TWI742044B - 光電裝置 - Google Patents

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彼得 米勒克
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Abstract

本發明提供光電裝置，包括具有縱向延伸及橫向延伸之承載裝置，其中，該承載裝置具有排列平行於該縱向延伸之複數個電性傳導軌道，以及其中，該承載裝置具有排列平行於在較高側處之該橫向延伸之複數個接觸腔室。每一個該接觸軌道於每一個接觸腔室中是電性可接觸的，以使能夠在該個別的腔室中以可變安裝方式而安裝至少一個光電發送器及/或至少一個光電接收器。

Description

光電裝置
本發明係關於具有承載裝置之光電裝置。該承載裝置具有位在較高側之至少一個光電發送器及/或至少一個光電接收器。依據應用性，該承載裝置經由提供以接收及以電性接觸用於操作該裝置所需之電子組件或單元，尤其是光電發送器及/或接收器。
用於光電發送器及/或用於光電接收器的具有至少一個透鏡區段之透鏡元件可以提供於該承載裝置之上方，意即，相對於垂直方向在光電發送器及/或該接收器之上方。為了這個目的，該相應的透鏡區段可以具有光束成形及/或光束偏轉性質。
此類的光電裝置尤其經配置為光電感測器裝置，使能夠光學式掃描及電性上偵測物件之性質。此類感測器裝置之應用是在於市售的印表機裝置之行業中，意即，藉由已知的列印技術(例如，雷射列印技術或噴墨列印技術)用於紙本之電腦輔助列印之裝置。為了允許印表機(或包括印表機之多功能裝置)之操作儘可能完全地自動化及對使用者友善，該印表機之不同的操作參數，諸如 放置在該印表機之接收托盤內之紙張的數量或類型、提供的紙張形式、紙張邊緣之相對位置及類似的參數，是必須要做決定及監控。更進一步的需求為具有相應的列印結果或欲掃描的紙張之自動分析，藉以參考列印結果例如檢查欲掃描的紙張之內容類型(影像相對文字)或正確配置(例如該印機之列印單元之機械對準)。
對於每一個欲量測的操作參數通常提供個別搭配的光電裝置並且經由配置以比較發出的光訊號與偵測(例如反射)的光訊號，以能夠由這些光訊號之差異性決定該相對的操作參數。該光訊號通常是可見或非可見波長之電磁輻射，尤其是紅外線。該裝置經常包括光電發送器及(至少)一個光電接收器兩者。該裝置可以因此，例如，當作近接感測器。然而，也可以做變化，其中光電裝置僅具有光電發送器或僅具有光電接收器(用於被動式偵測)。複數個發送器及接收器之裝置也是有可能的，裝置例如能夠(尤其是同時)決定複數個操作參數(例如藉由在漫射及反射之間之區別)。
由於欲量測之大量的操作參數，因此需要相對應各種光電裝置，該各種光電裝置是結合不必要的成本耗費於製造及儲存上。此外，用於量測相對的操作參數之光電裝置必須具有特定的承載裝置，該承載裝置可能在依賴該相對的操作參數上具很大的不同並且在這個領域需要高度的開發耗費。例如，該承載裝置必須遷就該光電組件。該承載裝置之幾何設計及該承載裝置之接觸表面之劃分， 例如，因此必須視該個別的組件相對於配置在該承載裝置上方之透鏡元件之該個別需要的位置而進行。欲安裝之組件，但是尤其也是組件之數量，時常是非常地不同，該不同組件更進而增加相對於該承載裝置之該調適能力。
本發明之目的在於提供可以簡單地及可變動地配備不同的光電組件之承載裝置使能夠製造適合於個別的應用之光電裝置，但是不需要該承載裝置必須為此目的而做變更。
本發明之目的是藉由具有申請專利範圍第1項之特徵的光電裝置所滿足並且尤其在於該光電裝置之該承載裝置具有縱向延伸及橫向延伸，該承載裝置具有與該縱向延伸平行排列之複數個電性傳導接觸軌道，並且該承載裝置具有與位在較高側之該橫向延伸平行排列之接觸腔室。每一個該接觸軌道是電性上可接觸的於每一個該接觸腔室中，以便至少一個光電發送器及/或至少一個光電接收器可以以可變的安裝方式而安裝於該個別的接觸腔室中。
該光電裝置之該承載裝置在相互不同的方向上是劃分成為複數個電性傳導的接觸軌道及成為複數個接觸腔室，以使該承載裝置能夠個別地配備光電組件或單元並且能夠個別地電性接觸該光電組件。該接觸軌道是彼此分離，並且因此在沿著該承載裝置之該橫向延伸上為彼此電性絕緣。每一個該接觸軌道在每一個該接觸腔室中是至 少部分地顯露或另外是可存取的以允許電性接觸。
劃分成為該複數個接觸腔室允許該光電組件之光學上隔離，以避免串光干擾。該接觸腔室為沿著該承載裝置之該縱向延伸而彼此分隔或劃分，並且較佳是圍繞界定而成，但是在較高側處開孔。每一個該接觸腔室表示該承載裝置之至少功能上一致的安裝區域以便該承載裝置可以以簡單及彈性的方式配備複數個光電組件，該光電組件尤其可以彼此獨立操作。本發明之獨特的優點在於每一個該所謂的複數個接觸軌道於每一個該所謂的複數個接觸腔室中是電性上可接觸的。該安裝的彈性在此是特別地高。另一方面，欲安裝在個別的接觸腔室中之組件可以局部彈性地連接至一個或一個以上之該接觸軌道，尤其在鄰接的接觸腔室之間，而不需要為此目的必須橋接較大的距離。由於該組件在原則上可以對等輕易地安裝於每一個接觸腔室中，欲安裝之組件的位置更可以彈性地選擇。該承載裝置因此是適合於幾乎任何所需的裝備型態並且因此可以以通用的方式而使用。該承載裝置之配合於所需的裝備技術在這個目的中並不是必須的。相同的承載裝置可以因此使用以容納該光電裝置至各式個別的應用上。
在本發明之內容中，光電組件或光電單元尤其應理解為光電發送器及/或光電接收器。
接觸腔室之數量可以配合所提供至該光電裝置的該應用例子。相同類型的複數個接觸腔室尤其較佳是在該光電裝置之該縱向方向上前後配置。然而，個別的接 觸腔室或複數個接觸腔室亦可以不同地形成。例如，其中一個接觸腔室可以較大於另一個使能夠安裝複數個或較大的電子組件於該增大的接觸腔室中。
該承載裝置例如可以具有三個、四個、五個或六個接觸軌道，該承載裝置因此例如可以具有三個、四個、五個或六個接觸腔室。在特殊的應用例子中，每個承載裝置超過六個接觸軌道及/或接觸腔室也是可能的。在這個目的中，接觸軌道之數量可以對應於接觸腔室之數量或者可以差異最多在一個數量或最多在兩個數量。由於該承載裝置在此可以具備特別地變化(意即彈性)符合於接觸軌道之數量的接觸腔室之數量通常是有利的。當相同的接觸軌道是使用於接觸在不同的接觸腔室中之複數個光學組件時，一方面不同數量的接觸軌道及另一方面的接觸腔室尤其可以是合理的，例如以質量接觸或使用該個別的光電組件之平行連接。當接觸軌道必須是用於電子組件，而該電子組件並非光電組件並且可以因此安裝在相同的接觸腔室內如同其中一個該光電組件時，一方面不同數量的接觸軌道及另一方面的接觸腔室尤其亦可以是合理的。
該接觸腔室較佳是光學上彼此隔離，以便安裝在個別的接觸腔室中之光電組件可以至少在光學操作上獨立於安裝在鄰接接觸腔室中之組件。該接觸腔室尤其可以藉由與該光電裝置之該橫向延伸而平行延伸之分隔網而彼此隔離。該分隔網亦可以因此稱為分隔側壁。該分隔網相對於該電性傳導接觸軌道之延伸的平面可以形成提高部 分。該分隔網可以由不透光材料所形成或可以至少部分藉由不透光塗層所覆蓋。該分隔網例如可以由塑膠及/或藉由射出成型而形成。在鄰接接觸腔室之間之串光干擾在此可以有效地抑制。
該接觸腔室可以填覆以鑄造材料，尤其使用環氧樹脂、矽膠或類似材料。該光學折射率在此可以改變或搭配、光譜濾波可以採用及/或提供於該個別的接觸腔室中之該光電組件可以受到保護免於環境影響。該不同的接觸腔室可以以不同的方式填入鑄造材料或者可以不填入。
依據實施例中，該承載裝置具有包覆成型導線架。此類的導線架亦稱為”預成型導線架”。該包覆成型導線架包括分段(意即斷斷續續)及至少部分電性傳導的金屬導線帶。該導線帶可以是已經分段之沖壓部分或沖壓彎曲部分，意即藉由沖壓製程而提供具有凹陷(尤其在使用塑膠之該包覆成型之前)。尤其包括該所謂的接觸軌道及/或額外的元件之複數個分離部分在此可以由單一導線帶而形成，這些分離部分能夠配置在相對於彼此之共同的範圍內或在偏移的範圍內。該導線帶或在此安裝的電子組件之相互分離部分，例如藉由打線，可以電性上彼此連接。
該金屬導線帶可以部分地由塑膠之框架區段所圍繞，該框架區段定義該複數個接觸腔室在該導線帶之較高側。該框架區段可以包括該所謂的分隔網，並且如同前述可以由不透光材料所形成或者可以至少部分由不透光 層所覆蓋。該框架區段更可以形成在該周圍處部分地或完全地圍繞該導線帶之較高側之外部框架。
該金屬導線帶可以形成用於個別的接觸軌道之至少一個電性連接器，以使能夠電性接觸該個別的接觸軌道或組件，該組件由該光電裝置外部電性連接至該金屬導線帶。該電性連接器尤其可以藉由該導線帶之分段部分所形成。至少一個電性連接器較佳是提供給每一個接觸軌道。複數個不同形式的及/或相互間隔分離的電性連接器尤其可以提供。將部分的導線架不僅使用作為接觸軌道，而且使用作為電性連接器，尤其相較於基於印刷電路板(PCB，Printed Circuit Board)或基於陶瓷基板之承載裝置，具有特別簡單及精巧設計之優點。
該個別的電性連接器可以形成彈性接觸舌板，以確保與該接觸舌板配合及由外部連接至該光電裝置的電性插入連接器之可靠的接觸。該接觸舌板可以是拱形的。該接觸舌板在這個目的中較佳是與該承載裝置之該縱向延伸平行排列。該個別的接觸舌板尤其可以由該承載裝置之矩形基本形狀之窄端而遠離延伸。該電性連接器在該窄端處之配置在外形儘可能細長的意義上是有利於以精巧的方式形成該承載裝置及該光電裝置。
使用於該導線帶並且尤其用於該電性連接器或該元件的塗層之金屬可以包括鎳-鈀合金。該金屬一方面具有該優點在於欲安裝於接觸腔室內之光電組件可以輕易地電性連接至該導線帶之接觸軌道(藉由習知的接合製 程)。同時，尤其當導線帶形成接觸舌板時，該電性連接器藉由該鎳-鈀合金之使用而具有理想的彈性力，使得該所謂的接觸能力尤其是由相結合的插入連接器而可輕易地確保並且該電性連接器之破裂敏感度將最小化。個別的電性連接器或接觸軌道更可以是多次接觸/分離而不會妨礙該個別的電性接觸之該可靠度。
應該瞭解的是該導線帶可以形成複數個電性連接器，該複數個連接器可以是相同的或不同的。本發明尤其可以提供該說明類型的複數個電性接觸舌板。
依據實施例，該導線帶之該複數個電性連接器一起形成用於電性插入連接器之接觸區，該電性插入連接器是由外部連接至該光電裝置。該光電裝置可以例如具有自由空間在該接觸區的上方，藉由該接觸區將形成襯套而用於導入及固定該電性插入連接器。該複數個電性連接器較佳是彼此平行配置使得接觸能夠是以扁平彈性的電纜之方式。分離的襯套不是必要的。該承載裝置可以因此以特別簡單及精巧的方式而連接至外部微控制器使得能夠操作該光電裝置。
依據實施例，至少一個該複數個電性連接器是與該複數個接觸軌道電性絕緣。該配置尤其會發生在於該電性連接器及該接觸軌道形成分段的導線帶之分離的部分。然而，該個別的電性連接器可以選擇性直接連接至個別的接觸軌道(例如藉由打線)，該配置甚至更增加該承載裝置之該具彈性的裝備能力，例如配備光電發送器及/或 接收器。另外地或額外地，非直接電性連接尤其經由電子組件可以提供，諸如安裝於該承載裝置之接觸腔室中之特殊應用積體電路(ASIC，Application-Specific Integrated Circuit)。
依據更進一步的實施例，至少一個該複數個電性連接器是與其中一個該複數個接觸軌道一體成型(意即成為一個部分)並且在此亦電性連接。一個該複數個電性連接器尤其可以直接連接至該承載裝置之安裝接觸軌道並且較佳可以是一體成型。
該安裝接觸軌道尤其可以是沿著該橫向延伸而中心配置之接觸軌道。該安裝接觸軌道可以例如連接至預先定義的電位，尤其是經由該電性連接器而至接地(零電位)。安裝在該承載裝置之所有該電性組件(光電發送器及/或接收器與特殊應用積體電路)較佳是固定至該安裝接觸軌道，至少某些該安裝組件亦可以電性接觸該安裝接觸軌道。此外，每一個安裝的組件藉由打線可以電性連接至一個或一個以上之其它接觸軌道。
依據更進一步的實施例，該安裝接觸軌道相對於其它接觸軌道可以擴大，意即該安裝接觸軌道沿著該承載裝置之該所謂的橫向延伸具有較大的延伸。較大的電子單元亦可以因此可靠地安裝在該安裝接觸軌道上。若所有該電子單元是安裝在該安裝接觸軌道上，則其它接觸軌道可以相對地較窄以便該光電裝置整體可以是精巧的。
該接觸軌道每一個可以具有實質上一致的寬 度，該寛度在該縱向延伸上尤其是不變的。然而，該幾何形狀可以部分地不同。較佳為中央配置之該安裝接觸軌道尤其可以具有特殊應用積體電路能夠例如安裝之增加的區域，尤其在擴大區域。所有其它接觸軌道較佳是在該安裝接觸軌道之該擴大區域局部進行以便安裝在這個區域之特殊應用積體電路可以僅採用少量的配線努力而接觸至每一個其它接觸軌道。由個別的打線所橋接之距離在這個目的中是相對小的以便該個別的接合連接可以可靠地建立及簡單而且是相對地耐用並且以便電磁干擾影響亦可以不容易耦合。
應該瞭解的是除了該所謂的電子組件之外，其它電子組件亦可以安裝在該承載裝置上。例如，溫度感測器因此可以提供使得能夠，例如，偵測該光電裝置之過多的熱能。該溫度感測器尤其可以整合至在該承載裝置上之特殊應用積體電路內。
至少一個接觸區域可以提供在該承載裝置之較低側，其中用於電性接觸之個別的其中一個該複數個接觸軌道是顯露的。該個別的接觸軌道之簡單的電性接觸在此可以採用作為獨立於該所謂的電性插入連接器之該承載裝置的製造過程或該光電裝置的部分，該電性插入連接器是提供用於在該光電裝置之正常操作下之電性接觸。例如，測試、校正或最終程式化該承載裝置或該光電裝置可能是需要的。在該較低側之其中一個該接觸區域尤其可以形成所謂的熔絲墊以在該光電裝置內及尤其在於此所安裝 之特殊應用積體電路內藉由施加預先定義增加的電壓而直接破壞電性連接。
該導線帶復可以具有至少一個側向接觸區域，其中，個別的一個該複數個接觸軌道是顯露用於電性接觸。接觸軌道尤其可以由該框架區段在該承載裝置之兩個相互隔開的側向區段處而引出。接觸軌道之個別的端部區段，例如，可以由側向接觸區域形成。該接觸軌道之傳導性因此可以例如在自動測試循環之該框架內以簡單的方式而檢查。
依據較佳的實施例，該光電裝置具有透鏡元件及固定裝置，該透鏡元件是設置在該承載裝置之上方並且具有用於該至少一個光電發送器及/或用於該至少一個光電接收器之至少一個透鏡區段，而該固定裝置將該承載裝置及該透鏡元件相對於彼此固定。透鏡元件連結本發明應理解為尤其可以具有射折性質之影像元件。該個別的透鏡區段可以具有光束成形性質，尤其在於該個別的透鏡區段具有拱形在其中一側或在兩側(例如，作為會聚透鏡、發散透鏡或菲涅耳透鏡)。另外或者額外地，該相對應的透鏡區段可以產生光束之偏轉，意即在發出的或接收的光束之傳遞的方向上之改變。該相對應的透鏡區段尤其可以具有楔形形狀(例如作為楔形透鏡的設計，該楔形透鏡具有兩個彼此對準成銳角的平坦表面)。該相對應的透鏡區段可以與該承載裝置之延伸的平面平行或傾斜對齊。該透鏡元件在該相對應的透鏡區段之外部可以是具有平板形狀。該 相對應的透鏡區段可以是一體成型及/或在該光電發送器或接收器之上方。
該光電裝置具有模組化設計之特徵，其中該裝置是以來自不同的、個別的組件之模組系統之方式所組裝。這些個別的組件包括至少該承載裝置、該透鏡元件及該固定裝置。該個別的組件較佳是可釋放地連接於彼此或相互固定。該組件尤其可以以力量傳遞及/或形狀匹配方式而相互固定。該組件可以沿著所謂的垂直方向實質上彼此前後配置(例如以三明治結構)。該承載裝置及該透鏡元件連同視情況的組件之不同的變體，在此可以依據通用模組化平台而彼此組合，以生產不同的光電裝置，該不同的光電裝置之某些組件能夠相同的(例如該固定裝置)。
該固定裝置用於將至少該承載裝置及該透鏡元件相對於彼此固定，維持該透鏡元件相對應於該承載裝置的對準，該承載裝置配備該至少一個光電發送器及/或接收器。在這個方面中，該固定裝置可以安裝及/或固定該透鏡元件直接地或間接地在該承載裝置處。該固定裝置為了這個目的可以例如具有至少接合圍繞或背後接合該承載裝置及該透鏡元件之扣具或至少類似扣具元件。額外地或另外，該固定裝置可以以殼體或支架之方式形成，此類固定裝置不必完全地圍繞該承載裝置及該透鏡元件，尤其不在該整體表面上方並且也不在該裝置之每一側處。該固定裝置因此可以至少功能上用於作為該裝置之殼體或甚至可以是真正的、至少主要封閉的殼體，至少確保該裝置之 該組件之至少機械的封裝。
該固定裝置尤其可以具有基座平板，擁有複數個側牆及/或具有複數個(尤其是兩個、四個或六個)固定臂或相對彼此成對配置之固定區段。該基座平板可以具有例如能夠配合該承載裝置及/或該透鏡元件之形狀及尺寸之均勻的平板尺寸。該裝置在此可以是強健的及精巧的，相對地避免灰塵或類似污垢之附著或滲透至該裝置之上或之內。該基座平板較佳配置在該承載裝置之較低側處及形成底部區段。該固定裝置可以具有至少部分地階梯形及/或U形橫載面或複數個開孔，使得放置在該固定裝置內及形成至少部分互補於該固定裝置之該裝置的組件，是經由側向抓取及/或於該固定裝置之該垂直方向上，而不需要為此目的之個別的固定裝置。
該光電裝置復可以具有至少一個光圈元件，該光圈元件設置在該承載裝置上方及具有用於該至少一個光電發送器及/或用於該至少一個光電接收器之至少一個光圈區段。該光圈元件尤其可以產生由該光電接收器作偵測到之光束之幾何上的限制。
該固定裝置尤其可以是兩個部件，該固定裝置包括下部件及上部件。在這個方面該承載裝置及該透鏡元件例如可以是經抓取在該固定裝置之該下部件及該上部件之間。該固定裝置之該下部件及該上部件尤其可以是藉由閂鎖連接而彼此固定。
該固定裝置之該上部件可以形成用於該至少 一個光電感測器及/或用於該至少一個光電接收器之至少一個光圈區段。
另外對於兩個部件固定裝置，該固定裝置亦可以以單片形成及具有開孔於較高側，該透鏡元件或該光圈元件是配置在該固定裝置之該較高側處。
本發明依據任何一個該上述的實施例更係關於具有複數個光電裝置之系統，至少某些該複數個光電裝置之該接觸腔室是具備個別的至少一個光電發送器及/或至少一個光電接收器之不同的配置。該所謂的模組化系統在此可以實現。
每一個該複數個光電裝置可以具有個別的透鏡元件，該個別的透鏡元件是提供在該承載裝置之上方及具有用於該至少一個光電發送器及/或用於該至少一個光電接收器之至少一個透鏡區段，至少某些該複數個光電裝置之該透鏡元件相對於本身個別的形狀是不同於該複數個光電裝置之其它透鏡元件。
該複數個光電裝置更可以分別地具有固定裝置，該固定裝置將該承載裝置及該個別的光電裝置的該透鏡元件相對於彼此固定。
該系統可以經由配置使得每一個該複數個光電裝置具有至少一個光圈元件，該至少一個光圈元件是設置在該承載裝置之上方並且具有用於該至少一個光電發送器及/或用於該至少一個光電接收器之至少一個光圈區段，至少某些該複數個光電裝置之該光圈元件相對於本身 個別的配置及/或形狀是不同於該複數個光電裝置之其它光圈元件。
10‧‧‧光電裝置
12‧‧‧承載裝置
14‧‧‧第一光圈元件
16‧‧‧透鏡元件
18‧‧‧下部件
20‧‧‧上部件或第二光圈元件
22‧‧‧底部區段
24‧‧‧側端部件
26‧‧‧插栓
28‧‧‧嚙合區段
30‧‧‧接收空間
32‧‧‧開孔
34‧‧‧閂鎖凸鼻
36‧‧‧閂鎖插栓
38‧‧‧接觸腔室
40‧‧‧發送器
42‧‧‧接收器
44‧‧‧特殊應用積體電路
46‧‧‧連接器
48‧‧‧突出部
50‧‧‧區域
52‧‧‧光圈區段
52’、52”‧‧‧光圈區段
52a、52b、52c‧‧‧光圈區段
54‧‧‧突出部
54’、54”‧‧‧側向突出部
56‧‧‧區域
58‧‧‧閂鎖片
60‧‧‧編碼區段
62‧‧‧第一編碼元件
63‧‧‧第二編碼元件
64‧‧‧中空圓柱
66‧‧‧環形盤
68‧‧‧透鏡區段
70‧‧‧基座平板
72‧‧‧開孔
74‧‧‧閂鎖臂
76‧‧‧筒柱
78‧‧‧開孔
80‧‧‧第一解碼元件
81‧‧‧第二解碼元件
83‧‧‧解碼區段
90‧‧‧接合區段
92‧‧‧接觸軌道
93‧‧‧導線帶
94‧‧‧接觸區域
96‧‧‧擴增區域
98‧‧‧電性連接器
100‧‧‧打線
102‧‧‧框架區段
104‧‧‧分隔網
106‧‧‧接觸區域
本發明於下文中藉由參考該圖式之例子而作完全地描述，其中：第1圖係為光電裝置之實施例之分解呈現；第2圖係為第1圖之該裝置之組件之透視圖；第3圖係為第1圖之該裝置於組裝狀態中之透視圖；第4圖係為第1圖之該裝置之透鏡元件之由上方的平面視圖；第5圖係依據第1圖包括用於裝置之安裝位置之兩個透視圖，(a)未具有安裝裝置及(b)具有組裝裝置；第6圖係依據第1圖包括用於裝置之更進一步的安裝位置之兩個透視圖，(a)未具有安裝裝置及(b)具有安裝裝置；第7圖係為用於第1圖之該裝置由承載裝置之上方傾斜之透視圖；第8圖係為用於第1圖該裝置由承載裝置之上方傾斜之透視圖；以及第9圖係為第1圖、第7圖及第8圖之由該承載裝置之下方之平面視圖。
在該圖式中之相同的或類似的元件是藉由相 同的圖式標號所標記。
光電裝置10包括實質上平板狀的承載裝置12、第一光圈元件14、透鏡元件16、以及包括下部件18及上部件20的固定裝置。於在此所顯示之該實施例中該固定裝置之該上部件20同時地形成該光電裝置10之第二光圈元件。所有這些組件在第1圖中由上方傾斜地顯示，意即該透視圖是直接傾斜至該組件之相對應的較高側。
在下文中將描述該裝置10如何組裝，該光電裝置10之該個別的組件做更詳細的說明。
該承載裝置12首先放置在該下部件18內部。具有該插入的承載裝置12之該下部件18是顯示於第2圖中，於第2圖中之該比例相對應於第1圖是放大的。該下部件18具有底部區段22，其具有複數個連接區段由該底部區段22向上突出。詳言之，相對應於該下部件18之該縱向延伸為鏡向對稱之兩個側部件24’、24”向上延伸遠離該底部區段22，該側部件24’、24”為實質上對準垂直於該底部區段22。該底部區段22復具有端面插栓26以及嚙合區段28。形成具有U形之該下部件18在這個方式中具有用於接收該承載裝置12、該光圈元件14及該透鏡元件16之接收空間30完全地向上開啟及部分側向地開啟。該接收空間30之尺寸及形狀部分地實質上符合該承載裝置12、該光圈元件14及該透鏡元件16之尺寸及形狀。該等組件12、14及16可以因此放置在具有精確匹配之該 下部件18內部。
該側部件24’、24”每一個均具有兩個矩形開孔32’及32”以及兩個相互間隔配置的閂鎖凸鼻34在該外部側端。該側部件24’、24”每一個復具有中央配置的閂鎖插栓36在該外部處。該接收空間30相對應於在該嚙合區段28之該區域中之該中央區域是寬廣的。
該承載裝置12是以具有使用塑膠之金屬包覆成型(所謂的”預先成型導線架”)之分段的導線帶39以及可以變化配備的導線架所形成。該承載裝置12之周圍是與該下部件18之該接收空間30互補，使得該承載裝置12可以放置在該下部件18內如同於第2圖中所顯示，該承載裝置12是經側向抓取於在該插栓26、該嚙合區段28及該側部件24’、24”之間之該底部區段22之該平面中。該承載裝置12之該上側於該縱軸方向上是分隔成為複數個接觸腔室38，光電發送器或光電接收器通常能夠連結及電性接觸於每一個接觸腔室38中。在第1圖中所顯示之該承載裝置12具有光電發送器40、兩個光電接收器42及特殊應用積體電路44(ASIC，Application-Specific Integrated Circuit)。為了連接該承載裝置12至外部微控制器(未顯示)，複數個電性連接器46經由提供以均勻的拱形由該承載裝置12延伸遠離作為在該承載裝置12在窄側處之個別的接觸舌板。當該承載裝置12是放置在該下部件18內時，該連接器46彈性地接合於該下部件18之該嚙合區段28內，藉此彈性的接觸區域是形成用於接觸導入至該裝置10 (第2圖)之自由空間內部之電子插入連接器，尤其是扁平彈性電纜(未顯示)。
一旦該承載裝置12已經放置在該下部件18內部，該第一光圈元件14是放置在該下部件18之該接收空間30內部(未顯示)。在這個方面中，該第一光圈元件14之相對應的側向突出部48接合於該側部件24’、24”之相對應的開孔32’、32”內部(第1圖及第2圖)。再者，該第一光圈元件14之加寬區域50接合於加寬在該嚙合區段28之該區域中之該接收空間30內部。在這個方式中，該第一光圈元件14在該裝置10之該縱向方向上，尤其是不可位移的並且在這個方面是固定至該下部件18。在第1圖中之該光圈元件14復具有在該第一光圈元件14處於該縱向方向上彼此前後配置之三個不同形成的光圈區段52a、52b及52c，並且是藉由於實質上截頭圓錐形之開孔邊界所形成。
接著，該透鏡元件16是放置在該下部件18之該接收空間30內部，相對應的側向突出部54’、54”接合於該側部件24’、24”之相對應的開孔32’、32”內部。再者，該透鏡元件16之加寬區域56接合於在該嚙合區段28之該區域中所加寬之該接收空間30之該區域內部。該透鏡元件16在這個方式中是固定至在該縱向及橫向方向上平行於該底部區段22之平面中的該下部件18。
最後，該固定裝置之該上部件20是藉由該下部件18之閂鎖連接所固定，該上部件20為了這個目的具 有四個向下突出的閂鎖片58，該閂鎖片58每一個與該側部件24’、24”之其中一個該閂鎖凸鼻34扣鎖。該承載裝置12、該光圈元件14及該透鏡元件16現在為完全地抓取及彼此固定在該上部件20及該下部件18之間。該固定裝置之該下部件18、該承載元件12、該光圈元件14、該透鏡元件16及該固定裝置之該上部件20為因此沿著垂直方向而彼此前後配置。
以這種方式所組裝之該裝置10是以透視圖顯示於第3圖中。該上部件20(第二光圈元件)具有兩個光圈區段52’、52”(參考第1圖及第3圖)。可以更進一步認知到該上部件20接合於該透鏡元件16(參考第1圖)之互補的接合區段90內部，使得該上部件20終止於與該透鏡元件16齊平並且實質上該裝置10之光滑的較高側將形成。該透鏡元件16是復進一步額外地固定並且該裝置10之該尺寸是保持較小。
該光電裝置10之該光學性質是藉由該第一光圈元件14之該三個光圈區段52a、52b及52c結合該第二光圈元件或該上部件20之該兩個光圈區段52’、52”所固定，並且不想要的干涉影響是受到抑制，其中該發出的或接收的光束之該相對應的橫截面之幾何限制將產生。
該裝置10具有細長、實質上平行六面的基座本體，該裝置之外部表層是由實質上終止於彼此齊平之表面所特性化。該閂鎖片58尤其終止於與該側部件24’、24”之該外部側端齊平。
該實質上平板狀的透鏡元件16具有在該縱向方向上(第1圖)延伸遠離該其餘為平板狀透鏡元件16之一體成型的機械編碼區段60。該環狀編碼區段60具有由該透鏡元件16之在該縱向方向上彼此前後配置之三個透鏡區段68之延伸的平面垂直突出之中空圓柱64。該透鏡元件16之該透鏡區段68具有光束成形性質並且可以例如包括凸透鏡、雙凸透鏡或菲涅耳透鏡。
在該透鏡元件16上之更進一步的細節是顯示於第4圖中，其中該透鏡元件16是以該透鏡元件16之該上側的平面視圖而顯示。顯示於第4圖中之該透鏡元件16具有第一編碼元件62及第二編碼元件63於該編碼區段60處。該第一編碼元件62是形成以矩形凹陷在該編碼區段60之該中空圓柱64之該外部周圍處，該第一編碼元件62與該圓柱軸線平行延伸(垂直於在第4圖中之該紙張的平面)，使得矩形溝槽是產生於該中空圓柱64之該圓柱套筒中。環形盤66在垂直於本身的縱軸之該中空圓柱64內延伸。經由配置成為實質上半圓形的凹陷及延伸平行於該圓柱軸線成為圓形槽之該第二編碼元件63是提供在該環形盤66之該內部周圍處。
該第一編碼元件62僅藉由例子而提供用於確認該底層裝置10相對應於裝置類型之目的。裝置類型尤其是具有該透鏡元件16、該上部件及/或該第一光圈元件之該相對應的配置及具備有光電發送器40或接收器42之該承載裝置12之特徵。在這個方面中，該透鏡元件16之 透鏡區段68之該位置及該配置尤其可以是不同的。該第二編碼元件63是經由提供以確認相對應於經提供用於連接該承載裝置12至微控制器之匯流排的該裝置10。
該列表僅為例示性。在原則上，該編碼元件62、63可以確認該光電裝置10相對應於可自由定義的特徵。該編碼元件62、63僅定義為，除了本身的形狀外，視本身角度位置關於該中空圓柱64之該縱軸而定，該相對應的編碼元件62、63之該角度位置能夠對裝置10相對應於結合該個別的編碼元件62、63之特徵的明確識別。
對於光電裝置10之安裝位置之兩個透視圖為顯示於第5圖中，該第5圖亦是所謂該光電裝置10結合本發明之安裝環境。在第5(a)圖中，該安裝位置如圖所示，意即未具有安裝相對應的裝置10。該安裝位置具有部分的基座平板70的特徵，該基座平板70具有矩形的開孔72，在該開孔72的內部縱向邊緣處提供兩個相互相對地配置的閂鎖臂74’、74”。鄰接該開孔72之窄側，筒柱76經形成延伸垂直於該基座平板70之該平面並且提供具有中央開孔78。該開孔78可以具有用於螺絲之內部螺紋(未顯示)。
該筒柱76具有第一解碼元件80及第二解碼元件81。該第一解碼元件80是具有T形並在該徑向方向上與該筒柱76之套筒表面間隔配置。該解碼元件80之高度為小於該筒柱76之高度。該第二解碼元件81是形成在該筒柱76之該端面處並且具有部分圓柱狀。該筒柱76及 該解碼元件80及81一起形成用於裝置10之該編碼區段60之解碼區段83。該解碼區段83是形成為該基座平板70之其中一部分。該筒柱76及該解碼元件80及81之邊緣具有促進該裝置10之該安裝之相對應的倒角。
欲安裝在第5(a)圖中所顯示之該安裝位置處之該裝置10是安裝具有該裝置10之該上側在該前側處使得該裝置10採取在第5(b)圖中所顯示之該位置，其中該裝置10之該上側面對該基座平板70之該開孔72。藉由該解碼區段83可以確認只有具有形成互補於該解碼區段83及藉由形狀匹配而明確定義該裝置10在該相對應的安裝位置處的編碼區段60之該裝置10可以經由安裝。在該組裝的狀態中，該第一編碼元件62接合於該第一解碼元件80內部。該第二編碼元件63更進一步部分接合於該第二解碼元件81內部。該閂鎖臂74’、74”更進而閂鎖至該下部件18之該閂鎖插栓36，使得該裝置10是牢固地固定至該基座平板70。
用於裝置10之更進一步的安裝位置顯示於第6圖中，該裝置10於第6(b)圖中為反向安裝，不同於第5(b)圖之該例子，意即該裝置10之該光束發出或光束接收的上側是遠離該基座平板70。該裝置10因此可以以不同的方式彈性地安裝在實質上形成相同之安裝位置處，僅該編碼元件62、63之該位置及該解碼元件80、81之該位置為此目的必須彼此協調配合(比較第5(a)圖及第6(a)圖)。
該編碼區段60之該基座形狀(尤其是具有該環形盤66之該中空圓柱64)較佳相對應於垂直於該垂直方向之該光電裝置10之中央平面而對稱形成。更進一步地較佳若用於固定該光電裝置10至安裝環境(尤其是用於該基座平板70之該閂鎖臂74’、74”之該固定裝置之該閂鎖插栓36)之固定裝置是相對應於垂直於該垂直方向之該光電裝置10之中央平面而對稱形成。該裝置10在此尤其可以選擇性地簡單固定於在該安裝環境處之本身的上側之兩個不同的對準之其中之一，如同參考第5及6圖已經作說明。
關於該承載裝置12之更多細節將參考第7至9圖於下文中作說明。顯示於第7圖中之該承載裝置12對應於第1圖之該承載裝置12。在第8圖中以上視圖所顯示之該承載裝置12實質上不同於在第7圖中所顯示之該承載裝置12，其中第8圖之該承載裝置12並未具有特殊應用積體電路44。
該承載裝置12通常具有形成在分段的導線帶93處之複數個電性傳導接觸軌道92。在所顯示的該承載裝置12之實施例變型中，本發明藉由例子提供五個個別的接觸軌道92，該例子是在該承載裝置12之該上側處於該縱向方向上延伸穿越所有該五個接觸腔室38並且為實質上彼此平行。每一個接觸軌道92是因此在每一個接觸腔室38中是電性可接觸的。應該瞭解的是，為了這個目的，每一個接觸軌道92並未不需要完全地延伸穿越個別的接 觸腔室38。個別的接觸軌道92因此亦可以僅部分地延伸穿越接觸腔室38或可以是僅部分地顯露，例如光電接收器42仍然能夠安裝於該個別的接觸腔室38中。
中央配置的接觸軌道92’是提供用於(光電)電子組件40、42、44之安裝以及該組件40、42、44是以可變的安裝方式固定至該接觸軌道並且該接觸軌道亦稱為與本發明有關之安裝接觸軌道。此外，該組件40、42、44可以電性該中央接觸軌道92’(例如藉由在本身的較低側直接接觸)，該中央接觸軌道92’能夠承受預設的電位。每一個該組件40、42、44較佳電性連接至至少一個另外的接觸軌道92(藉由個別的打線100)。一旦組件40、42、44已經安裝於個別的接觸腔室38中，該個別的接觸腔室38可以單獨地填入鑄造材料，尤其使用環氧樹脂、矽膠或類似材料(未顯示)。該承載裝置之耐用性及該光電裝置之可靠度在此可以改善並且光學性質可以搭配(折射率、光譜濾波)。
該中央接觸軌道92’相對於其它鄰接接觸軌道92是較寬以便不同尺寸之組件40、42、44可以安裝在該中央接觸軌道92’上。該中央接觸軌道92’復具有區部擴增區域96使得該特殊應用積體電路44可以輕易地安裝在該區域96處(第7圖)。其它(非中央)接觸軌道92是經由另一個接觸軌道92沿著該區域96而部分導引直接鄰接或間接鄰接並且經由個別的側向電性連接器98是可接觸的。再者，所有該接觸軌道92、92’經由個別的端面 電性連接器98是可接觸的，該端面電性連接器98是配置相對於在該縱向方向上之該電性連接器46、46’(接觸舌板)。
該中央接觸軌道92’是與該電性連接器46’整合。其它電性連接器46相反地是與該接觸軌道92分離並且僅經由在該承載裝置12之該較高側上之個別的接觸區域94是可接觸的，該接觸區域94是與該接觸軌道92電性絕緣。接觸區域94’是額外提供連接至側向電性連接器98’。該中央接觸軌道92’之該擴增區域96是實質上配置在該接觸區域94及在該縱向方向上之該接觸軌道92之間。個別的接觸軌道92可以因此是經由該特殊應用積體電路44以較小的配線工夫(第7圖)而電性連接至個別的電性連接器46。另外，個別的接觸軌道92亦可以是藉由打線100(第8圖)直接連接至個別的接觸區域94或至該個別的電性連接器46。
該承載裝置12具有在該橫向方向上擁有複數個分隔網104之框架區段102。該框架區段102定義該接觸腔室38，在該接觸腔室38之間之串光干擾在該水平方向上受到抑制，意即，該框架區段102是不透光的。
在第9圖之下視圖中顯示該承載裝置12。用於個別的電性接觸之複數個實質上圓形接觸區域106是配置在該較低側。其中一個該接觸區域106尤其可以用於所謂的熔絲墊。該接觸區域106’可以電性連接至該較高側接觸區域94’。
依據第7至9圖之該承載裝置12之獨特的優點包括該接觸腔室38能夠以相對的數量及安排之可變的配置而配備(光電)電子組件40、42、44使能夠製造配合個別的應用之光電裝置10，除了在第7圖中所顯示之外的其它配置亦是可能的。
10‧‧‧光電裝置
12‧‧‧承載裝置
14‧‧‧第一光圈元件
18‧‧‧下部件
20‧‧‧上部件或第二光圈元件
30‧‧‧接收空間
36‧‧‧閂鎖插栓
38‧‧‧接觸腔室
40‧‧‧發送器
42‧‧‧接收器
44‧‧‧特殊應用積體電路
46‧‧‧連接器
48‧‧‧突出部
50‧‧‧區域
52’、52”‧‧‧光圈區段
52a、52b、52c‧‧‧光圈區段
54’、54”‧‧‧側向突出部
56‧‧‧區域
58‧‧‧閂鎖片
60‧‧‧編碼區段
64‧‧‧中空圓柱
68‧‧‧透鏡區段
76‧‧‧筒柱
90‧‧‧接合區段

Claims (18)

  1. 一種光電裝置(10)，包括：承載裝置(12)，具有縱向延伸及橫向延伸，其中，該承載裝置(12)具有平行於該縱向延伸所排列之至少三個電性傳導接觸軌道(92)；其中，該承載裝置(12)具有在較高側平行於該橫向延伸所排列之複數個接觸腔室(38)；以及其中，該至少三個接觸軌道(92)之各者在該承載裝置(12)之上側沿該縱向延伸延伸通過所有該複數個接觸腔室(38)使該至少三個接觸軌道(92)之各者在每一個該複數個接觸腔室(38)中是電性可接觸的，以使能夠以可變安裝方式在該個別的接觸腔室(38)中安裝至少一個光電發送器(40)及/或至少一個光電接收器(42)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光電裝置(10)，其中，該承載裝置(12)具有四個、五個或六個接觸軌道(92)；及/或其中，該承載裝置(12)具有三個、四個、五個或六個接觸腔室(38)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光電裝置(10)，其中，該接觸軌道(92)之數量對應於該接觸腔室(38)之數量或最多相差一個。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光電裝置(10)， 其中，該接觸腔室(38)是藉由與該橫向延伸平行延伸之分隔網(104)所彼此分離。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光電裝置(10)，其中，該承載裝置(12)具有包覆成型的導線架，該導線架包括由塑膠框架區段(102)部分地圍繞之分段的金屬導線帶(93)，該框架區段在該導線帶(93)之較高側處定義該複數個接觸腔室(38)。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之光電裝置(10)，其中，該導線帶(93)形成用於個別的接觸軌道(92)之至少一個電性連接器(46、98)。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之光電裝置(10)，其中，該至少一個電性連接器(46)形成彈性接觸舌板。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之光電裝置(10)，其中，該導線帶(93)形成複數個電性連接器(46、98)。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之光電裝置(10)，其中，該複數個電性連接器(46)一起形成用於電性插入連接器之接觸區。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之光電裝置(10)，其中，至少一個該複數個電性連接器(46)是與該至少三個接觸軌道(92)電性絕緣。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之光電裝置(10)，其中，至少一個該複數個電性連接器(46)是與一 個該至少三個接觸軌道(92)整合。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之光電裝置(10)，其中，該至少三個接觸軌道(92)之安裝接觸軌道(92’)相對於其它該至少三個接觸軌道(92)是較寬的。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之光電裝置(10)，其中，該安裝接觸軌道(92’)具有用於接收特殊應用積體電路(44)之增大區域(96)。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之光電裝置(10)，其中，該承載裝置(12)之較低側包括至少一個接觸區域(106)，在該至少一個接觸區域(106)中，個別的一個該至少三個接觸軌道(92)是顯露用於電性接觸。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之光電裝置(10)，其中，該光電裝置(10)復具有透鏡元件(16)及固定裝置；其中，該透鏡元件(16)是提供在該承載裝置(12)之上方並且具有用於該至少一個光電發送器(40)及/或用於該至少一個光電接收器(42)之至少一個透鏡區段(68)；以及其中，該固定裝置將該承載裝置(12)及該透鏡元件(16)相對於彼此固定。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之光電裝置(10)，其中，該光電裝置(10)復具有設置於該承載裝置(12)之上方之至少一個光圈元件(14、20)及具有用於該至少一個光電發送器(40)及/或用於該至少一個 光電接收器(42)之至少一個光圈區段(52)。
  17. 一種模組系統，具有如申請專利範圍第1至16項中任何一項所述之複數個光電裝置(10)，其中，至少某些該複數個光電裝置(10)之該接觸腔室(38)是以不同的配置而裝備具有個別的至少一個光電發送器(40)及/或至少一個光電接收器(42)。
  18. 如申請專利範圍第17項之模組系統，其中，每一個該複數個光電裝置(10)具有設置在該承載裝置(12)之上方之個別的透鏡元件(16)及用於該至少一個光電發送器(40)及/或用於該至少一個光電接收器(42)之至少一個透鏡區段(68)，至少某些該複數個光電裝置(10)之該透鏡元件(16)與其它某些該複數個光電裝置(10)之該透鏡元件(16)具有不同的個別形狀。
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