合工艺建立，其中粘合剂包括例如呈银颗粒形式的导电元件。然而，这种粘合工艺是耗费的，并且产率相对较低，这一方面导致成本高，另一方面导致构件的可靠性较低。此外，以这种方式制造的构件在热机械方面非常敏感。
[0006]因此，存在以下需求：提供具有如下特征的光电子构件，该特征确保改进的产率，同时针对出射的激光辐射提供充足的保护。

技术实现思路

[0007]专利技术人提出了另一种用于探测光电子构件可能损坏的途径，其中，经由无线信号检查盖和光学元件或者光学元件与盖之间的连接的正确位置和完好性。
[0008]在此，专利技术人利用了以下事实：光学元件有关其位置的变化、光学元件与盖之间的连接中断或者盖的脱离会引起构件内的电磁或静电特性的变化。因此，通过对特定电磁参数进行适当的评估能够推断出构件的可能损坏。在此，术语电磁或静电特性刚好不包括电阻。更确切地说，可将“静电特性”理解为诸如电容、电感或一般来说阻抗的虚部的特性。
[0009]在一个方面中，提供了一种光电子器件，其包括衬底载体，该衬底载体具有设置在其上的光源、特别是激光源。该光源具有主放射方向。光电子器件还包括盖，该盖设置在光源上方并且与衬底载体连接，该盖具有沿光源的主放射方向设置的光学元件。最后，设有传感器设备，该传感器设备被构成用于在盖与衬底载体之间发出信号以探测盖的损坏。根据所提出的原理，盖被实施用于与发出的信号进行无线相互作用。
[0010]由于盖与发出的信号进行无线相互作用，因此可以通过评估信号来推断盖的状态。盖或光学元件的损坏改变了由传感器设备发出的信号，使得可通过传感器设备探测到的该信号偏离预定值。
[0011]利用本专利技术，能够省去更复杂的粘合剂并且简化了盖的机械制造。特别地，还解决了特别是在导电胶时出现的机械连接差的问题，因为不再需要这种导电胶。所提出的通过
传感器设备检测可能的损坏变得更加独立于外部影响，例如温度波动，并且能够通过现在更简单的粘合剂来提高构件的机械强度。
[0012]在一个方面中，传感器设备被实施成，检测与盖相互作用的信号并将其与预定值进行比较。在用于该目的另一个方面中，传感器设备被实施成，根据检测到的与盖相互作用的信号与预定值的偏差来产生状态信号。由此，尤其当盖与信号以错误相关的方式相互作用时，可以鉴别出不同的错误。例如，在光学元件损坏的情况下的相互作用能够与盖损坏或盖从衬底载体部分脱离不同。在传统器件中需要损坏电学路径来指示错误，而当存在其他损坏时，盖也会改变由传感设备发出的信号。由此，能够提高这种探测的灵敏度并且改进安全性。
[0013]一些观点涉及无线信号的设计，并且尤其涉及发出的无线信号的设计。该信号例如能够是纯载波信号，但也能够具有调制。因此，发出的信号能够具有频率调制、幅度调制、相位调制或其组合。调制例如被选择成使得通过改变盖和/或元件的机械或电气结构产生对调制的信号的尤其强的影响。
[0014]另一观点涉及引起相互作用进而产生发出的无线信号变化的可能形式或过程。在一个方面中，无线相互作用基于响应于发出的信号而产生无线信号。替代地，发出的信号也能够由于尤其因损坏引起的盖或光学元件的电容变化而发生改变。发出的信号的进一步变化能够通过盖或光学元件或它们之间的连接的电感变化来产生。
[0015]在一个方面中，由于盖和/或光学元件的电子特性发生改变，相互作用因此改变了发出的信号的谐振频率、频率、幅度、相位、衰减或其组合。
[0016]在一些方面中的主要方面是：用于产生无线相互作用的盖本身不包括任何自身的永久能量存储器(例如，电池)。更确切地说，在一些方面中提出：由传感器设备发出的信号也至少部分地提供了相互作用所需的能量。
[0017]在一个方面中，盖具有用于响应于发出的信号产生无线信号的发送元件。由此，能够产生特定的信号，从而能够直接推断出损坏。在简单的形式中，发送元件包括谐振器，该谐振器由于所传输的能量而开始振荡进而产生响应信号。对于该发送元件，天线包括至少一个导体环，特别是在主放射方向之外的至少一个导体环，该导体环尤其设置在光学元件的面向光源的一侧上或者设置在盖与光学元件之间。光学透明的导电材料(例如ITO)也能够用作天线。由此，天线也能够处于主放射方向上。
[0018]替代地，天线还能够具有开放式导体结构，例如呈偶极或多极的形式。盖的损坏会直接损坏天线结构，但无论如何都会改变天线结构的放射特性。这能够被检测到，使得保证损坏的可靠探测。术语导体环在此应当被理解为一般术语并且包括由导体所展开的面。在一些方面中，如所提到的那样，发送元件能够通过由传感器设备发出的信号来供电。为此，能够提供：发送元件包括能量存储器，该能量存储器就其而言被构成用于临时存储来自传感器设备的信号的能量。
[0019]在另一个方面中，设有纯无源探测。例如能够提供：光电子器件包括至少一个导体环，特别是在主放射方向之外的至少一个导体环。在此，也能够设有替代地也处于主放射方向上的导电材料。该导电材料尤其能够设置在光学元件的面向光源的一侧上。在一个替代的设计方案中，至少一个导体环设置在盖与光学元件之间。该导体环能够设置在主放射方向之外，但在透明材料的情况下也可以设置在辐射方向内。导体环以特征方式与由传感器
设备发出的信号相互作用。在损坏的情况下，该特征发生改变，使得可以探测损坏。
[0020]在一个方面中，传感器设备具有与盖和/或光学元件电容耦合或电感耦合的天线。耦合被实施成使得盖和/或光学元件相对于天线的位置变化或者盖和/或光学元件的损坏或者盖和/或光学元件的移除引起放射的信号的可由传感器设备探测到的变化。
[0021]在另一个设计方案中，至少一个导体环设置在盖与衬底载体之间，该导体环与至少一个天线结构相对，该天线结构与传感器设备连接，以用于发出信号。在盖与衬底载体之间的连接损坏的情况下，两个元件的耦合进而相互作用发生改变，使得由传感器设备发出的信号在与传感器设备连接的导体环中也发生改变，进而通过传感器设备能够探测到损坏。
[0022]为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光电子器件，包括：
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衬底载体(10)，所述衬底载体具有设置在其上的光源(30)、特别是激光源，所述光源具有主放射方向；
‑
盖(20)，所述盖设置在所述光源(30)上方并且与所述衬底载体(10)连接，所述盖具有沿所述光源(30)的主放射方向(31)设置的光学元件；
‑
传感器设备(50)，所述传感器设备被构成用于在盖(20)与衬底载体(10)之间发出电磁信号以探测所述盖(20)的损坏；其中，所述盖(20)被实施用于与发出的电磁信号进行无线相互作用。2.根据权利要求1所述的光电子器件，其中，所述传感器设备(50)被实施成检测与所述盖(20)相互作用的信号并将其与预定值进行比较。3.根据权利要求2所述的光电子器件，其中，所述传感器设备(50)被实施成根据检测到的与所述盖(20)相互作用的信号与预定值的偏差来产生状态信号。4.根据前述权利要求之一所述的光电子器件，其中，发出的电磁信号是无线信号和/或频率调制信号、幅度调制信号或相位调制信号。5.根据前述权利要求之一所述的光电子器件，其中，所述无线相互作用基于以下过程中的至少一个：
‑
响应于发出的电磁信号产生无线电磁信号；
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由于电容变化改变发出的电磁信号；
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由于电感变化改变发出的电磁信号。6.根据前述权利要求之一所述的光电子器件，其中，所述盖(20)具有用于响应于发出的电磁信号产生无线信号的发送元件(60)，其中，用于所述发送元件的天线结构(61)具有以下元件中的至少一个：
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至少一个导体环，特别是在所述主放射方向之外的导体环，所述导体环尤其设置在所述光学元件的面向所述光源(30)的一侧上或设置在盖(20)与光学元件之间；
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形成偶极子或多极子的开放式导体结构。7.根据权利要求6所述的光电子器件，其中，所述发送元件包括用于存储来自由所述传感器设备(50)发出的电磁信号的能量的临时能量存储器、特别是电容器。8.根据前述权利要求之一所述的光电子器件，其中，通过所述盖(20)的无线相互作用引起由所述传感器设备发出的电磁信号的放射特征的改变，特别是由所述传感器设备发出的电磁信号的电磁场的改变。9.根据前述权利要求之一所述的光电子器件，其中，所述传感器设备具有与所述盖(20)和/或所述光学元件(21)电容耦合或电感耦合的天线(51、52、53)，使得所述盖和/或所述光学元件相对于所述天线(51、52、53)的位置变化，或所述盖和/或所述光学元件的损坏，或所述盖和/或所述光学元件的移除引起发出的电磁信号的能够由所述传感器设备探测到的变化。10.根据前述权利要求之一所述的光电子器件，其中，所述光学元件包括至少一个导体环(61')，尤其在所述主放射方向(31)之外的至少一个导体环，所述至少一个导体环尤其设置在所述光学元件的面向所述光源(30)的一侧上。11.根据前述权利要求之一所述的光电子器件，其中，至少一个导体环、尤其在所述主
放射方向(31)之外的至少一个导体环设置在盖(20)与光学元件之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：泽利科，
申请(专利权)人：AMS欧司朗国际有限公司，
类型：发明
国别省市：