CN104697556A - 一种双波段光电传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双波段光电传感器，包括自下而上依次连接的传感器底座、第一陶瓷基板、第一光电二极管芯片、第二陶瓷基板、第二光电二极管芯片和管帽，所述传感器底座上端的接地面设有多个接线柱并与接地面用绝缘材料隔离，所述传感器底座的下端设有多个引脚和一个接地脚，所述第一陶瓷基板上设有用于支撑第二陶瓷基板的支撑座和接线柱贯穿的通孔。所述第二陶瓷基板的中心设有供光波穿过的中心通孔，所述管帽上设有透光的光窗，所述管帽将两个陶瓷基板和两个光电二极管芯片封装在管帽和传感器底座组成的空腔内。本发明同时采集短波长光和长波长光，采集效率高，满足大量数据采集的光电传感器的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种光电传感器，尤其涉及一种用于采集两种不同光信号进行反馈的双波段光电传感器。
背景技术
光电传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等，也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。但目前的光电传感器都只能接收一种波长的光信号，传输信息量少，不满足大量数据采集的光电传感器的需求。为此，亟需一种新的光电传感器解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能采集两种不同光信号进行反馈的双波段光电传感器。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种双波段光电传感器，包括自下而上依次连接的传感器底座、第一陶瓷基板、第二陶瓷基板和管帽。
所述传感器底座上端的接地面设有多个接线柱并与接地面用绝缘材料隔离，所述传感器底座的下端设有多个引脚和一个接地脚。
所述第一陶瓷基板上设有用于支撑所述第二陶瓷基板的支撑座和供所述接线柱贯穿的通孔，在所述第一陶瓷基板上设置有第一光电二极管芯片。
所述第二陶瓷基板的中心设有供光波穿过的中心通孔，所述中心通孔直径优选为2.5mm，在所述第二陶瓷基板上设置有第二光电二极管芯片。
所述管帽上设有透光的光窗，所述管帽将所述第一陶瓷基板、第一光电二极管芯片、所述第二陶瓷基板和第二光电二极管芯片封装在所述管帽和所述传感器底座组成的空腔内。
优选地，所述传感器底座为阶梯圆柱状结构，所述传感器底座上设有用于夹具定位的径向定位销。
优选地，所述传感器底座上设有分别位于矩形四顶点的四个接线柱，对角的两个所述接线柱高度相同，相邻的两个所述接线柱高度不同，高度差优选为1.3mm，所述传感器底座下方设有一个接地脚和四个分别对应四个所述接线柱的引脚。
优选地，所述第一陶瓷基板为两端圆弧的矩形结构，两个所述通孔分别靠近所述第一陶瓷基板的两端圆弧处，两个高度较低的接线柱分别穿过两个所述通孔，矩形四角分别设有圆柱形支撑座，所述第一陶瓷基板通过导电银胶与所述传感器底座连接。
优选地，所述第一光电二极管芯片是响应波段在800～2600nm范围内的InGaAs光电二极管芯片，所述第一光电二极管芯片的下端面覆盖有负极镀金层，所述第一光电二极管芯片通过导电银胶与所述第一陶瓷基板连接。
优选地，所述第二陶瓷基板通过导电银胶与所述第一陶瓷基板的支撑座连接。
优选地，所述第二光电二极管芯片是响应波段在400～900nm范围内的S i光电二极管芯片，在所述第二光电二极管芯片下端面除了与所述第二陶瓷基板的中心通孔相对应的区域之外均覆盖有负极镀金层，以使长波光透过此区域投射到InGaAs光电二极管芯片上，所述第二光电二极管芯片通过导电银胶与所述第二陶瓷基板连接。
优选地，所述管帽的上端面设有用于透光并与所述第二陶瓷基板的中心通孔相对应的石英玻璃光窗，石英玻璃优良的透光性使内部的芯片能有效地接收光信号。
基于上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明公开的一种双波段光电传感器设有两层光波采集芯片，可同时采集短波长光和长波长光，采集效率高，满足大量数据采集的光电传感器的需求，以实现更快地传递数据。
附图说明
图1为本发明的爆炸图；
图2为第一光电二极管芯片的上端面示意图；
图3为第一光电二极管芯片的下端面示意图；
图4为第二光电二极管芯片的上端面示意图；
图5为第二光电二极管芯片的下端面示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种双波段光电传感器，包括自下而上依次连接的传感器底座4、第一陶瓷基板3、第二陶瓷基板2和管帽1。
所述传感器底座4上端的接地面设有多个接线柱并与接地面用绝缘材料隔离，所述传感器底座4的下端设有多个引脚44和一个接地脚43。
所述第一陶瓷基板3上设有用于支撑所述第二陶瓷基板2的支撑座31和供所述接线柱贯穿的通孔32，在所述第一陶瓷基板3上设置有第一光电二极管芯片5。
所述第二陶瓷基板2的中心设有供光波穿过的中心通孔21，所述中心通孔21直径优选为2.5mm，在所述第二陶瓷基板2上设置有第二光电二极管芯片6。
所述管帽1上设有透光的光窗11，所述管帽1将所述第一陶瓷基板3、第一光电二极管芯片5、所述第二陶瓷基板2和第二光电二极管芯片6封装在所述管帽1和所述传感器底座4组成的空腔内。
优选地，所述传感器底座4为阶梯圆柱状结构，所述传感器底座4上设有用于夹具定位的径向定位销45。
优选地，所述传感器底座4上设有分别位于矩形四顶点的四个接线柱，包括两个高度相同的对角设置的高接线柱42和两个高度相同的对角设置的低接线柱41，高接线柱42和低接线柱41的高度差优选为1.3mm，所述传感器底座4下方设有一个接地脚43和四个分别对应四个所述接线柱的引脚44。
优选地，所述第一陶瓷基板3为两端圆弧的矩形结构，两个所述通孔32分别靠近所述第一陶瓷基板3的两端圆弧处，两个低接线柱分别穿过两个所述通孔32，矩形四角分别设有圆柱形支撑座31，所述第一陶瓷基板3通过导电银胶与所述传感器底座4连接。
优选地，所述第一光电二极管芯片5是响应波段在800～2600nm范围内的InGaAs光电二极管芯片，如图2、图3所示，所述第一光电二极管芯片5的下端面覆盖有负极镀金层52，所述第一光电二极管芯片5通过导电银胶与所述第一陶瓷基板3连接。打线时，将第一光电二极管芯片正极51与一个低接线柱41相连，第一陶瓷基板3与另一个低接线柱41相连，构成一对PN节。
优选地，所述第二陶瓷基板2通过导电银胶与所述第一陶瓷基板3的支撑座31连接。
优选地，所述第二光电二极管芯片6是响应波段在400～900nm范围内的Si光电二极管芯片，如图4、图5所示，在所述第二光电二极管芯片6下端面除了与所述第二陶瓷基板2的中心通孔21相对应的区域之外均覆盖有负极镀金层62，以使长波光透过此区域投射到InGaAs光电二极管芯片上，所述第二光电二极管芯片6通过导电银胶与所述第二陶瓷基板2连接。打线时，将第二光电二极管芯片正极61与一个高接线柱42相连，第二陶瓷基板2与另一个高接线柱42相连，构成一对PN节。
优选地，所述管帽1的上端面设有用于透光并与所述第二陶瓷基板2的中心通孔21相对应的石英玻璃光窗11，石英玻璃优良的透光性使内部的芯片能有效地接收光信号。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种双波段光电传感器，其特征在于：包括自下而上依次连接的传感器底座、第一陶瓷基板、第二陶瓷基板和管帽，
所述传感器底座上端的接地面设有多个接线柱并与接地面用绝缘材料隔离，所述传感器底座的下端设有多个引脚和一个接地脚，
所述第一陶瓷基板上设有用于支撑所述第二陶瓷基板的支撑座和供所述接线柱贯穿的通孔，在所述第一陶瓷基板上设置有第一光电二极管芯片，
所述第二陶瓷基板的中心设有供光波穿过的中心通孔，在所述第二陶瓷基板上设置有第二光电二极管芯片，
所述管帽上设有透光的光窗，所述管帽将所述第一陶瓷基板、第一光电二极管芯片、所述第二陶瓷基板和第二光电二极管芯片封装在所述管帽和所述传感器底座组成的空腔内。
2.根据权利要求1所述一种双波段光电传感器，其特征在于，所述传感器底座为阶梯圆柱状结构，所述传感器底座上设有用于夹具定位的径向定位销。
3.根据权利要求1所述一种双波段光电传感器，其特征在于，所述传感器底座上设有分别位于矩形四顶点的四个接线柱，对角的两个所述接线柱高度相同，相邻的两个所述接线柱高度不同，所述传感器底座下方设有一个接地脚和四个分别对应四个所述接线柱的引脚。
4.根据权利要求3所述一种双波段光电传感器，其特征在于，所述第一陶瓷基板为两端圆弧的矩形结构，两个所述通孔分别靠近所述第一陶瓷基板的两端圆弧处，两个高度较低的接线柱分别穿过两个所述通孔，矩形四角分别设有圆柱形支撑座，所述第一陶瓷基板通过导电银胶与所述传感器底座连接。
5.根据权利要求1所述一种双波段光电传感器，其特征在于，所述第一光电二极管芯片是响应波段在800～2600nm范围内的InGaAs光电二极管芯片，所述第一光电二极管芯片的下端面覆盖有负极镀金层，所述第一光电二极管芯片通过导电银胶与所述第一陶瓷基板连接。
6.根据权利要求1所述一种双波段光电传感器，其特征在于，所述第二陶瓷基板通过导电银胶与所述第一陶瓷基板的支撑座连接。
7.根据权利要求1所述一种双波段光电传感器，其特征在于，所述第二光电二极管芯片是响应波段在400～900nm范围内的Si光电二极管芯片，在所述第二光电二极管芯片下端面除了与所述第二陶瓷基板的中心通孔相对应的区域之外均覆盖有负极镀金层，所述第二光电二极管芯片通过导电银胶与所述第二陶瓷基板连接。
8.根据权利要求1至7中任一所述一种双波段光电传感器，其特征在于，所述管帽的上端面设有用于透光并与所述第二陶瓷基板的中心通孔相对应的石英玻璃光窗。
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