CS257530B1

CS257530B1 - Head for optical or radiation sensing elements

Info

Publication number: CS257530B1
Application number: CS865244A
Authority: CS
Inventors: Petr Sladky
Original assignee: Petr Sladky
Priority date: 1986-07-10
Filing date: 1986-07-10
Publication date: 1988-05-16
Also published as: CS524486A1

Abstract

Řešení se týká přístrojů pro optoelektroniku a mikroelektroniku, a to hlavice pro optická nebo radiační čidla, opatřená připojovacím konektorem s propojovacími obvody a optickým čidlem. Hlavice sestává nejméně z jedné desky tištěných spojů, elektricky propojující čidlo s obvody a konektorem. Tato deska tištěných spojů mechanicky spojuje čela prostřednictvím matic s pláštěm v jediný uzavřený celek.The solution concerns optoelectronic devices and microelectronics, namely the optical head or radiation sensors provided with a connection connector with connecting circuits and optical sensor. The head consists of at least one printed circuit boards, electrically connecting sensor with circuit and connector. This board PCBs mechanically connects the foreheads through nuts with sheath in single closed whole.

Description

Vynález se týká hlavice pro optická nebo radiální čidla kvantového i termálního druhu.The invention relates to a head for optical or radial sensors of both quantum and thermal type.

S rozvojem nových oborů optoelektroniky s mikroelektroniky, optických či laserových technologií, jakož i optických analytických a kontrolních metod technologických procesů se stále častěji používají optická či obecně radiační čidla, detektory, k detekci, snímání a měření optických nebo zářivých svazků v širokém spektrálním i amplitudovém oboru. Mezi nejpoužívanější optická čidla patří kvantové detektory, fotonásobiČe, fotodiody, fotoodpory a jejich mnohakanálové varianty jako vidikony, diodové řádky či matice, to je pole, ale též termální detektory a z nich zvláště pyroelektrické detektory, bolometry a optické termočlánky.With the development of new fields of optoelectronics with microelectronics, optical or laser technologies, as well as optical analytical and control methods of technological processes, optical or generally radiation sensors, detectors are increasingly used to detect, read and measure optical or radiant beams in a wide spectral and amplitude range . The most commonly used optical sensors include quantum detectors, photomultipliers, photodiodes, photoresistors and their multichannel variants such as vidicons, diode rows or matrices, that is, arrays, but also thermal detectors and especially pyroelectric detectors, bolometers and optical thermocouples.

Uvedená, ale i ostatní optická čidla, vyžadují pro svoji praktickou činnost, aby byla zabudována do snímací či měřicí hlavice. Tyto optické měřici hlavice se dodávají vesměs v jednoúčelovém provedení podle druhu použitého čidla, nejčastěji již doplněné příslušnou či vyhodnocovací elektronikou. Na druhé straně je v praxi často potřebné snímat či měřit optické záření v co nejširším spektrálním a amplitudovém oboru, což se neobejde bez použití hlavic s optickými čidly různého druhu. Nevýhodou toho je, že jednoúčelové hlavice jsou převážně různého vnějšího tvaru i celkového konstrukčního provedení, nejsou modulární k osazení čidly různého druhu, jakož i k účelnému využití ve větších měřicích či technologických zařízeních. Závažnou nevýhodou jednoúčelových optických měřicích hlavic je i to, že jsou pro uvedené použití nákladné oproti hlavicím modulárního typu. Hlavice pro optická či radiační čidla modulárního typu nejsou dosud komerčně dostupná.These, but also other optical sensors, for their practical operation, require that it be integrated into the sensing or measuring head. These optical measuring heads are supplied mostly in a single-purpose design according to the type of sensor used, most often already supplemented with appropriate or evaluation electronics. On the other hand, in practice it is often necessary to sense or measure optical radiation in the widest possible spectral and amplitude range, which cannot be done without the use of heads with optical sensors of different kinds. The disadvantage of this is that the single-purpose heads are predominantly of different external shape and overall construction, they are not modular for fitting sensors of various kinds, as well as for practical use in larger measuring or technological equipment. A serious disadvantage of dedicated optical measuring heads is that they are costly for use as compared to the modular type heads. Modular type optical or radiation sensor heads are not yet commercially available.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje hlavice pro optická nebo radiační čidla podle vynálezu opatřená připojovacím konektorem s propojovacími obvody a optickým čidlem, jehož podstata spočívá v tom, že sestává nejméně z jedné desky tištěných spojů, elektronicky propojující čidlo s obvody a konektorem a mechanicky spojující čela prostřednictvím matic s pláštěm v uzavřený celek. Podle výhodného provedení má deska tištěných spojů tvar písmena H a je mechanicky uchycena k dalšímu čelu a je opatřena obvody a čidlem umístěným na straně předního čela.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the head for optical or radiation sensors according to the invention provided with a connection connector with interconnecting circuits and an optical sensor, which consists of at least one printed circuit board electronically connecting the sensor with circuits and connector and mechanically connecting the faces by nuts with the jacket in a closed unit. According to a preferred embodiment, the printed circuit board is H-shaped and is mechanically attached to another face and is provided with circuitry and a sensor located on the front face side.

Dále může být deska tištěných spojů mechanicky spojena s další deskou tištěných spojů, nesoucí čidlo. Podle dalšího znaku vynálezu je deska tištěných spojů na straně konektoru opatřena další deskou tištěných spojů, analogickou s deskou tištěných spojů a nesoucí analogicky konektor, přiléhající k čelu. Podle dalšího provedení jsou nejméně dva pláště spojeny v místech matic v jediný uzavřený celek. Konečně podle posledního znaku je plášň mechanicky spojen s nosným čepem a elektronicky od něj oddělen držákem ustaveným pomocí šroubů.Further, the printed circuit board may be mechanically coupled to another printed circuit board carrying the sensor. According to a further feature of the invention, the printed circuit board on the connector side is provided with a further printed circuit board analogous to the printed circuit board and carrying analogously a connector adjacent to the face. According to another embodiment, the at least two skins are joined at the locations of the nuts in a single closed unit. Finally, according to the last feature, the housing is mechanically connected to the support pin and electronically separated therefrom by a bracket established by means of screws.

Přednosti hlavice podle vynálezu spočívají především v její modulární konstrukci, která rovněž umožňuje sjednocení rozměrů jednotlivých mechanických částí hlavice pro optická čidla různých druhů. Hlavice lze dále vyrábět v různých rozměrových variantách, přičemž lze výhodně použít pro závity matic a pláště rozměrové řady použité pro fotografické přístroje. To umožňuje použití hlavice ve spojení s komerčními příslušenstvími fotografických přístrojů, televizních kamer či mikroskopových objektivů pro práci se světlovody a podobně. Jednoduše lze upravit hlavici podle vynálezu na dvou či více čidlové provedení.The advantages of the head according to the invention lie above all in its modular construction, which also enables the dimensions of the individual mechanical parts of the head for optical sensors of different kinds to be uniform. Furthermore, the heads can be manufactured in various dimensional variants and can advantageously be used for threads of nuts and shells of the dimensional series used for photographic equipment. This allows the use of the head in conjunction with commercial accessories of photographic equipment, television cameras or microscope lenses for working with light guides and the like. The head according to the invention can simply be adapted to two or more sensor designs.

Vedle technických předností jsou nezanedbatelné i přednosti ekonomické, které z technických plynou, zvláště v souvislosti s modulární konstrukcí hlavice a minimálním počtem částí hlavice, které lze vyrábět plně automaticky.In addition to the technical advantages, there are also significant economic advantages that arise from the technical, especially in connection with the modular design of the head and the minimum number of head parts that can be produced fully automatically.

V neposlední řadě patří k přednostem hlavice podle vynálezu možnost výroby i v laboratorních dílnách pomocí nenáročných výrobních prostředků.Last but not least, the advantages of the head according to the invention include the possibility of production in laboratory workshops by means of undemanding means of production.

Vynález je dále blíže popsán na konkrétním příkladu provedení podle připojeného výkresu, na němž je nakreslen nárys hlavice v částečném řezu.The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which a partial sectional view of the head is shown.

Hlavice sestává z jedné axiální desky 2 tištěných spojů a jedné radiální desky tištěných spojů 11 elektricky propojujících čidlo 2 ^a obvody 2 impedančního převodníku s dvoupólovým konektorem 2 ^a mechanicky spojující čela 2, 15 prostřednictvím matic 6, 16 s pláštěm 7_ v jediný uzavřený celek, přičemž axiální deska 2 tištěných spojů ve tvaru H je drážkováním uchycena mechanicky k čelu konektoru 15 tak, že nese obvody 2 ^a prostupuje radiální deskou 11 tištěného spoje, nesoucí čidlo 2, například pyroelektrické, a zasahuje do drážkovaného čela 2· Pro upevnění hlavice do pracovní polohy je plášt Ί_ mechanicky spojen s nosným čepem 2 ^a elektricky do ní oddělen pomocí držáku 2 prostřednictvím šroubů 10.The head consists of one axial printed circuit board 2 and one radial printed circuit board 11 electrically connecting the sensor 2 ^and impedance converter circuits 2 with a two-pole connector 2 ^and mechanically connecting the fronts 2, 15 via sheath nuts 6, 16 to a single closed unit, axial circuit board 2 in the form of H is splined attached mechanically to the head connector 15 so that it carries circuits 2 ^and passes through the radial plate 11 of the printed circuit board carrying the sensor 2, for example, pyroelectric, and extends into the grooved face 2 · for fixing the head to the working position the housing 7 is mechanically connected to the support pin 2 ^and electrically separated therefrom by the support 2 by means of screws 10.

Je samozřejmé, že jsou reálná i některá jiná provedení hlavice podle vynálezu pro optická Či radiální čidla typu zapouzdřených fotodiod nebo dokonce hybridních fotodiod s předzesilovači. Zde namísto radiální desky 11 tištěných spojů může být použito v sestavě odpovídající patice, mechanicky a elektricky přímo spojené s axiální deskou 2 tištěných spojů na drážkované straně vstupního čela 2· Analogicky k radiální desce 11 lze upevnit a připojit vícekanálový výstupní a napájecí konektor £ namísto do čela 15 přímo na axiální desku 2 tištěných spojů tak, že čelo 15 zajištuje pouze mechanický výstup.Of course, some other embodiments of the inventive head are also feasible for optical or radial encoders of the encapsulated photodiode or even hybrid photodiode type with preamplifiers. Here, instead of the radial board 11, a corresponding socket can be used in the assembly, mechanically and electrically directly connected to the axial board 2 on the grooved side of the inlet face 2. 15 directly to the axial printed circuit board 2 such that the face 15 provides only mechanical output.

Činnost hlavice podle vynálezu a měření s touto hlavicí jsou jinak shodné se známými hla vicemi pro detektory optických nebo zářivých svazků jednoúčelového provedení.The operation of the head according to the invention and the measurements with this head are otherwise identical to known heads for optical or radiant beam detectors of a single-purpose design.

Claims

1. Optical or radiation sensor head, having a connection connector with interconnecting circuits and an optical sensor, characterized in that it comprises at least one printed circuit board (1, 11) electrically connecting the sensor (2) to the circuits (3) and the connector (4). and mechanically connecting the faces (5, 15) by means of nuts (6, 16) to the housing (7) in a closed unit.

Head according to claim 1, characterized in that the printed circuit board (1) is H-shaped and is mechanically attached to the rear face (15) and provided with circuits (3) connected to a sensor (2) located on the side of the front face (5). ).

Head according to Claims 1 and 2, characterized in that the printed circuit board (1) is mechanically connected to another printed circuit board (11) carrying the sensor (2).

Head according to Claims 1 to 3, characterized in that the printed circuit board (1) is provided on the connector (4) side with a further printed circuit board (17) supporting the connector (4) adjacent to the face (15).

Head according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the housing (7) is longitudinally divided into at least two symmetrical pieces which are connected by nuts (6, 16).

Head according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the housing (7) is provided with a support pin (9) and electrically separated therefrom by a holder (8) which is fixed by means of screws (10).