DE10141200A1 - Sensoranordnung - Google Patents
SensoranordnungInfo
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Abstract
Eine Sensoranordnung weist ein Gehäuse und eine Vielzahl von Linsen auf. Die Linsen sind mit einem Linsenträger durch eine Vielzahl von lösbaren Verbinderelementen verbunden. Eine Leiterplatte ist auf dem Linsenträger angeordnet. Die Leiterplatte hat eine schwarze Beschichtung. Die Verbinderanordnung verbindet die Leiterplatte mit einem elektrischen Leiter. Die Verbinderanordnung weist einen Körperteil und einen Flanschteil auf. Der Flanschteil kommt in Eingriff mit einer Ausnehmung in dem Sensorgehäuse, um den Körperteil der Verbinderanordnung gegen eine Axialbewegung relativ zum Sensorgehäuse zu halten. Ein Halter erstreckt sich von einem Abdeckungsteil des Sensorgehäuses in Eingriff mit dem Flanschteil einer Verbinderanordnung, um den Flanschteil gegen eine Drehung zu halten, um dadurch einen unzulässigen Zugriff auf das Innere des Sensorgehäuses abzublocken. Ein Lichtdetektor ist relativ zu einer Lichtquelle bewegbar, um zu ermöglichen, daß die Distanz von der Lichtquelle zu einer Stelle, von der reflektiertes Licht vom detektor aufgenommen wird, eingestellt wird.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sensoranordnung, die ver
wendet werden kann, um Objekte an einer Stelle zu detektieren, die von der
Sensoranordnung entfernt ist.
Eine bekannte Sensoranordnung hat eine Lichtquelle oder einen Emitter,
aus dem Licht zu einem Objekt übertragen bzw. gesandt wird, das von der
Sensoranordnung beabstandet ist. Das Licht wird von dem Objekt zurück
durch eine zweite Linse zu einem Detektor reflektiert.
Anwender von bekannten Sensoranordnungen haben versucht, Zugang zum
Inneren der Sensoranordnungen zu gewinnen, und zwar durch Klemmflä
chen bzw. Zangen auf die elektrischen Verbinder für die Sensoranordnun
gen. Dies kann eine unzulässige Beeinflussung der Sensoranordnungen zur
Folge haben, und zwar in einer Weise, die für den Betrieb der Sensoranord
nungen schädlich ist.
Die Linse in einer Sensoranordnung sollte leicht genau in der Sensoranord
nung zu positionieren sein. Zusätzlich sollten die Linsen in einer Sensoran
ordnung nicht während der Anwendung der Sensoranordnung lose werden.
Es ist auch wichtig, daß die Lichtquelle und der Lichtdetektor genau relativ
zueinander und zu den Linsen positioniert sind.
Vom kommerziellen Standpunkt aus ist es nötig, die Kosten einer Sensoran
ordnung zu minimieren. Es ist auch wünschenswert, die Sensoranordnung
kompakt zu machen, so daß sie leicht in vielen unterschiedlichen Umgebun
gen positioniert werden kann. Es sollte eine minimale Lichtreflektion von den
Komponenten einer Sensoranordnung geben. Die Linsen in einer Sensoran
ordnung sollten vor der Umgebung geschützt werden, in der die Sensoran
ordnung verwendet wird, so daß die Betriebseigenschaften der Sensoran
ordnung sich nicht im Verlauf der Zeit verschlechtern.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neue und verbesserte Sen
soranordnung. Die Sensoranordnung weist eine Lichtquelle und eine Linse
auf, die Licht von der Lichtquelle zu einem entfernten Objekt leitet. Licht, das
von dem entfernten Objekt reflektiert wird, wird durch eine weitere Linse zu
einem Lichtdetektor übertragen.
Die Linsen können vorteilhafterweise auf einem Linsenträger montiert sein.
Der Linsenträger ist in einem Gehäuse angeordnet. Die Linsen sind vorteil
hafterweise mit dem Linsenträger durch eine Vielzahl von lösbaren Verbin
dern bzw. Steckern verbunden. Die Verbinder können in Eingriff mit den
Randteilen der Linsen angeordnet werden und die Linsen in Ausnehmungen
pressen, die in dem Linsenträger ausgebildet sind. Die Verbinder können die
Einrastbauart aufweisen.
Die Sensoranordnung kann vorteilhafterweise eine Verbinderanordnung
aufweisen, die die Sensoranordnung mit einem elektrischen Leiter verbindet.
Diese störungsbeständige elektrische Verbinderanordnung kann einen Kör
perteil und einen Flanschteil aufweisen. Der Flanschteil kann bewegbar sein,
um in einer Ausnehmung im Sensorgehäuse einzugreifen und die elektrische
Verbinderanordnung gegen eine Bewegung entlang einer Mittelachse des
Körperteils der Verbinderanordnung halten. Um einem unzulässigen Zugriff
auf das Innere der Sensoranordnung zu widerstehen, kann ein Halter in den
Flanschteil der elektrischen Verbinderanordnung eingreifen und den
Flanschteil gegen eine Bewegung außer Eingriff mit der Ausnehmung halten.
Die Lichtquelle und/oder der Lichtdetektor kann relativ zu einer Leiterplatte
bewegbar sein, um die Distanz einzustellen, in der Licht von der Lichtquelle
von einem Objekt zurück zum Detektor reflektiert wird. Die Leiterplatte kann
mit dem Linsenträger verbunden sein. Eine schwarze Beschichtung kann
vorteilhafterweise auf einer Seite der Leiterplatte vorgesehen werden, die zu
den Linsen hinweist.
Die Sensoranordnung kann eines oder mehrere von einer Vielzahl von
Merkmalen der vorliegenden Erfindung aufweisen. Es sei bemerkt, daß ob
wohl die Merkmale vorteilhafterweise in Kombination miteinander verwendet
werden, diese Merkmale auch getrennt verwendet werden könnten.
Die vorangegangenen und andere Merkmale der Erfindung werden bei einer
Betrachtung der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen offensichtlicher werden, wobei die Figuren folgendes darstel
len:
Fig. 1 eine Ansicht einer Sensoranordnung, die gemäß der vorliegen
den Erfindung aufgebaut ist;
Fig. 2 eine Explosionsansicht, die die Komponenten der Sensoran
ordnung der Fig. 1 veranschaulicht;
Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht eines Linsenträgers, der Linsen
in der Sensoranordnung der Fig. 1 hält;
Fig. 4 eine Schnittansicht, die im allgemeinen entlang der Linie 4-4
der Fig. 1 aufgenommen wird, die weiter den Aufbau der Sen
soranordnung veranschaulicht;
Fig. 5 eine Schnittansicht, die im allgemeinen entlang der Linie 5-5
der Fig. 3 aufgenommen ist und die Art und Weise veran
schaulicht, in der Linsen lösbar mit dem Linsenträger verbun
den sind;
Fig. 6 eine Schnittansicht, die im allgemeinen entlang der Linie 6-6
der Fig. 3 aufgenommen wird, die weiter die Beziehung einer
Linse zum Linsenträger veranschaulicht;
Fig. 7 eine vergrößerte Ansicht von einer der Linsen in der Sensoran
ordnung der Fig. 1;
Fig. 8 eine vergrößerte bruchstückhafte Schnittansicht, die die Art und
Weise abbildet, in der ein lösbarer Verbinder mit einem Rand
der Linse in Fig. 7 in Eingriff kommt, um die Linse gegen eine
Bewegung relativ zum Linsenträger der Fig. 3 und 5 zu
halten;
Fig. 9 eine vergrößerte bruchstückhafte Schnittansicht, die weiter die
Beziehung des Randes der Linse der Fig. 7 zum Linsenträger
der Fig. 3 und 6 veranschaulicht;
Fig. 10 eine schematische bildliche Explosionsdarstellung, die die Art
und Weise abbildet, in der eine elektrische Verbinderanordnung
relativ zu einer Öffnung in einer Bodenwand des Gehäuses der
Sensoranordnung der Fig. 1 positioniert ist;
Fig. 11 eine schematische Darstellung, die die elektrische Verbinder
anordnung in einer Löseposition relativ zur Bodenwand des
Sensorgehäuses abbildet;
Fig. 12 eine schematische Darstellung, im allgemeinen ähnlich den
Fig. 10 und 11, die die Beziehung der elektrischen Verbin
deranordnung zur Bodenwand des Sensorgehäuses veran
schaulicht, nachdem die elektrische Verbinderanordnung in ei
ne gesicherte Position gedreht worden ist, und bevor eine Ab
deckung des Sensorgehäuses geschlossen wird;
Fig. 13 ist eine bruchstückhafte schematische Darstellung, im allge
meinen ähnlich den Fig. 11 bis 12, die die geschlossene
Abdeckung und einen Halter veranschaulicht, der mit der elek
trischen Verbinderanordnung in Eingriff kommt, um die elektri
sche Verbinderanordnung in der gesicherten Position zu halten;
Fig. 14 ist eine bruchstückhafte schematische Darstellung, die die Art
und Weise abbildet, in der ein Detektor auf einer Nebenplatine
oder einer Tragvorrichtung zur Bewegung relativ zu einer
Hauptplatine bzw. Hauptleiterplatte in der Sensoranordnung der
Fig. 1 montiert ist;
Fig. 15 ist eine Draufsicht, aufgenommen im allgemeinen entlang der
Linie 15-15 der Fig. 14, die die Art und Weise veranschaulicht,
in der der Träger in einer erwünschten Position gehalten wird;
Fig. 16 eine bruchstückhafte schematische Darstellung, im allgemei
nen ähnlich der Fig. 14, die die Beziehung eines zweiten
Ausführungsbeispieles der bewegbaren Nebenplatine oder des
Trägers relativ zur Hauptplatine oder Hauptleiterplatte in der
Sensoranordnung der Fig. 1 veranschaulicht;
Fig. 17 ist eine Ansicht, allgemein entlang der Linie 17-17 der Fig. 16
aufgenommen, die weiter die Beziehung der bewegbaren Ne
benplatine zur Hauptleiterplatte veranschaulicht; und
Fig. 18 (auf Blatt 7 der Zeichnungen) eine vergrößerte bruchstückhafte
schematische Darstellung, die die Art und Weise abbildet, in
der eine schwarze Beschichtung über einer Seite der Leiterplat
te liegt.
Eine Sensoranordnung 20, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut
ist, ist in den Fig. 1 und 2 veranschaulicht. Die Sensoranordnung 20
weist ein Gehäuse 22 auf. Das Gehäuse 22 weist eine flache, im allgemei
nen rechteckige Vorderwand 24 und eine flache, im allgemeinen rechteckige
Rückwand 26 auf, die sich parallel zur vorderen Wand 24 erstreckt. Ein Paar
von rechteckigen parallelen Seitenwänden 28 und 30 erstreckt sich zwischen
der vorderen Wand 24 und der Rückwand 26. Parallele rechteckige obere
und untere Endwände 32 und 34 erstrecken sich zwischen den Seitenwän
den 28 und 30.
Ein zylindrischer mit Außengewinde versehener Montageabschnitt 36 er
streckt sich vom unteren Ende der Wand 34. Es wird in Betracht gezogen,
daß der Montageabschnitt 36 durch eine kreisförmige Öffnung in einem Ba
sis- oder Tragglied eingeführt wird. Der Montageabschnitt 36 kann mit der
Basis oder dem Tragglied durch ein mit Innengewinde versehenes Glied
oder eine Mutter verbunden werden.
In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat das Ge
häuse 22 eine im allgemeinen rechteckige Konfiguration. Es wird jedoch in
Betracht gezogen, daß das Gehäuse 22 eine andere Konfiguration haben
könnte, falls erwünscht. Beispielsweise könnte das Gehäuse eine zylindri
sche Konfiguration haben.
Die Vorderwand 24, die Seitenwände 28 und 30, die Endwände 32 und 34
und der Montageabschnitt 36 sind integral als ein Stück ausgebildet. Im ver
anschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Gehäuse 22 aus
Polymermaterial gegossen.
Die vordere Wand 24, die Seitenwände 28 und 30, die Endwände 32 und 34
und der Montageabschnitt 36 sind integral als ein Stück gegossen.
Die Rückwand 26 wird getrennt vom Rest des Gehäuses 22 gegossen und
bildet eine Abdeckung für das Gehäuse.
Im veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Sensoranordnung 20 weist
die Sensoranordnung drei Linsen 40, 42 und 44 auf (siehe Fig. 2 und 4).
Die mittlere Linse 42 ist mit einer Lichtquelle oder einem Emitter 48 assozi
iert (Fig. 4) der auf einer rechteckigen Leiterplatte 50 montiert ist (siehe
Fig. 2 und 4) die innerhalb des Sensorgehäuses 22 angeordnet ist. Die
oberen und unteren Lichtdetektoren 54 und 56 (Fig. 4) sind im Gehäuse 22
mit den oberen und unteren Linsen 40 und 44 assoziiert angeordnet.
Das veranschaulichte Ausführungsbeispiel der Sensoranordnung 20 weist
ein Paar von Lichtdetektoren 54 und 56 auf, die mit einem Paar von Linsen
40 und 44 assoziiert sind. Jedoch könnte eine größere oder kleinere Anzahl
von Lichtdetektoren in Assoziation mit einer größeren oder kleineren Anzahl
von Linsen vorgesehen werden. Zusätzlich könnte eine Vielzahl von Licht
quellen und assoziierten Linsen vorgesehen werden. Beispielsweise könnte
eine einzige Lichtquelle 48 und eine Linse 42 in Assoziation mit einem einzi
gen Lichtdetektor 54 und einer Linse 40 vorgesehen werden. Alternativ
könnte eine Vielzahl von Lichtquellen und assoziierten Linsen in Assoziation
mit einer Vielzahl von Lichtdetektoren und Linsen vorgesehen werden.
Die Lichtquelle 48 wird elektrisch erregt bzw. eingeschaltet, um eine Strah
lung zu liefern, die von den Lichtdetektoren 54 und 56 abgefühlt werden
kann. Durch Vorsehen eines Paares von Lichtdetektoren 54 und 56 kann die
Sensoranordnung 20 verwendet werden, um die Distanz eines Objektes von
der Sensoranordnung abzufühlen, d. h. die Sensoranordnung 20 hat eine
Tiefenwahrnehmung. Wenn natürlich die Tiefenwahrnehmung oder eine Di
stanzabfühlung nicht erforderlich ist, könnte die Anzahl der Lichtdetektoren
verringert werden.
Es wird in Betracht gezogen, daß die Lichtquelle 48 viele unterschiedliche
Strahlungsarten liefern könnte. Somit könnte die Lichtquelle 48 eine elektro
magnetische Strahlung irgendwo innerhalb eines Wellenlängenbereiches
liefern, der den infraroten Bereich, den sichtbaren Bereich, den ultravioletten
Bereich und Röntgenstrahlen aufweist. Natürlich könnte die Lichtquelle 48
verwendet werden, um eine andere Art der Strahlung zu liefern, falls er
wünscht.
In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung liefert die
Lichtquelle 48 Infrarotstrahlung. Daher sind die Detektoren 54 und 56 wirk
sam, um das Vorhandensein von Infrarotstrahlung zu detektieren. Wenn
natürlich die Lichtquelle 48 eine andere Strahlungsart liefert, würden die
Detektoren 54 und 56 aufgebaut sein, um diese Strahlung abzufühlen.
Das Gehäuse 22 wird vorteilhafterweise aus einem Material geformt, durch
welches Licht mit einer Infrarotwellenlänge übertragen werden kann.
Das Licht im sichtbaren Spektrum wird durch das Material des Gehäuses
blockiert. In einem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde das
Gehäuse 22 aus einem Polymermaterial mit der Handelsmarke General
Electric Lexan gegossen, dem ein Farbstoff der Farbe 21092 zugegeben
wurde. Das restliche Gehäuse ist transparent für Licht im infraroten Spek
trum, während es für Licht im sichtbaren Spektrum undurchlässig ist.
Wenn natürlich die Lichtquelle 40 eine andere Strahlung als infrarotes Licht
liefern würde, würde das Gehäuse 22 transparent für egal welche Strahlung
sein, die von der Lichtquelle 48 geliefert wird. Beispielsweise könnte die
Lichtquelle 48 eine Quelle für Licht im sichtbaren Spektrum sein, und min
destens die vordere Wand 24 des Gehäuses 22 wäre für Licht im sichtbaren
Spektrum transparent. Natürlich wären die Detektoren 54 und 56 wirksam,
um Licht im sichtbaren Spektrum zu detektieren, falls dies gemacht würde.
Im veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Linsen 40,
42 und 44, die Lichtquelle 48 und die Lichtdetektoren 54 und 56 in dem Ge
häuse 22 eingeschlossen. Dies schützt die Linsen 40, 42 und 44, die Licht
quelle 48 und die Lichtdetektoren 54 und 56 vor Verunreinigungen in einer
Umgebung, in der die Sensoranordnung 20 verwendet wird. In dem veran
schaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Gehäuse 22 abge
dichtet, so daß Verunreinigungen aus der Umgebung um das Gehäuse her
um nicht in das Gehäuse eintreten können. Falls jedoch erwünscht, könnte
zumindest die vordere Wand 24 mit Öffnungen ausgebildet werden, um zu
mindest teilweise die Linsen 40, 42 und 44 freizulegen.
Wenn die Sensoranordnung 20 verwendet werden soll, um die Anwesenheit
von Objekten an einer Stelle beabstandet von der Sensoranordnung zu de
tektieren, wird die Lichtquelle 48 elektrisch erregt, um eine Strahlung zu lie
fern, insbesondere Infrarotstrahlung. Die Infrarotstrahlung wird von der Licht
quelle 48 durch die mittlere Linse 42 und die vordere Wand 24 zu dem abzu
fühlenden Objekt gesandt. Infrarotes Licht von der Lichtquelle 48 wird von
dem abzufühlenden Objekt durch die vordere Wand 24 zu den oberen und
unteren Linsen 40 und 44 reflektiert. Die oberen und unteren Linsen 40 und
44 leiten das reflektierte infrarote Licht zu den oberen und unteren Lichtde
tektoren 54 und 56.
Die oberen und unteren Lichtdetektoren 54 und 56 liefern Ausgangssignale
ansprechend auf das reflektierte infrarote Licht. Diese Ausgangssignale zei
gen die Anwesenheit des Objektes an einer Stelle, die von der Sensoran
ordnung 20 beabstandet ist.
Im veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Sensoranordnung 20 sind
lichtaussendende Dioden auf der Leiterplatte 50 benachbart zu einem Fen
ster 60 montiert, das in die obere Endwand 32 des Gehäuses 22 gegossen
ist. Das Fenster 60 ist transparent für Licht im sichtbaren Spektrum. Daher
kann Licht von den LEDs durch das Fenster 60 zu einem Bediener gesandt
werden, um eine sichtbare Anzeige der Detektion eines Objektes vorzuse
hen.
Es sei bemerkt, daß mit Ausnahme des Fensters 60 das Gehäuse 22 für
eine Person, die das Gehäuse ansieht, eine schwarze Erscheinung hat. Dies
kommt daher, daß das Gehäuse 22 aus einem Material geformt ist, das für
Licht im sichtbaren Spektrum undurchsichtig ist, während es für infrarotes
Licht transparent ist.
Gemäß eines der Merkmale der vorliegenden Erfindung sind die Linsen 40,
42 und 44 auf einem Linsenträger 66 angeordnet (Fig. 2, 3, 4, 5 und 6).
Zusätzlich sind die Leiterplatte 50, die Lichtquelle 48 und die Lichtdetektoren
54 und 56 auf dem Linsenträger 66 angeordnet. Der Linsenträger 66 erleich
tert die genaue Positionierung der Linsen 40-44, der Lichtquelle 48 und der
Lichtdetektoren 54 und 56 relativ zueinander, bevor sie in das Gehäuse 22
eingeführt werden.
Der Linsenträger 66 hat eine im allgemeinen rechteckige Konfiguration
(Fig. 2 und 3) und trägt die Linsen 40, 42 und 44 im Gehäuse 22 (Fig.
4). Der Linsenträger 56 weist eine Vielzahl von rohrförmigen Abschnitten 70,
72 und 74 auf. Die rohrförmigen Abschnitte 70, 72 und 74 haben parallele
zentrale Achsen 76, 78 und 80 (Fig. 4) die sich durch die Mittelpunkte der
Linsen 40, 42 und 44 erstrecken. Die Mittelachsen 76 und 80 der rohrförmi
gen Abschnitte 70 und 74 erstrecken sich durch die Mittelpunkte der Lichtde
tektoren 54 und 56. In ähnlicher Weise erstreckt sich die Mittelachse 78 des
rohrförmigen Abschnittes 72 durch den Mittelpunkt der Lichtquelle 48.
Der Linsenträger 66 hat einen Montageabschnitt 84 (Fig. 3) der zwischen
den rohrförmigen Abschnitten 70 und 72 angeordnet ist und zur rechten
Seite der Mittelachsen 76 und 78 (Fig. 4) der rohrförmigen Abschnitte 70
und 72 versetzt ist. Ein zweiter Montageabschnitt 86 (Fig. 3) mit der glei
chen Konstruktion wie der Montageabschnitt 84, ist zwischen den rohrförmi
gen Abschnitten 72 und 74 angeordnet. Der Montageabschnitt 86 ist zur lin
ken Seite (wie in Fig. 3 gezeigt) der Mittelachsen 78 und 80 (Fig. 4) der
rohrförmigen Abschnitte 72 und 74 versetzt.
Der Linsenträger 66 ist mit dem Gehäuse 22 durch Befestigungsmittel 90
und 92 (Fig. 2) verbunden, die sich durch Öffnungen in den Montageab
schnitten 84 und 86 in Öffnungen in Rippen erstrecken, die auf den Seiten
wänden 28 und 30 (Fig. 2) des Gehäuses 22 ausgebildet sind. Obwohl nur
eine einzige Rippe 96 auf der Seitenwand 28 zur Aufnahme der Befesti
gungsmittel 92 in Fig. 2 veranschaulicht ist, sei bemerkt, daß eine ähnliche
Rippe auf der Seitenwand 30 des Gehäuses 22 ausgebildet ist und eine Öff
nung besitzt, um die Befestigungsmittel 90 aufzunehmen. Die Befesti
gungsmittel 90 und 92 arbeiten mit den Montageabschnitten 84 und 86 und
den Rippen 96 zusammen, um genau den Linsenträger 66 im Gehäuse 22
zu positionieren und sicher zu halten.
Die Montageabschnitte 84 und 86 (Fig. 3) arbeiten mit den Rippen 96 im
Gehäuse 22 zusammen, um zu ermöglichen, daß der Linsenträger 66 in eine
rechteckige Kammer 100 (Fig. 2) im Gehäuse eingeführt wird, und zwar nur
dann, wenn die Linsen 40, 42 und 44 so ausgerichtet sind, daß die Linsen
benachbart zur Vorderwand 24 in der in Fig. 4 veranschaulichten Weise
angeordnet sind. Die rohrförmigen Abschnitte 70, 72 und 74 haben hintere
Endwände 104, 106 und 108 (Fig. 3) die ermöglichen, daß Licht zwischen
den Linsen 40, 42 und 44 und der Lichtquelle 48 und den Lichtdetektoren 54
und 56 übertragen wird, die auf der Leiterplatte 50 montiert sind (Fig. 4).
Somit haben die Endwände 70 und 74 mittlere Schlitze 112 und 114 (Fig.
3) die mit den oberen und unteren Lichtdetektoren 54 und 56 ausgerichtet
sind (Fig. 4). In ähnlicher Weise hat die Endwand 106 eine mittlere Öffnung
118 (Fig. 3) die mit der Lichtquelle 48 ausgerichtet ist. Es sei bemerkt, daß
die Öffnungen 112, 114 und 118 eine andere Konfiguration haben könnten,
falls erwünscht.
In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Linsen
träger 66 integral als ein Stück ausgebildet. Der Linsenträger 66 kann inte
gral aus einem Polymermaterial gegossen sein, das die Übertragung von
Infrarotstrahlung blockiert. Dies hat zur Folge, daß infrarotes Licht und sicht
bares Licht von dem Linsenträger blockiert wird. Falls jedoch erwünscht,
könnte der Linsenträger 66 aus einem anderen Material geformt werden.
Im allgemeinen kleiden zylindrische Rohre 122, 124 und 126 (Fig. 2) aus
Abdeckpapier bzw. beflocktem Papier die zylindrischen Kammern in den
rohrförmigen Abschnitten 70, 72 und 74 aus (Fig. 4). Die Rohre 122, 124
und 126 haben schwarze Innenoberflächen 128, 130 und 132 mit einer
samtartigen Textur. Dies ermöglicht, daß die Rohre 122, 124 und 126 (Fig.
4) gestreute Lichtstrahlen absorbieren. Es wird in Betracht gezogen, daß die
Rohre 122, 124 und 126 aus einem anderen Material als Abdeckpapier bzw.
beflocktem Papier geformt werden könnten, falls erwünscht. Tatsächlich
könnten die Rohre 122, 124 und 126 weggelassen werden, falls erwünscht,
und die Seiten der Innenoberflächen der rohrförmigen Abschnitte 70, 72 und 74
des Linsenträgers 66 könnten mit einem schwarzen Material beschichtet
werden, das eine rauhe oder samtartige Oberfläche hat, und das Licht ab
sorbiert.
Die Rohre 122, 124 und 126 erstrecken sich zwischen den Linsen 40, 42
und 44 und den Endwänden 104, 106 und 108 der rohrförmigen Abschnitte
70, 72 und 74 (Fig. 3, 4, 5 und 6). Somit ist das Ende des Rohrs 124
(Fig. 5) das am nächsten zur vorderen Wand 24 (Fig. 4) des Gehäuses 22
liegt, in anliegendem Eingriff mit den Linsen 42 angeordnet (Fig. 5 und
6). Das entgegengesetzte Ende des Rohrs 124 ist in anliegendem Eingriff
mit der Endwand 106 des rohrförmigen Abschnittes 72 angeordnet. Obwohl
nur die Beziehung zwischen dem beflockten Papierrohr bzw. Abdeckpapier
rohr 124 und dem rohrförmigen Abschnitt 72 des Linsenträgers 66 in den
Fig. 5 und 6 veranschaulicht ist, sei bemerkt, daß die Rohre 122 und 126
in den rohrförmigen Abschnitten 70 und 74 (Fig. 4) auch in Eingriff mit ihren
assoziierten Linsen 40 und 44 und den Gehäuseendwänden 104 und 108
angeordnet sind (Fig. 3).
Der Linsenträger 66 hat eine Vielzahl von bogenförmigen Abschirmungen
134, 136, 138, 140, 142 und 144 (Fig. 3 und 4) die die Übertragung bzw.
Abstrahlung von Licht zwischen den rohrförmigen Abschnitten 70, 72 und 74
des Linsenträgers blockieren. Die Abschirmungen 134 bis 144 sind in anlie
gendem Eingriff mit einer Innenfläche 148 (Fig. 4) der vorderen Wand 24
angeordnet. Daher sind die Abschirmungen 134, 144 wirksam, um die direk
te Übertragung von Licht zwischen den rohrförmigen Abschnitten 70, 72 und
74 des Linsenträgers 66 zu blockieren.
Der Linsenträger 66 trägt die Linsen 40, 42 und 44. Die Linsen 40, 42 und 44
sind in anliegendem Eingriff mit der Innenfläche 148 der vorderen Wand 24
durch den Linsenträger 66 positioniert. Falls jedoch erwünscht, könnte der
Linsenträger 66 so konstruiert sein, daß er die Linsen 40, 42 und 44 in be
abstandeter Beziehung zur vorderen Wand 24 des Gehäuses 22 positioniert.
Die vordere Wand 24 des Gehäuses 22 erstreckt sich über die Linsen 40, 42
und 44 und schützt diese. Die glatte flache vordere Wand 24 des Gehäuses
20 ist relativ einfach zu reinigen. Die Linsen 40, 42 und 44 werden vor Staub,
Schmutz und anderen Verunreinigungen in der Umgebung geschützt, in der
die Sensoranordnung 20 verwendet wird.
Es wird bevorzugt, den Linsenträger 66 so zu verwenden, um die Linsen 40,
42 und 44 relativ zueinander zu positionieren, während der Linsenträger 66
außerhalb des Gehäuses 22 ist. Der Linsenträger 66 und die Linsen 40, 42
und 44 können dann in das Gehäuse 22 als eine Einheit eingeführt werden,
wobei die Linsen genau relativ zueinander positioniert sind. Falls jedoch er
wünscht, könnte der Linsenträger 66 weggelassen werden. Falls dies getan
wird, würde das Gehäuse 22 so konstruiert werden, daß es Tragflächen zum
Eingriff mit den Linsen 40, 42 und 44 hat. Es wird bevorzugt, vollständig die
Linsen 40, 42 und 44 in dem abgedichteten Gehäuse 22 zu umschließen.
Falls jedoch erwünscht, könnten Öffnungen in der vorderen Wand 24 vorge
sehen werden, um die Linsen 40, 42 und 44 freizulegen.
Gemäß eines weiteren Merkmales der vorliegenden Erfindung sind Linsen
verbinder 156 vorgesehen, um lösbar die Linsen 40, 42 und 44 mit dem Lin
senträger 66 zu verbinden. Die Linsenverbinder 156 ermöglichen, daß die
Linsen 40, 42 und 44 schnell und genau relativ zum Linsenträger 66 positio
niert werden. Die Linsenverbinder 156 ermöglichen auch, daß eine Linse 40,
42 oder 44 leicht mit dem Linsenträger 66 verbunden wird und darauf fol
gend von ihm getrennt wird.
Die speziellen Linsenverbinder 156, die hier zur Verbindung der Linsen 40,
42 und 44 mit dem Linsenträger 66 offenbart werden, sind elastisch zu ver
biegende Verbinder der einschnappenden Bauart. Es wird jedoch in Betracht
gezogen, daß die Linsenverbinder 156 falls erwünscht eine andere Kon
struktion haben könnten. Beispielsweise könnten die Linsenverbinder 156
Gewindegänge haben, die mit Gewindegängen auf dem Linsenträger 66 in
Eingriff treten, um die Linsen 40, 42 und 44 am Platz zu halten. Alternativ
könnten die Linsenverbinder 156 durch eine Vielzahl von Befestigungsmitteln
gebildet werden, die mit dem Linsenträger 66 durch Gewindeverbindungen
oder Einschnappverbindungen verbunden sind.
Die speziellen hier offenbarten Linsenverbinder 156 sind elastische Finger,
die integral als ein Stück mit dem Linsenträger 66 ausgebildet sind. Die ela
stischen Linsenverbinder 156 sind durch die Linsen 40, 42 und 44 auszulen
ken, um zu ermöglichen, daß die Linsen auf dem Linsenträger am Platz ein
schnappen bzw. einrasten. Jedoch könnten die Linsenverbinder 156 integral
als ein Stück mit den Linsen 40, 42 und 44 ausgebildet werden, falls er
wünscht.
Um für die Sensoranordnung 20 eine relativ kompakte Konstruktion vorzuse
hen, sind die Linsen 40, 42 und 44 alle mit einer nichtkreisförmigen Konfigu
ration ausgebildet. Somit hat die Linse 42 (Fig. 7) einen Randteil 160, der
sich um die Linse 42 herum erstreckt. Der Randteil 160 weist eine Vielzahl
von linearen Seitenabschnitten 162 und 164 auf. Die Seitenabschnitte 162
und 164 erstrecken sich parallel zueinander. Obwohl ein Paar von parallelen
Seitenabschnitten 162 und 164 auf dem Randteil 160 vorgesehen ist, wird in
Betracht gezogen, daß der Randteil mit einer größeren oder kleineren An
zahl von linearen Seitenabschnitten versehen sein könnte. Falls eine größe
re Anzahl von linearen Seitenabschnitten vorgesehen wird, könnten die Sei
tenabschnitte relativ zueinander verdreht sein.
Der Randteil 160 der Linse 42 weist auch eine Vielzahl von bogenförmigen
Abschnitten 166 und 168 auf. Die bogenförmigen Abschnitte 166 und 168
haben Krümmungsmittelpunkte, die mit dem Mittelpunkt der Linse 42 zu
sammenfallen. Obwohl die Linse 42 eine ovale Konfiguration hat, sei be
merkt, daß die Linse 42 eine rechteckige Konfiguration haben könnte, falls
erwünscht. Beispielsweise könnten die bogenförmigen Abschnitte 166 und
168 zumindest teilweise durch lineare Abschnitte ersetzt werden. Dies hätte
den Effekt, die vertikale Ausdehnung (wie in den Fig. 1 und 4 gezeigt)
der Sensoranordnung 20 zu verringern.
Der Randteil 160 formt eine Rippe oder einen Flansch, der sich von einem
Hauptteil 172 der Linse 42 nach außen erstreckt. Der Hauptteil 172 der Linse
42 hat konvexe innere und äußere Seitenflächen 174 und 176 (Fig. 5, 6
und 8). Die Außenfläche 174 der Linse 42 hat einen kleineren Krümmungs
radius als die Innenseite 176. Die Innenseite 176 ist nahezu flach und kann
falls erwünscht flach sein.
In den Randteil 160 greifen lösbar die Linsenverbinder 156 ein, um die Linse
42 gegen eine Bewegung relativ zum Linsenträger 66 zu halten. Somit hat
der Linsenverbinder 156 der Fig. 8 eine Haltefläche 180, die den bogen
förmigen Abschnitt 166 des Randteils 160 der Linse 42 fest gegen ein Ende
des Linsenträgers 66 drückt. Der Linsenverbinder 156 bringt kontinuierlich
eine Kraft auf, um die Linse 42 gegen den Linsenträger 66 zu drücken. Im
veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung gibt es vier Linsenver
binder 156 für jede Linse 40, 42 und 44. Jedoch könnte eine größere oder
kleinere Anzahl von Linsenverbindern 156 für jede Linse 40, 42 und 44 vor
gesehen werden, falls erwünscht.
Der Linsenträger 66 ist mit einer Ausnehmung 184 ausgebildet, die eine
Konfiguration und Größe besitzt, die die gleiche ist, wie die Konfiguration und
Größe des Hauptteils 172 der Linse 42. Der Hauptteil 172 der Linse 42 wird
teleskopartig in der Ausnehmung 184 im Linsenträger 66 aufgenommen.
Dies ermöglicht, daß die Linsenverbinder 156 den Hauptteil 172 der Linse 42
in der Ausnehmung 184 halten. Die Ausnehmung 184 hat lineare Seitenflä
chenteile und bogenförmige Seitenflächenteile. Dies ermöglicht, daß die li
nearen Seitenabschnitte 162 und 164 des Randteils 160 mit entsprechenden
Seitenflächen der Ausnehmung 184 im Linsenträger 66 zusammenarbeiten,
um die Linse 42 gegen eine Drehbewegung relativ zum Linsenträger 66 zu
halten. Obwohl nur die Linsenträgerausnehmung 184 für die Linse 42 in den
Fig. 8 und 9 veranschaulicht wurde, sei bemerkt, daß der Linsenträger
66 eine getrennte Ausnehmung für jede der Linsen 40, 42 und 44 hat.
Im veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung kommen die Lin
senverbinder 156 mit den bogenförmigen Abschnitten 166 und 168 des
Randteils 160 der Linse 42 in Eingriff, um die Linse 42 in der Ausnehmung
184 (siehe Fig. 5) in dem Linsenträger 66 zu halten. Die linearen Seitenab
schnitte 162 und 164 (Fig. 6 und 7) der Linse 42 arbeiten mit der Aus
nehmung 184 zusammen, um die Linse gegen eine Drehung relativ zur Aus
nehmung zu halten. Jedoch könnten zusätzliche Linsenverbinder 156 vorge
sehen werden, um mit den linearen Seitenabschnitten 162 und 164 der Linse
42 in Eingriff zu kommen, falls erwünscht.
In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Lin
senverbinder 156 integral als ein Stück mit dem Linsenträger 66 ausgebildet
und werden elastisch durch den Randteil 160 der Linse 42 ausgelenkt bzw.
verformt, wenn die Linse in die Ausnehmung 184 eingeschnappt bzw. her
eingepreßt wird. Somit kommt der bogenförmige Abschnitt 166 des Randteils
160 der Linse 42 mit einer Nockenoberfläche 192 (Fig. 8) auf dem Linsen
verbinder in Eingriff, um elastisch den Linsenverbinder nach links auszulen
ken (wie in Fig. 8 gezeigt). Wenn dies auftritt, bewegt sich die Linse 42 in
die Ausnehmung 84 nach unten. Wenn sich die Linse 42 nach unten in die
Ausnehmung 184 bewegt (wie in Fig. 8 gezeigt) schnappt der elastisch
ausgelenkte Linsenverbinder 156 zurück in die in Fig. 8 gezeigte Position.
Wenn dies auftritt, kommt die Haltefläche 180 auf dem Verbinder 156 mit
dem bogenförmigen Abschnitt 166 des Randteils 160 in Eingriff, um die Lin
se 42 fest gegen den Linsenträger 66 zu drücken und die Linse 42 im Lin
senträger zu halten.
Im veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung kommen die Lin
senverbinder 156 mit den bogenförmigen Abschnitten 166 und 168 der Linse
42 in Eingriff (Fig. 5, 7 und 8). Die Linsenverbinder 156 kommen nicht
mit den linearen Seitenabschnitten 162 und 164 der Linse 42 in Eingriff
(Fig. 6 und 9). Falls jedoch erwünscht könnten Linsenverbinder 156 vor
gesehen werden, um mit den linearen Seitenabschnitten 162 und 164 des
Randteils 160 der Linse in Eingriff zu kommen.
Die veranschaulichten Linsenverbinder 156 haben eine relativ kurze bogen
förmige Ausdehnung (siehe Fig. 2, 3 und 5) entlang der bogenförmigen
Abschnitte 166 und 168 des Randteils 160. Falls erwünscht, könnte die Aus
dehnung der Linsenverbinder entlang der Randteile 160 vergrößert werden,
um das Ausmaß des Eingriffes der Linsenverbinder mit dem Randteil der
Linse zu vergrößern.
Obwohl nur die Linsenverbinder 156 für die Linse 42 in den Fig. 8 und 9
veranschaulicht sind, sei bemerkt, daß die Linsenverbinder 156 alle die glei
che Konstruktion haben und mit den Randteilen 160 der Linsen 40, 42 und
44 in der gleichen Weise zusammenarbeiten. Obwohl nur die Linsenträ
gerausnehmung 184 für die Linse 42 in den Fig. 8 und 9 veranschaulicht
wurde, sei bemerkt, daß der Linsenträger 66 mit einer getrennten Ausneh
mung 84 für jede der Linsen 40, 42 und 44 versehen ist. Wenn natürlich eine
größere oder kleinere Anzahl von Linsen in der Sensoranordnung verwendet
werden würde, würde eine größere oder kleinere Anzahl von Ausnehmungen
184 in dem Linsenträger 66 vorgesehen sein.
Nur die Linse 42 ist in Fig. 7 veranschaulicht. Es sei bemerkt, daß die Lin
sen 40, 42 und 44 alle die gleiche Konstruktion haben. Die Linsen 40, 42 und
44 sind aus einem geeigneten Polymermaterial geformt. Falls erwünscht,
könnten die Linsenverbinder 156 integral als ein Stück mit den Linsen 40, 42
und 44 geformt bzw. gegossen werden. Wenn dies so getan wird, würden
sich die Linsenverbinder axial von den Randteilen 160 der Linsen 40, 42 und
44 in Eingriff mit dem Linsenträger 66 erstrecken.
Die Linsenverbinder 156 und die Linsenträgerausnehmungen 184 arbeiten
mit den Linsen 40, 42 und 44 zusammen, um fest und sicher die Linsen 40,
42 und 44 in der Sensoranordnung 20 zu halten. Die Linsenträgerausneh
mungen 184 halten die Linsen 40, 42 und 44 gegen eine Drehung um die
Mittelachsen der Linsen und gegen eine Seitwärtsbewegung. Die Linsen
verbinder 156 drücken kontinuierlich die Linsen 40, 42 und 44 in die Linsen
trägerausnehmungen 184, um ein Klappern der Linsen zu verhindern. Daher
arbeiten der Linsenträger 66 und die Linsenverbinder 156 mit den Linsen 40,
42 und 44 zusammen, um sicher zu stellen, daß die Brennweite des opti
schen Systems in der Sensoranordnung 20 beibehalten wird.
Eine elektrische Verbinderanordnung 200 (Fig. 4) wird verwendet, um die
Sensoranordnung 20 mit einem elektrischen Leiter zu verbinden. Gemäß
eines weiteren Merkmals der Erfindung verhindert die Verbinderanordnung
200 den Zugriff auf das Innere des Sensorgehäuses 22. Zu diesem Zweck
ist die elektrische Verbinderanordnung 200 frei von äußerlich zugänglichen
Elementen, wie beispielsweise Klemm- bzw. Schraubenschlüsselflachstellen,
in die man eingreifen kann, um die elektrische Verbinderanordnung vom Ge
häuse 22 zu trennen. Zusätzlich ist die Verbinderanordnung 200 relativ ein
fach in ihrer Konstruktion, leicht zu installieren und tendiert dazu, die Kosten
der Sensoranordnung 20 zu minimieren.
Die Verbinderanordnung 200 (Fig. 4) weist eine Vielzahl von Anschlüssen
oder Zapfen 204 auf, die mit der Leiterplatte 50 durch elektrische Verbinder
208 verbunden sind. Obwohl die veranschaulichten elektrischen Verbinder
208 flexible isolierte Drähte sind, wird in Betracht gezogen, daß geeignete
Metallblechanschlüsse in einer Verbindung zwischen der Verbinderanord
nung 200 und der Leiterplatte 56 verwendet werden könnten, falls er
wünscht.
Die Verbinderanordnung 200 weist einen im allgemeinen zylindrischen Kör
perteil 210 und einen Flanschteil 212 auf. Der Körperteil 210 der Verbinder
anordnung 200 ist teleskopartig im Montageabschnitt 36 aufgenommen. Ein
Paar von koaxialen O-Ringen 216 und 218 erstrecken sich um den Körperteil
bei axial voneinander beabstandeten Stellen entlang des Körperteils. Um
eine erwünschte axiale Beabstandung zwischen den O-Ringen 216 und 218
beizubehalten, sind die O-Ringe in axial beabstandeten Nuten 220 und 222
im Körperteil 210 der Verbinderanordnung 200 angeordnet. Die O-Ringe 216
und 218 kommen dichtend in Eingriff mit einer Innenoberfläche des Monta
geabschnittes 36. Die O-Ringe 216 und 218 dichten die zylindrische Öffnung
im Montageabschnitt 36 ab, so daß Verunreinigungen nicht in das Gehäuse
22 eintreten können.
Eine zylindrische Sockelkammer 228 (Fig. 4) ist auf dem äußeren Endteil
der Verbinderanordnung 200 vorgesehen, um teleskopartig einen Verbinder
aufzunehmen, der an einem elektrischen Leiter befestigt ist. Der Verbinder,
der an dem (nicht gezeigten) elektrischen Leiter befestigt ist, hat geeignete
Sockel, die mit den Anschlüssen 204 und 206 in Eingriff kommen können.
Natürlich könnte die Verbinderanordnung 200 mit Sockeln bzw. Aufnahmen
versehen werden, in die die Anschlüsse des Verbinders eingreifen, der mit
dem elektrischen Leiter verbunden ist, falls erwünscht.
Gemäß eines Merkmals der Erfindung wird die Verbinderanordnung 200 im
Sensorgehäuse 22 durch Eingriff des Flanschteils 212 mit einer Ausneh
mung oder einem Schlitz 230 gehalten, der in dem Gehäuse 22 ausgeformt
ist. Der Körperteil 210 ist drehbar in einer zylindrischen Öffnung 232 aufge
nommen (Fig. 4 und 10). Die Öffnung 232 erstreckt sich durch die untere
Endwand 34 und durch den Montageabschnitt 36.
Die sich in Längsrichtung erstreckende Ausnehmung 230 (Fig. 10) hat eine
Mittelachse, die sich senkrecht zu einer Mittelachse 236 der Öffnung 232
erstreckt. Die Ausnehmung 230 ist zu einer Seite von der Öffnung 232 ver
setzt, d. h. zur Seitenwand 28. Die Ausnehmung 230 hat eine axiale Ausdeh
nung, die größer ist, als die Länge des Flanschteils 212 (Fig. 11). Wenn die
Verbinderanordnung 200 in dem Gehäuse 22 zu positionieren ist, ist der zy
lindrische Körperteil 210 der Verbinderanordnung axial mit der Öffnung 232
ausgerichtet (Fig. 10). Zu diesem Zeitpunkt ist eine Zeigerecke bzw.
Rastecke 240 auf dem rechteckigen Flanschteil 212 (Fig. 10) mit einer bogen
förmigen Positionierungsfläche 242 auf der Innenseite des Gehäuses 22
ausgerichtet. Die Positionierungsfläche 242 arbeitet mit der Rastecke 240
auf dem Flanschteil 212 so zusammen, daß die Verbinderanordnung 200 in
das Gehäuse nur in einer Orientierung eingeführt werden kann.
Wenn die Verbinderanordnung 200 in das Gehäuse 22 bewegt wird, bewegt
sich der Körperteil 210 in die Öffnung 232. Wenn die Verbinderanordnung
200 sich weiter entlang der Mittelachse 236 der Öffnung 232 bewegt, bewegt
sich der Flanschteil 212 in anliegendem Eingriff mit der unteren Endwand 34
des Gehäuses 22 (Fig. 11). Wenn dies auftritt, ist die Verbinderanordnung
200 genau relativ zum Gehäuse 22 positioniert. Die O-Ringe 216 und 218
(Fig. 4 und 10) auf dem Körperteil 210 der Verbinderanordnung sind in
dichtendem Eingriff mit der zylindrischen Innenseitenfläche der Öffnung 232
angeordnet, die sich durch den Montageabschnitt 36 erstreckt.
Die Verbinderanordnung 200 wird dann in einer Richtung gegen den Uhrzei
gersinn gedreht (wie in Fig. 11 zu sehen) und zwar in die in Fig. 12 veran
schaulichte Position. Wenn dies auftritt, bewegt sich ein Eckenteil 246 des
Flanschteils 212 in die Ausnehmung oder den Schlitz 230. Sobald der Eck
enteil 246 in den Schlitz 230 eingetreten ist, wird die Verbinderanordnung
200 gegen eine axiale Bewegung durch das Gehäuse 22 gehalten. Wenn
daher eine axial aufwärtsweisende Kraft (wie in Fig. 4 gezeigt) gegen die
Verbinderanordnung 200 aufgebracht wird, blockiert der Eingriff des Ecken
teils 246 mit der Ausnehmung oder dem Schlitz 230 (Fig. 12) im Gehäuse
22 die axiale Aufwärtsbewegung der Verbinderanordnung 200 (wie in Fig. 4
zu sehen).
Im veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Schlitz
oder die Ausnehmung 230 (Fig. 12) durch einen langgestreckten Halteab
schnitt 250 des Gehäuses 22 geformt. Der Halteabschnitt 250 ist integral als
ein Stück mit der unteren Endwand 34 und der Seitenwand 28 des Gehäu
ses 22 ausgeformt. Falls erwünscht, könnte die Ausnehmung 230 und der
Halteabschnitt 250 in anderer Weise geformt werden und könnte eine ande
re Konfiguration haben.
Es wird in Betracht gezogen, daß die Ausnehmung oder der Schlitz 230 in
dem Gehäuse 22 in anderer Weise geformt werden könnte als durch Vorse
hen des langgestreckten Halteabschnittes 250. Beispielsweise könnte ein
relativ kleiner überhängender Vorsprung benachbart zur unteren Endwand
34 des Gehäuses 22 vorgesehen werden. Obwohl nur ein einziger Halteab
schnitt 250 in dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung
vorgesehen wird, wird in Betracht gezogen, daß ein Paar von Ausnehmun
gen oder Schlitzen 230 in dem Gehäuse 22 vorgesehen werden könnte, um
in entgegengesetzte Ecken auf dem Flanschteil 212 der Verbinderanordnung
200 in Eingriff zu kommen.
Um eine Entfernung der Verbinderanordnung 200 zu verhindern, sobald die
Sensoranordnung 20 montiert worden ist, ist der Halteflansch oder -finger
254 vorgesehen, um die Drehbewegung der Verbinderanordnung 200 im
Uhrzeigersinn zu blockieren (wie in den Fig. 12 und 13 gezeigt). Im ver
anschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die hintere Wand 26
des Gehäuses 22 auf einem Abdeckungsteil 258 geformt. Nachdem alle
Komponenten der Sensoranordnung 20 in dem Gehäuse positioniert worden
sind, wird der Abdeckungsteil 258 nach unten bewegt (wie in Fig. 12 zu se
hen) und zwar in Eingriff mit dem Hauptteil des Gehäuses. Der Abdeckungs
teil 258 wird dann am Platz durch ein geeignetes Klebemittel gesichert. Das
Sichern des Abdeckungsteils 258 am Platz wird erleichtert durch eine Viel
zahl von Stiften 262, die sich vom Abdeckungsteil erstrecken und in geeigne
ten Sockeln aufgenommen sind, die im Gehäuse 22 an den Ecken des Ge
häuses ausgeformt sind.
Sobald der Abdeckungsteil 258 am Platz befestigt worden ist (wie in Fig. 13
gezeigt) greift eine im allgemeinen L-förmige Ausnehmung 266 (Fig. 12) die
von dem Halteflansch 254 definiert wird, in einem Eckenteil 268 des
Flanschteils 212 (Fig. 13) ein, um die Verbinderanordnung 20 gegen eine
Drehung im Uhrzeigersinn relativ zum Gehäuse 22 zu halten. Somit greift der
Flansch 254 in den Eckenteil 268 ein und blockiert die Drehbewegung des
Eckenteils 268 in Ausrichtung mit dem Halteabschnitt 250. Daher bleibt der
Eckenteil 246 des Flanschteils 212 in der Ausnehmung 230.
In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der
Flanschteil 212 der Verbinderanordnung (Fig. 10) integral als ein Stück mit
dem Körperteil 212 der Verbinderanordnung ausgeformt. Somit werden so
wohl der Flanschteil 212 als auch der Körperteil 210 der Verbinderanordnung
200 integral aus einem geeigneten Polymermaterial gegossen bzw. geformt.
Es wird in Betracht gezogen, daß das gleiche Polymermaterial und das glei
che Farbpigment, das zur Bildung des Gehäuses 22 verwendet wird, auch
zur Bildung der Verbinderanordnung 212 verwendet werden kann.
Der Flanschteil 212 kann getrennt aus dem Körperteil 210 geformt werden.
Wenn dies getan wird, kann der Flanschteil 212 fest mit dem Körperteil 210
verbunden werden. Sowohl der Körperteil 210 als auch der Flanschteil 212
würden sich zusammen drehen, und zwar zwischen der in Fig. 11 gezeig
ten Position und der in Fig. 12 gezeigten Position.
Alternativ kann der Flanschteil 212 drehbar mit dem Körperteil 210 der Ver
binderanordnung 200 verbunden sein. Dies würde ermöglichen, daß der
Flanschteil 212 relativ zum Gehäuse 22 gedreht wird, während der Körperteil
212 der Verbinderanordnung 200 relativ zum Gehäuse stationär bleibt.
Wenn der Flanschteil 212 getrennt vom Körperteil 210 der Verbinderanord
nung 200 geformt wird, könnten die Flansch- und Körperteile aus unter
schiedlichen Materialien geformt werden. Beispielsweise könnte der
Flanschteil 212 aus Metall geformt werden, während der Körperteil 210 aus
einem Polymermaterial geformt wird.
Die veranschaulichte Verbinderanordnung 200 hat einen im allgemeinen
quadratischen Flanschteil 212 (Fig. 10). Es wird jedoch in Betracht gezo
gen, daß der Flanschteil 210 eine andere Konfiguration haben könnte, falls
erwünscht. Beispielsweise könnte der Flanschteil 212 eine im allgemeinen
ovale Konfiguration haben, und zwar mit einem kreisförmigen Teil, der mit
dem Körperteil 210 verbunden ist und mit einem nach außen vorstehenden
Armteil. Der nach außen vorstehende Armteil kann in der Ausnehmung 230
aufgenommen werden, um die Verbinderanordnung 200 gegen eine axiale
Bewegung relativ zum Gehäuse 22 zu halten. Alternativ könnte der
Flanschteil 212 mit einem Paar von sich nach außen erstreckenden Armen
ausgebildet werden, die in Ausnehmungen im Gehäuse 22 aufgenommen
werden würden und zwar angeordnet an entgegengesetzten Seiten der Öff
nung 232.
Die Leiterplatte 50 (Fig. 2 und 4) ist auf dem Linsenträger 66 montiert.
Somit ist die Leiterplatte 50 auf einem nach hinten weisenden Endteil des
Linsenträgers 66 gegenüberliegend zu den Linsen 40, 42 und 44 montiert.
Die Leiterplatte 50 ist fest mit dem Linsenträger 66 durch eine Vielzahl von
Befestigungsmitteln 280 verbunden (Fig. 2).
Durch Montage der Linsen 40, 42 und 44 auf dem nach rechts weisenden
Endteil des Linsenträgers 66 (wie in Fig. 2 zu sehen) und der Leiterplatte
50 auf dem nach links weisenden Endteil des Linsenträgers 66 (wie in Fig.
2 zu sehen) vor dem Einführen des Linsenträgers in das Gehäuse 22 wird
die Herstellung der Sensoranordnung 20 erleichtert. Somit sind der Linsen
träger 66, die Rohre 122, 124 und 126 (Fig. 2), die Linsen 40, 42 und 44
und die Leiterplatte 50 alle miteinander verbunden, während der Linsenträ
ger 56 vom Gehäuse 22 beabstandet ist. Diese Komponenten werden dann
in das Gehäuse 22 als einheitliches Modul eingeführt.
Obwohl bevorzugt wird, daß die Leiterplatte 50 auf dem Linsenträger 66 in
der in Fig. 4 veranschaulichten Weise montiert wird, wird in Betracht gezo
gen, daß die Leiterplatte 50 im Gehäuse getrennt vom Linsenträger montiert
werden könnte, falls erwünscht. Beispielsweise könnte die Leiterplatte 50 mit
dem Abdeckungsteil 258 des Gehäuses 22 verbunden werden. Alternativ
könnte die Leiterplatte 50 mit geeigneten Montageansätzen verbunden wer
den, die auf den Seitenwänden 28 und 30 und/oder den Endwänden 32 und
34 des Gehäuses 22 befestigt sind.
Gemäß eines der Merkmale der vorliegenden Erfindung kann die Position
der Lichtquelle 48, des oberen Lichtdetektors 54 und des unteren Lichtdetek
tors 56 (Fig. 2 und 4) relativ zueinander eingestellt werden. Durch Ein
stellen der Positionen der Lichtquelle 48, des oberen Lichtdetektors 54 und
des unteren Lichtdetektors 56 relativ zueinander kann die Lage eines Objek
tes, von dem infrarotes Licht von der Lichtquelle 48 zurück zu den Lichtde
tektoren 54 und 56 reflektiert wird, eingestellt werden. Dies ermöglicht, daß
der effektive Betriebsbereich der Sensoranordnung 20 eingestellt wird.
In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Licht
detektoren 54 und 56 bewegbar auf der Leiterplatte 50 montiert, um zu er
möglichen, daß ihre Positionen relativ zur Lichtquelle 48 eingestellt werden.
Es wird jedoch in Betracht gezogen, daß die Lichtquelle 48 auch bewegbar
auf der Leiterplatte 50 montiert werden könnte, um zu ermöglichen, daß
auch die Position der Lichtquelle eingestellt werden kann.
Um die Positionierung der Lichtquelle 54 relativ zur Leiterplatte 50, der obe
ren Linse 40 und der Lichtquelle 48 zu erleichtern, ist der obere Lichtdetektor
54 auf einer Nebenplatine oder einem Träger 286 montiert (Fig. 4 und
14). Die Nebenplatine oder der Träger 286 ist in einem Schlitz 288 aufge
nommen, der in einer Hauptplatine oder einer Hauptleiterplatte 290 ausge
formt ist. Die Nebenplatine 286 und die Hauptleiterplatte 290 sind ein Teil
der Leiterplatte 50.
Der Schlitz 288 (Fig. 2 und 4) in der Hauptplatine oder Hauptleiterplatte
290 ist mit dem Schlitz 112 (Fig. 2 und 3) ausgerichtet, die in der hinte
ren Endwand 104 des rohrförmigen Abschnittes 70 des Linsenträgers 66
ausgebildet sind. Der Schlitz 288 in der Hauptplatine oder der Hauptleiter
platte 290 ist geringfügig breiter als der Schlitz 112 in der hinteren Endwand
104 des rohrförmigen Abschnittes 70 des Linsenträgers (Fig. 2, 14 und
15). Dies ermöglicht, daß der Träger oder die Nebenplatine 286 von der
Endwand 104 des Linsenträgers 66 getragen wird, wenn der Träger oder die
Nebenplatine entlang des Schlitzes 288 in der Hauptplatine oder der Haupt
leiterplatte 290 bewegt wird (Fig. 15).
Sobald somit die Leiterplatte 50 fest mit dem Linsenträger 66 verbunden
worden ist, wird der Träger 286, auf dem der Lichtdetektor 254 montiert ist,
entlang des Schlitzes 288 in der Hauptplatine 290 bewegt. Während dieser
Bewegung kommt der Träger 286 mit der hinteren Endwand 104 (Fig. 3
und 15) des rohrförmigen Abschnittes 70 des Linsenträgers 66 in Eingriff, um
den Träger zu unterstützen. Zu diesem Zeitpunkt ist der Lichtdetektor 54 mit
dem Schlitz 112 in der hinteren Endwand 104 des rohrförmigen Abschnittes
70 ausgerichtet und darin angeordnet (Fig. 14).
Sobald bestimmt worden ist, daß der Lichtdetektor 54 eine erwünschte Posi
tion bezüglich der Hauptplatine oder der Hauptleiterplatte 290 hat, ist der
Träger 286 fest mit der Hauptplatine oder Hauptleiterplatte 290 verbunden.
Dies kann erreicht werden durch Löten eines Paares von Drähten 296 und
298 (Fig. 15), die sich über den Träger 286 erstrecken, sowohl an den Trä
ger als auch an die Hauptplatine oder Hauptleiterplatte 290.
Wenn die Position des Lichtdetektors 54 relativ zur Lichtquelle 48 einstellbar
ist, ist der Lichtdetektor wirksam zur Detektion von Licht, das von einem Ob
jekt in einer vorbestimmten Entfernung von der Sensoranordnung 20 reflek
tiert wird. Je näher der Lichtdetektor 54 somit am Lichtsensor 48 ist, desto
größer ist die Entfernung, in der das Licht von einem Objekt zum oberen
Lichtdetektor 54 hin reflektiert werden wird. In ähnlicher Weise ist je weiter
der obere Lichtdetektor 54 von der Lichtquelle entfernt ist, desto kleiner die
Entfernung, bei der Licht von der Lichtquelle 48 von einem Objekt zum obe
ren Lichtdetektor 54 reflektiert wird. Da der effektive Betriebsbereich der
Sensoranordnung 20 durch die Distanz bestimmt wird, in der Licht von der
Lichtquelle 48 von einem Objekt zurück zu den Lichtdetektoren 54 und 56
reflektiert wird, ist die genaue Positionierung der Lichtdetektoren 54 und 56
relativ zur Lichtquelle 48 wichtig.
Obwohl nur die obere Lichtquelle 54 in den Fig. 14 und 15 veranschau
licht ist, sei bemerkt, daß die untere Lichtquelle 56 (Fig. 4) auf einem Trä
ger oder einer Nebenplatine 304 montiert ist, und zwar mit der gleichen
Konstruktion wie der Träger 286. Der Träger 304 ist entlang eines Schlitzes
306 in der Hauptplatine oder Hauptleiterplatte 290 bewegbar, um den Licht
detektor 56 relativ zur Lichtquelle 48 zu positionieren. Der Lichtdetektor 56
detektiert Licht, das von einem Objekt reflektiert wird und durch die Linse 44
zum Lichtdetektor übertragen wird. Der Lichtdetektor 56 ist mit dem Schlitz
114 (Fig. 3) in der hinteren Endwand 108 des rohrförmigen Abschnittes 74
des Linsenträgers 66 ausgerichtet. Geeignete Befestigungsmittel entspre
chend den Drähten 296 und 298 sind vorgesehen, um den Träger oder die
Nebenplatine 304 an der Hauptplatine oder Hauptleiterplatte 290 zu sichern.
In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in den Fig. 14 und 15
veranschaulicht wird, wird der Träger 286 entlang des Schlitzes 288 in der
Hauptplatine oder Hauptleiterplatte 290 zu einer erwünschten Position be
wegt. Die Drähte 296 und 298 werden dann fest mit dem Träger oder der
Nebenplatine 286 und mit der Hauptplatine oder Hauptleiterplatte 290 ver
bunden, um den Träger in der erwünschten Position zu halten.
In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in den Fig. 16 und 17
veranschaulicht wird, ist ein Antriebsmechanismus mit dem Träger verbun
den, um zu ermöglichen, daß die Position des Lichtdetektors eingestellt wird.
Da das Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in den Fig. 16 und 17
veranschaulicht wurde, im allgemeinen ähnlich dem Ausführungsbeispiel ist,
das in den Fig. 14 und 15 veranschaulicht wurde, werden ähnliche Be
zugszeichen verwendet, um ähnliche Komponenten zu bezeichnen, wobei
der Indexbuchstabe "a" zu den Bezugszeichen der Fig. 16 und 17 hinzuge
fügt wird, um eine Verwirrung zu vermeiden.
Ein Lichtdetektor 54a (Fig. 16) ist an einem Träger oder an einer Neben
platine 286a montiert. Der Träger oder die Nebenplatine 286a ist relativ zur
Hauptplatine oder Hauptleiterplatte 290a durch einen Antriebsmechanismus
320 bewegbar. Der Antriebsmechanismus 320 weist eine Schraube 322 auf,
die drehbar von einem Paar von Tragelementen 324 und 326 getragen wird.
Die Tragelemente 324 und 326 sind fest mit der Hauptplatine oder Hauptlei
terplatte 290a verbunden, und halten die Schraube 322 gegen eine Axialbe
wegung relativ zur Hauptplatine oder Hauptleiterplatte 290a. Ein im allge
meinen U-förmiger Bügel 330 ist fest mit dem Träger oder der Nebenplatine
286a verbunden. Der Bügel 330 hat nach oben stehende Abschnitte 334 und
336 (wie in Fig. 16 zu sehen), die mit einem Außengewinde auf der
Schraube 322 in Eingriff stehen. Daher werden auf eine Drehung der
Schraube 322 hin der Bügel 330 und der Träger 286a entlang eines Schlit
zes 288a bewegt, der in der Hauptplatine oder Hauptleiterplatte 290a aus
gebildet ist.
Der sich in Längsrichtung erstreckende Schlitz 288a in der Hauptplatine oder
Hauptleiterplatte 290a wird mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden
Schlitz 112a in einer Endwand 104a des rohrförmigen Abschnittes 70a des
Linsenträgers 66a ausgerichtet. Der Schlitz 288a in der Hauptplatine oder
Hauptleiterplatte 290a ist breiter als der Schlitz 112a in der Endwand 104a
des Linsenträgers 66a (siehe Fig. 17). Daher ist die Endwand 104a des
Linsenträgers 66a wirksam, um den Träger oder die Nebenplatine 286a zu
tragen, wenn sie entlang des Schlitzes 288a in der Hauptplatine oder
Hauptleiterplatte 290a durch Betrieb des Antriebsmechanismuses 320 be
wegt wird. Obwohl nur der Antriebsmechanismus 320 zur Bewegung des
Trägers 286a in den Fig. 16 und 17 veranschaulicht worden ist, sei be
merkt, daß ein ähnlicher Antriebsmechanismus vorgesehen wird, um einen
Lichtdetektor entsprechend dem Lichtdetektor 56 der Fig. 4 relativ zur
Leiterplatte 50a zu bewegen, und eine Lichtquelle, die der Lichtquelle 48 der
Fig. 4 entspricht.
In dem in den Fig. 14 und 15 veranschaulichten Ausführungsbeispiel der
Erfindung werden der Träger 286 und der Detektor 54 zu einer erwünschten
Position relativ zur Lichtquelle 48 bewegt, und werden dann fest in dieser
Position durch die Drähte 296 und 298 festgelegt. In dem Ausführungsbei
spiel der Erfindung, das in den Fig. 16 und 17 veranschaulicht wird, wer
den der Träger 286a und die Lichtquelle 54a zu einer erwünschten Position
relativ zu einer Lichtquelle entsprechend der Lichtquelle 48 der Fig. 4 be
wegt, und zwar durch Betrieb des Antriebsmechanismuses 320. Es wird in
Betracht gezogen, daß der Antriebsmechanismus 320 so verriegelt sein
könnte, daß sobald die Position des Trägers 286a und der Lichtquelle 54a
eingestellt worden ist, ihre Positionen nicht leicht verändert werden können.
Der Antriebsmechanismus 320 kann alternativ vom Äußeren der Sensoran
ordnung zugänglich sein, so daß ein Anwender die Position des Trägers
286a und der Lichtquelle 54a einstellen könnte.
Teile der Leiterplatte 50 sind dem Inneren der rohrförmigen Abschnitte 70,
72 und 74 (Fig. 2 und 4) des Linsenträgers 66 ausgesetzt. Zusätzlich
erstreckt sich eine Verdrahtung durch Öffnungen zwischen entgegengesetz
ten Seiten der Leiterplatte 50. Diese Öffnungen, die als Durchleitungen be
zeichnet werden können, und die Oberfläche der Leiterplatte 50 können eine
Vergrößerung des Ausmaßes an Hintergrundlicht innerhalb der Sensoran
ordnung 20 zur Folge haben. Dieses Hintergrundlicht kann dazu tendieren,
die Betriebscharakteristiken der Sensoranordnung zu verschlechtern.
Um das unerwünschte Hintergrundlicht zu minimieren, wird eine schwarze
Beschichtung 344 (Fig. 18) auf einer Seite 346 der Leiterplatte 50 aufge
bracht, die zu den Linsen 40, 42 und 44 hinweist. Die schwarze Beschich
tung 344 erstreckt sich über die Öffnungen oder Durchleitungen 348, die sich
zwischen der Vorderseite 346 der Leiterplatte 50 und einer Rückseite 352
der Leiterplatte 50 erstrecken. Eine Schaltungskomponente, wie beispiels
weise ein Draht 354, erstreckt sich durch die Öffnung 348. Es sei bemerkt,
daß der Draht 354 nur repräsentativ für viele unterschiedliche Schaltungs
komponenten und/oder Befestigungsmittel für Schaltungskomponenten an
gesehen werden sollte, die sich durch Öffnungen in der Leiterplatte 50 er
strecken können.
Die schwarze Beschichtung 344 erstreckt sich über den vorderen Endteil der
Öffnung 348, um das Hindurchlaufen von Licht durch die Öffnung zu blockie
ren. Zusätzlich blockt die schwarze Beschichtung 344 Licht, das durch La
minierungen laufen würde, die die Leiterplatte 50 bilden. Die schwarze Be
schichtung 344 verringert auch Streulichtreflektionen innerhalb der Sen
soranordnung 20. Die schwarze Beschichtung 344 hat vorteilhafterweise ei
ne unregelmäßige Oberfläche, die zu den Linsen 40 bis 44 hinweist, um die
Lichtabsorptionscharakteristiken der schwarzen Beschichtung zu verbessern.
Die schwarze Beschichtung kann durch eine nicht reflektierende Lage aus
schwarzer Farbe gebildet werden, auf die als flache schwarze Farbe Bezug
genommen wird. Alternativ könnte die Beschichtung 344 mit einer samtarti
gen Oberfläche ähnlich der Oberfläche von beflocktem Papier geformt wer
den.
In einem speziellen Fall war die lichtabsorbierende schwarze Beschichtung
344 eine Epoxydfarbe. Es wird jedoch in Betracht gezogen, daß die schwar
ze Beschichtung 344 aus anderen Materialien geformt werden könnte, falls
erwünscht. Beispielsweise könnte die schwarze Beschichtung 344 durch ei
ne schwarze Schicht gebildet werden, die an der Leiterplatte 50 durch ein
geeignetes Klebemittel gesichert ist.
Die schwarze Beschichtung 344 ist in Fig. 18 veranschaulicht worden, wie
sie auf der Hauptplatine oder Hauptleiterplatte 290 aufgebracht ist. Es wird
auch in Betracht gezogen, daß die schwarze Beschichtung 344 sich über die
Seiten der Träger 286 und 304 (Fig. 4) erstrecken wird, die zu den Linsen
40, 42 und 44 hinweisen. Es wird angenommen, daß es vorteilhaft sein
kann, die schwarze Beschichtung zu den Seitenflächen der Schlitze 288 und
306 zu verlängern bzw. zu erweitern, entlang denen die Träger 286 und 304
bewegbar sind. Somit würde die schwarze Beschichtung 344 nicht nur die
Seite der Hauptplatine oder des Hauptabschnittes 290 abdecken, die zu den
Linsen 40 bis 44 hinweist, sondern könnte auch die Seiten der Träger oder
Nebenplatinen 286 und 304 abdecken, die zu den Linsen und den Seiten der
Schlitze 288 und 306 und/oder den Seiten der Träger 286 und 304 hinwei
sen, die sich zwischen der Vorderseite 346 und der Rückseite 352 der Lei
terplatte 50 erstrecken.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neue und verbesserte Sen
soranordnung 20. Die Sensoranordnung 20 weist eine Lichtquelle 48 und
eine Linse 42 auf, die Licht von der Lichtquelle zu einem entfernten Objekt
leitet. Licht, das vom entfernten Objekt reflektiert wird, wird durch eine weite
re Linse 40 zu einem Lichtdetektor 54 übertragen.
Die Linsen 40 und 42 können vorteilhafterweise auf einem Linsenträger 66
montiert werden. Der Linsenträger 66 ist in einem Gehäuse 22 angeordnet.
Die Linsen 40 und 42 sind vorteilhafterweise mit dem Linsenträger 66 durch
eine Vielzahl von lösbaren Verbindern 156 verbunden. Die Verbinder 156
können in Eingriff mit den Randteilen 160 der Linsen 40 und 42 angeordnet
sein und die Linsen in Ausnehmungen 184 drücken, die im Linsenträger 66
ausgebildet sind. Die Verbinder 156 können von der einschnappenden bzw.
einrastenden Bauart sein.
Die Sensoranordnung 20 kann vorteilhafterweise eine Verbinderanordnung
200 aufweisen, die die Sensoranordnung mit einem elektrischen Leiter ver
bindet. Diese gegen Eingriffe beständige elektrische Verbinderanordnung
200 kann einen Körperteil 210 und einen Flanschteil 212 aufweisen. Der
Flanschteil 212 kann bewegbar sein, um in eine Ausnehmung 230 im Sen
sorgehäuse 22 einzugreifen und die elektrische Verbinderanordnung 200
gegen eine Bewegung entlang einer Mittelachse des Körperteils der Verbin
deranordnung halten. Um einem unzulässigen Zugriff auf das Innere der
Sensoranordnung Widerstand zu bieten, kann ein Halter 254 mit dem
Flanschteil 212 der elektrischen Verbinderanordnung in Eingriff kommen und
den Flanschteil 212 gegen eine Bewegung außer Eingriff mit der Ausneh
mung halten.
Die Lichtquelle 48 und/oder der Lichtdetektor 54 kann relativ zu einer Leiter
platte 50 bewegbar sein, um die Distanz einzustellen, in der das Licht von
der Lichtquelle von einem Objekt zurück zum Detektor reflektiert wird. Die
Leiterplatte 50 kann auch mit dem Linsenträger 66 verbunden sein. Eine
schwarze Beschichtung 344 kann vorteilhafterweise auf einer Seite der Lei
terplatte 50 vorgesehen werden, die zu den Linsen hinweist.
Die Sensoranordnung 20 kann eines oder mehrere der Merkmale der vorlie
genden Erfindung aufweisen. Es sei bemerkt, daß obwohl die Merkmale
vorteilhafterweise in Kombination miteinander verwendet werden können, die
Merkmale auch getrennt verwendet werden können. Beispielsweise können
die Linsenverbinder 156 in Kombination mit der elektrischen Verbinderan
ordnung 200 verwendet werden oder getrennt davon. In ähnlicher Weise
kann der Linsenträger 66 getrennt oder in Kombination mit den Linsenver
bindern 156 und/oder der elektrischen Verbinderanordnung 200 verwendet
werden.
Claims (17)
1. Sensoranordnung (20), die ein Sensorgehäuse (22) aufweist, eine
Linsenträger (66), der in dem Sensorgehäuse (22) angeordnet ist und
damit verbunden ist, eine Vielzahl von Linsen (40, 42, 44) eine Viel
zahl von Verbindern (156), die lösbar die Vielzahl von Linsen (40, 42,
44) mit dem Linsenträger (66) verbinden und eine Ver
binderanordnung (200), die geeignet ist, um mit einem elektrischen
Leiter verbunden zu werden, wobei die Verbinderanordnung (200) re
lativ zum Sensorgehäuse (22) bewegbar ist, und zwar zwischen einer
gesicherten Position, in der ein Teil der Verbinderanordnung (200) mit
einem Teil des Sensorgehäuses (22) in Eingriff kommt, um die Ver
binderanordnung gegen eine Bewegung relativ zum Sensorgehäuse
entlang einer Mittelachse der Verbinderanordnung zu halten, und ei
ner gelösten Position, in der die Verbinderanordnung relativ zum Sen
sorgehäuse entlang der Mittelachse der Verbinderanordnung beweg
bar ist.
2. Sensoranordnung nach Anspruch 1, wobei das Sensorgehäuse (22)
eine vordere Wand (24) aufweist, die sich über die Linsen (40, 42, 44)
der Vielzahl von Linsen erstreckt und wirksam ist, um die Übertragung
bzw. das Aussenden von Licht einer ersten Wellenlänge zu blockie
ren, und die das Licht einer zweiten Wellenlänge nicht blockiert, die
eine andere ist, als die erste Wellenlänge, und wobei eine Quelle (48)
für Licht der zweiten Wellenlänge auf einer Seite von einer der Linsen
(42) der Vielzahl von Linsen gegenüberliegend von der vorderen
Wand (24) angeordnet ist, um zu ermöglichen, daß eine Linse (42)
Licht leitet bzw. ausrichtet, das von der Lichtquelle durch die vordere
Wand übertragen bzw. ausgesandt wird.
3. Sensoranordnung nach Anspruch 2, wobei die Vielzahl von Verbin
dern (156) eine Anordnung von Fingern aufweist, die von dem Linsen
träger (66) in einer Richtung zu der vorderen Wand (24) hin vorste
hen, und die in Eingriff mit einem Randteil (160) von einer der Linsen
der Vielzahl von Linsen angeordnet sind.
4. Sensoranordnung nach Anspruch 2, wobei das Sensorgehäuse (22)
weiter eine Rückwand (26) aufweist, die sich über die Linsen der Viel
zahl von Linsen erstreckt, und die auf einer Seite der Vielzahl von Lin
sen gegenüberliegend zu der vorderen Wand (24) angeordnet ist, und
einen Halter (254), der sich von der Rückwand (26) in Eingriff mit der
Verbinderanordnung (200) erstreckt, um die Verbinderanordnung in
der gesicherten Position zu halten.
5. Sensoranordnung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Verbin
dern (156) integral als ein Stück mit dem Linsenträger (66) ausgebil
det ist und an voneinander beabstandeten Stellen auf den Randteilen
(160) von jeder Linse (40, 42, 44) der Vielzahl von Linsen eingreift.
6. Sensoranordnung nach Anspruch 1, wobei jede Linse (40, 42, 44) der
Vielzahl von Linsen einen Randteil (160) hat, der eine Vielzahl von li
nearen Seitenabschnitten (162, 164) aufweist, und eine Vielzahl von
bogenförmigen Seitenabschnitten (166, 168), wobei die bogenförmi
gen Seitenabschnitte (166, 168) des Randteils (160) von jeder der
Linsen der Vielzahl von Linsenkrümmungsmittelpunkte besitzt, die
zwischen den linearen Seitenabschnitten (162, 164) angeordnet sind,
wobei die linearen Seitenabschnitte (162, 164) des Randteils (160)
von jeder Linse (40, 42, 44) der Vielzahl von Linsen mit Oberflächen
(184) in Eingriff steht, die mit dem Linsenträger (66) verbunden sind,
um die Drehung von jeder der Vielzahl von Linsen relativ zu dem Lin
senträger zu blockieren.
7. Sensoranordnung nach Anspruch 6, wobei die Vielzahl von Verbin
dern (156) in Eingriff mit den bogenförmigen Seitenabschnitten (166,
168) des Randteils (160) von jeder Linse (40, 42, 44) der Vielzahl von
Linsen angeordnet ist.
8. Sensoranordnung nach Anspruch 1, wobei jede Linse (40, 42, 44) der
Vielzahl von Linsen einen Randteil (160) hat, der eine Vielzahl von li
nearen Seitenabschnitten (162, 164) und eine Vielzahl von bogen
förmigen Seitenabschnitten (166, 168) aufweist, wobei der Linsenträ
ger (66) eine Vielzahl von Öffnungen (184) aufweist, wobei jede davon
eine Vielzahl von linearen Seitenabschnitten und eine Vielzahl von
bogenförmigen Seitenabschnitten hat, wobei der Randteil von jeder
Linse der Vielzahl von Linsen zumindest teilweise in einer der Öffnun
gen in dem Linsenträger angeordnet ist.
9. Sensoranordnung nach Anspruch 1, wobei das Sensorgehäuse (22)
ein kreisförmiges Oberflächengebiet (36) aufweist, das zumindest
teilweise die Verbinderanordnung (200) umschließt, wobei die Verbin
deranordnung (200) eine Vielzahl von O-Ringen (216, 218) aufweist,
die in einer axial beabstandeten Beziehung zueinander angeordnet
sind, und die in Eingriff mit dem kreisförmigen Oberflächengebiet an
geordnet sind.
10. Sensoranordnung nach Anspruch 1, wobei die Verbinderanordnung
(200) einen Körperteil (210) und einen Flansch (212) aufweist, der
sich vom Körperteil nach außen erstreckt, wobei der Flansch (212)
von einer Ausnehmung (230) im Sensorgehäuse (22) beabstandet ist,
wenn die Verbinderanordnung (200) in der gelösten Position ist, wobei
der Flansch (212) einen ersten Teil (246) besitzt, der zumindest teil
weise in der Ausnehmung in dem Sensorgehäuse angeordnet ist,
wenn die Verbinderanordnung in der gesicherten Position ist.
11. Sensoranordnung nach Anspruch 10, die weiter einen Halter (254)
aufweist, der mit dem Sensorgehäuse (22) verbunden ist und mit ei
nem zweiten Teil (268) des Flansches (212) in Eingriff steht, wenn die
Verbinderanordnung (200) in der gesicherten Position ist, um die Be
wegung des Flansches (212) relativ zum Sensorgehäuse zu blockie
ren.
12. Sensoranordnung nach Anspruch 10, wobei die Verbinderanordnung
(200) eine Vielzahl von O-Ringen (216, 218) aufweist, die in koaxialer
Beziehung entlang des Körperteils (210) angeordnet sind, und die in
dichtendem Eingriff mit dem Sensorgehäuse (212) angeordnet sind,
wenn die Verbinderanordnung in der gesicherten Position ist.
13. Sensoranordnung nach Anspruch 10, wobei der Flansch (212) integral
als ein Stück mit dem Körperteil (210) der Verbinderanordnung (200)
ausgebildet ist und fest damit verbunden ist.
14. Sensoranordnung nach Anspruch 10, wobei der Flansch (212) eine im
allgemeinen rechteckige Konfiguration hat, und wobei der erste Teil
(246) des Flansches ein Eckenteil ist.
15. Sensoranordnung nach Anspruch 1, die weiter eine Leiterplatte (50)
aufweist, die mit dem Linsenträger (66) verbunden ist, eine Lichtquelle
(48), die mit der ersten Seite der Leiterplatte (50) verbunden ist, und
die mit einer ersten Linse (42) der Vielzahl von Linsen (40, 42, 44)
ausgerichtet ist, um zu ermöglichen, daß Licht von der Lichtquelle (50)
durch die erste Linse (42) der Vielzahl von Linsen übertragen wird,
weiter einen Lichtdetektor (50), der mit der ersten Seite der Leiterplat
te verbunden ist und mit einer zweiten Linse (40) der Vielzahl von Lin
sen (40, 42, 44) ausgerichtet ist, um zu ermöglichen, daß Licht von
der Lichtquelle (48) von einem Objekt durch die zweite Linse (40) zum
Lichtdetektor reflektiert wird, und eine schwarze Beschichtung (344),
die über der ersten Seite der Leiterplatte liegt.
16. Sensoranordnung nach Anspruch 15, wobei die Lichtquelle (48)
und/oder der Lichtdetektor (54) relativ zur Leiterplatte (50) bewegbar
sind, um zu ermöglichen, daß die Beabstandung zwischen der Licht
quelle und dem Lichtdetektor verändert wird.
17. Sensoranordnung nach Anspruch 1, die weiter eine Leiterplatte (50)
mit einem darin ausgebildeten Schlitz (288a) aufweist, weiter einen
Träger (286a), der zumindest teilweise in dem Schlitz (288a) in der
Leiterplatte (50) angeordnet ist, eine Lichtquelle (48), die Licht liefert,
das von der Lichtquelle durch eine erste Linse (42) der Vielzahl von
Linsen (40, 42, 44) zu einem Objekt übertragen wird, das von der
Sensoranordnung beabstandet ist, einen Lichtdetektor (54), der Licht
detektiert, das von dem Objekt durch eine zweite Linse (40) der Viel
zahl von Linsen (40, 42, 44) reflektiert wird, wobei ein erstes Teil, d. h.
die Lichtquelle (48) oder der Lichtdetektor (54) auf der Leiterplatte
montiert sind, und wobei ein zweites Teil, d. h. die Lichtquelle oder der
Lichtdetektor auf dem Träger (286a) montiert sind.
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