CN110770545B - 用于传感器封装的窗盖和包括该窗盖的传感器封装 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种用于传感器封装的窗盖和包括所述窗盖的传感器封装。所述窗盖包括：主体；元件容纳单元，设置在所述主体中以容纳传感器封装的发光元件和光接收元件；以及辐射单元，设置在与所述元件容纳单元的发光元件相对应的位置处以将所述发光元件产生的光改变为预定的光束范围并辐射所述光。

Description

用于传感器封装的窗盖和包括该窗盖的传感器封装
技术领域
本公开涉及一种用于发射红外光的窗盖和包括该窗盖的传感器封装。
背景技术
近来，诸如智能电话、平板电脑和笔记本电脑之类的电子设备配备有各种传感器封装。这些传感器封装主要是用于接收和测量来自外部的信号的电气设备。因此，这些传感器封装的至少一部分暴露于电子设备的外部，以便从外部接收信号。
传感器封装包括诸如发光元件或光接收元件的感测元件，将来自发光元件的光源辐射到诸如耳机之类的待应用的目标，并通过使用从待应用的目标入射到光接收元件上光源的量来生成测量值，并将该测量值发送给各种应用。应用通过使用从传感器封装接收的测量值来提供各种服务，例如通信服务和车辆控制服务。
例如，参考图1，车辆10可以配备有诸如平板电脑或LCD显示器之类可供驾驶员或乘客观看或收听的电子设备20。用于发送和接收语音和遥控信号的传感器封装30可以应用于电子设备20。
然而，传统的传感器封装件30从发光元件发射的光到待应用的目标的指向角度有限，从而不可避免地限制了可用范围。
例如，当将LCD显示器安装在驾驶员座椅的头枕11的后面时，乘坐在驾驶员座椅的后座中的乘客可以自由使用无线耳机或通过操作遥控器向LCD显示器发送信号，但由于安装在LCD显示屏上的传感器封装的光指向角(光分布角)有限，乘坐其他座椅的乘客无法顺利地发送或接收用于操作的信号。
发明内容
技术问题
本公开的实施例的一个目的是提供一种用于传感器封装的窗盖和包括所述窗盖的传感器封装，可以增加传感器封装的光分布区域，使得多个用户可以有效地发送信号。
技术方案
根据本公开的实施例的用于传感器封装的窗盖可以包括：主体；设置在所述主体的内部的元件容纳单元，所述元件容纳单元用于容纳所述传感器封装的发光元件和光接收元件；设置在与所述元件容纳单元的发光元件相对应的位置处的辐射单元，所述辐射单元用于将所述发光元件产生的光改变到预定的光束范围并辐射所述光。
在本公开的实施例中，所述发光元件和所述辐射单元设置为多个以相互对应，以及所述多个辐射单元中的至少两个具有彼此不同的光指向角。
在本公开的实施例中，所述多个辐射单元分别具有彼此不同的光指向角。
在本公开的实施例中，所述多个辐射单元的光指向角为10°至120°。
在本公开的实施例中，所述辐射单元形成为具有三角形横截面的槽状，以从所述元件容纳单元向所述主体侧凹入。
在本公开的实施例中，所述辐射单元包括垂直于所述主体的底面形成的竖直表面，以及连接所述竖直表面的端部和所述主体的底面的倾斜表面，所述倾斜表面改变所述发光元件产生的光的指向角。
在本公开的实施例中，针对设置在所述窗盖上的多个辐射单元，倾斜表面的倾斜度从位于所述窗盖的一侧的辐射单元朝向位于所述窗盖的另一侧的辐射单元逐渐增大。
在本公开的实施例中，所述发光元件是波长范围为800nm至1000nm的红外发光元件。
在本公开的实施例中，所述窗盖的材料选自以下材料中的任一种：聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、硅树脂和玻璃。
此外，根据本公开的实施例的传感器封装可以包括：基底基板，所述基底基板具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；感测元件，所述感测元件包括多个发光元件和安装在所述基底基板的第一表面上的至少一个光接收元件；以及窗盖。所述窗盖包括：耦接至基底基板的第一表面的主体；设置在主体内并用于容纳感测元件的元件容纳单元；以及设置在元件容纳单元的一侧以与多个感测元件对应的多个辐射单元，所述多个辐射单元用于将相应的感测元件产生的光改变到预定的光束范围并辐射所述光。所述多个辐射单元中的至少两个具有彼此不同的光指向角。
根据本公开的实施例的传感器封装包括：基底基板，所述基底基板具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；感测元件，所述感测元件包括多个发光元件和安装在所述基底基板的第一表面上的至少一个光接收元件；以及设置在所述基底基板上的窗盖，所述窗盖用于覆盖所述感测元件。
该窗盖包括：主体、元件容纳单元以及辐射单元。所述元件容纳单元设置在所述主体内以容纳所述传感器封装的发光元件和光接收元件。所述辐射单元设置在与所述元件容纳单元的发光元件相对应的位置处，所述辐射单元将所述发光元件产生的光改变到预定的光束范围并辐射所述光。
有益效果
根据本公开的实施例，由于可以最大化窗盖的光指向角，所以无论座位位置如何，多个用户都可以顺利地发送和接收光信号。
附图说明
图1是示出了传感器封装已经普遍应用于车辆的电子设备的状态的示意图。
图2是示出根据本公开的实施例的传感器封装的透视图。
图3示出根据本公开的实施例的传感器封装的耦接状态的截面图。
图4是根据本公开的实施例的传感器封装的分解截面图。
图5是示出根据本公开的实施例的用于传感器封装的窗盖的透视图。
图6是根据本公开的实施例的应用了传感器封装的使用状态图。
最佳模式
在下文中，将参考附图描述本公开。然而，本公开可以以各种不同的形式来实现，因此，本公开不限于本文描述的实施例。此外，在附图中，为了清楚地描述本公开，已经省略了与描述无关的部分，并且在整个说明书中，相似的部分由相似的附图标记表示。
参考图2至图4，根据实施例的传感器封装100包括基底基板110、感测元件120以及窗盖130。
基底基板110可以具有第一表面110a(图2中的上表面)和与该第一表面相对的第二表面110b。基底基板110还可以形成为平板状。基底基板110可以由具有预定厚度的印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)形成。端子112可以分别形成在基底基板110的第一表面110a和第二表面110b上，并且相应的端子可以输入或输出信号或传送电力。
感测元件120可以安装在基底基板110的第一表面110a上。感测元件120可以通过焊接球或导线与多个端子电连接。通过该连接，感测元件120可以从基底基板110接收电力，并且还可以发送或接收信号。
感测元件120可以是用于测量外部环境的各种信息以将其转换为电信号的电子设备。例如，可以将波长范围为800nm至1000nm的红外传感器应用于感测元件120。具体地，如图3中所示，感测元件120可以包括安装在印刷电路板的第一表面110a上的多个发光元件和光接收元件。
根据实施例，感测元件120可以包括安装在基底基板110的纵向的中心的光接收元件122和对称地安装在光接收元件122的两侧的发光元件121。相对于光接收元件122布置在两侧的发光元件121可以被划分成相应的信道。例如，位于光接收元件122的左侧的发光元件121的分组可以被分类为第一信道(CH1)，以及位于光接收元件122的右侧的发光元件121的分组可以分类为第二信道(CH2)。然而，发光元件121和光接收元件122的布置不必限于上述布置，并且可以根据需要改变其设计。
窗盖130被耦接到基底基板110的第一表面110a以容纳感测元件120。窗盖130包括主体131和元件容纳单元132。
主体131形成了窗盖130的整体外观，并且耦接到基底基板110以对应于发光元件121产生的光进行辐射的方向。例如，引导突起131b可以形成为在纵向方向上分别在主体131的两端处突出，并且引导孔111可以形成在基底基板110的两端上，使得引导突起131b与引导孔111对应耦接。相反，尽管未示出，但是引导孔可以在纵向方向上分别形成在主体131的两端，并且引导突起可以形成为在基底基板的两端突出，从而使引导突起与引导孔对应耦接。
主体131由可以透射光的透光材料制成。例如，主体131可以由诸如易于注射同时具有透明性和优异的机械强度的聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的透光树脂形成。
此外，主体131可被制备为可选地仅透射特定波长区域中的光，并且根据实施例，主体131可被形成为透射800nm至1000nm的红外波长带的光。
当窗盖130和基底基板110彼此耦接时，元件容纳单元132在安装在基底基板110上的感测元件120的上方布置。例如，元件容纳单元132可以是以从主体131的下侧到上侧方向的凹槽的形式实现的空间，以容纳多个感测元件120。此时，容纳槽132a的单独的光接收元件可以进一步形成在元件容纳单元132中，以防止感测元件120中的发光元件121和光接收元件122之间的信号干扰。
同时，当窗盖130和基底基板110彼此耦接时，如果主体131的底面131a和感测元件120直接彼此接触并且在主体131的底面131a和感测元件120之间不形成间隙，感测元件120的光输出效率可以最大化。但是如果主体131被制造为与感测元件120接触，则可能由于装配公差导致以下问题：诸如窗盖130和基底基板110的耦接故障、感测元件120破损、指向角改变以及发光性能降低。因此，优选地，主体131的底面131a和感测元件120的上表面形成为具有大约500μm或更小的间隔距离以在它们之间形成间隙。
同时，在实施例中，窗盖130还包括在与每个感测元件120对应的位置处的辐射单元133。辐射单元133可以形成为具有三角形横截面的槽状，以从元件容纳单元132至所述主体131的上侧向上凹。
在实施例中，辐射单元133可包括垂直于主体131的底面131a形成的竖直表面133a，以及连接竖直表面133a的端部和主体131的底面131a的一端的倾斜表面133b。
倾斜表面133b改变由感测元件产生的光的指向角(α)，以使光分布到待应用的目标上。因此，倾斜表面133b具有预定的倾斜度，从而改变光指向角以将由感测元件120产生的光信号传递到待应用的目标，例如耳机、遥控器等。
此时，在多个辐射单元133中的至少两个辐射单元133上形成的倾斜表面133b可以具有彼此不同的光指向角。更优选地，设置在每个辐射单元133中的辐射表面133a可以形成为具有彼此不同的光导角。此时，设置在每个辐射单元133中的竖直表面133a形成为具有彼此不同的长度。
根据实施例，辐射单元133的光指向角可以设置在10°至120°的范围内。特别地，可以形成多个倾斜表面133b，使得光指向角从位于基底基板110的一侧端部的辐射单元133朝向位于基底基板110的另一侧端部的辐射单元133逐渐增大。也就是说，可以将倾斜表面133b相对于主体131的底面131a的倾斜度设置为从其一侧的辐射单元133朝向其另一侧的辐射单元133逐渐增大或减小。
例如，如果与位于基底基板110的一侧端部处的感测元件120相对应的辐射单元133具有要形成为具有10°的指向角的辐射表面133a的倾斜度，则与位于基底基板110的另一侧端部处的感测元件120相对应的辐射单元133的倾斜角可以具有要形成为具有120°的指向角的辐射表面133a的倾斜度。同时，可以通过元件容纳单元132将辐射单元133形成为与每个感测元件120隔开预定间隔。
图6示出了根据一个实施例的示例，在该示例中，窗盖130的辐射单元133被设计为以设定角度进行光分布，从而光源可以被辐射到期望范围的区域。
参考图6，如果传感器封装被设计成具有特定范围的光指向角特性，则当从发光元件121发出的光通过倾斜表面133b发射时，光的发射范围可以变宽，所设计的窗盖130的每个辐射单元的倾斜表面133b具有彼此不同的倾斜度。
如上所述，每个辐射单元133被设计为相对于基底基板110的水平面有彼此不同的指向角，从而将光的辐射范围平滑地匹配到期望的区域。
因此，如果多个用户在车辆内部使用安装有传感器封装的电子设备等，则该传感器封装可以通过使窗盖130的指向角最大化向所有多个用户平稳地输出光信号或从每个用户的待应用的目标接收信号。也就是说，乘坐车辆的多个用户可以顺畅地使用电子设备，而不被座位等限制。
本公开的前述描述旨在用于说明，并且本公开所属领域的技术人员将理解，本公开可以容易地以其他特定形式修改，而不改变本公开的技术精神或必要特征。

Claims (11)

1.一种用于传感器封装的窗盖，所述传感器封装包括多个发光元件和一个光接收元件，所述用于传感器封装的窗盖包括：
主体；
设置在所述主体内的元件容纳单元，所述元件容纳单元用于容纳所述传感器封装的发光元件和光接收元件；
设置在与所述元件容纳单元的发光元件相对应的位置处的多个辐射单元，所述辐射单元用于将所述发光元件产生的光改变到预定的光束范围并辐射所述光，
其中，所述多个辐射单元中的每一个辐射单元设置为与所述多个发光元件中的每一个发光元件对应，
其中，所述多个辐射单元中的每一个辐射单元具有倾斜表面，
其中，所述多个辐射单元的倾斜表面中的每一个倾斜表面具有彼此不同的倾斜度，使得从所述多个辐射单元辐射的光的光指向角彼此不同。
2.根据权利要求1所述的用于传感器封装的窗盖，
其中，所述多个辐射单元的光指向角为10°至120°。
3.根据权利要求1所述的用于传感器封装的窗盖，
其中，所述多个辐射单元中的每一个辐射单元形成为具有三角形横截面的槽状，以从所述元件容纳单元向所述主体侧凹入。
4.根据权利要求3所述的用于传感器封装的窗盖，
其中，所述多个辐射单元中的每一个辐射单元包括垂直于所述主体的底面形成的竖直表面，以及连接所述竖直表面的端部和所述主体的底面的倾斜表面，所述倾斜表面改变所述发光元件产生的光的指向角。
5.根据权利要求4所述的用于传感器封装的窗盖，
其中，针对设置在所述窗盖上的多个辐射单元，所述倾斜表面的倾斜度从位于所述窗盖的一侧的辐射单元朝向位于所述窗盖的另一侧的辐射单元逐渐增大。
6.根据权利要求1所述的用于传感器封装的窗盖，
其中，所述发光元件是波长范围为800nm至1000nm的红外发光元件。
7.根据权利要求1所述的用于传感器封装的窗盖，
其中，所述窗盖的材料选自以下材料中的任一种：聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、硅树脂和玻璃。
8.一种传感器封装，包括：
基底基板，所述基底基板具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；
感测元件，所述感测元件包括多个发光元件和安装在所述基底基板的第一表面上的至少一个光接收元件；以及
设置在所述基底基板上的窗盖，所述窗盖用于覆盖所述感测元件，
其中，所述窗盖包括：
主体；
设置在所述主体内的元件容纳单元，所述元件容纳单元用于容纳所述传感器封装的发光元件和光接收元件；以及
设置在与所述元件容纳单元的发光元件相对应的位置处的多个辐射单元，所述辐射单元用于将所述发光元件产生的光改变到预定的光束范围并辐射所述光，
其中，所述多个辐射单元中的每一个辐射单元设置为与所述多个发光元件中的每一个发光元件对应，
其中，所述多个辐射单元中的每一个辐射单元具有倾斜表面，
其中，所述多个辐射单元的倾斜表面中的每一个倾斜表面具有彼此不同的倾斜度，使得从所述多个辐射单元辐射的光的光指向角彼此不同。
9.根据权利要求8所述的传感器封装，
其中，所述多个辐射单元中的每一个辐射单元形成为具有三角形横截面的凹槽形状，以从所述元件容纳单元向所述主体侧凹入。
10.根据权利要求9所述的传感器封装，
其中，所述多个辐射单元中的每一个辐射单元包括垂直于所述主体的底面形成的竖直表面，以及连接所述竖直表面的端部和所述主体的底面的倾斜表面，所述倾斜表面改变所述发光元件产生的光的指向角。
11.根据权利要求10所述的传感器封装，
其中，针对设置在所述窗盖上的多个辐射单元，所述倾斜表面的倾斜度从位于所述窗盖的一侧的辐射单元朝向位于所述窗盖的另一侧的辐射单元逐渐增大。
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