用于测量光源特别是太阳的光照射到传感器装置上所沿的方向以及用于测量来自所述方向的光的强度的传感器装置的制作方法

文档序号:17486012发布日期:2019-04-20 06:49阅读:234来源:国知局
用于测量光源特别是太阳的光照射到传感器装置上所沿的方向以及用于测量来自所述方向的光的强度的传感器装置的制作方法

从jp59-015809a中已知这种传感器装置,在jp59-015809a中描述了使用三个光电二极管的传感器装置。

此外,在de102005006472a1中也使用了三个光电二极管,其中一个光电二极管面向上,而其他两个二极管分别面向侧面,但方向相反。

另外,de102004053958b3公开了一种传感器装置,所述传感器装置用于使用布置在弯曲电路板上的三个光电二极管来检测太阳的位置。

基于上述内容,本发明要解决的问题是提供一种改进的上述类型的传感器装置。

该问题通过具有权利要求1的特征的传感器装置来解决。

本发明的各个方面的优选实施方式在相应的从属权利要求中叙述,并在下面进一步描述。

根据权利要求1,公开了一种传感器装置,该传感器装置用于测量光源(特别是太阳)的光照射到该传感器装置上所沿的方向(例如诸如光源的方位角和/或仰角),且还特别用于测量来自所述方向的光的强度,所述传感器装置包括:

至少第一光敏元件和第二光敏元件,其中每个光敏元件包括光敏表面,所述光敏表面用于检测照射在相应的光敏表面上的太阳光,

基板,所述基板用于承载所述至少两个光敏元件,以及

其中,所述基板设计成根据所述方向(例如光源的相对位置)来遮蔽光敏元件的光敏表面,

以及其中,所述基板是平面基板,并且其中所述基板是印刷电路板。

这种传感器装置也指太阳负载传感器。

在本发明的框架中,方向概念不一定意味着描述矢量的完整坐标系,而是还可以涉及这种方向(例如,诸如太阳的方位角或仰角的角度)的单个分量,或更一般的分类“左”或“右”,即,光来自传感器装置的左侧或来自传感器装置的右侧(其也可以用两个角度区间来表示,例如[90°,0°]和[0°,90°])。

特别地,所述待检测的光可以在可见光和/或红外(ir)范围内。对应地,在所有实施方式中,各个光敏元件优选地被配置为检测可见光和/或红外(ir)范围内的光。

此外,所述(例如平面的)基板包括正面和背面,所述背面背离所述正面,其中特别地,所述光敏表面是平面的并且平行于所述正面延伸,并且其中特别地,每个光敏表面指向相同的方向(即所述光敏表面中的每个包括法线,这些法线彼此平行并指向相同的方向)。此外,特别地,光敏表面位于同一平面内,所述平面在垂直于所述光敏表面的平面和所述基板的所述正面延展的方向上与所述基板的所述正面间隔开。

此外,特别地,根据本发明的一种实施方式,各个光敏表面的法线指向与基板的正面的法线相同的方向。

此外,根据一种实施方式,基板的背面包括第一边缘和相对的第二边缘,其中第一光敏元件布置在第一边缘处或第一边缘上,以及其中第二光敏元件布置在第二边缘处或第二边缘上。

特别地,所述基板可以是印刷电路板(pcb),特别是包括关于其电子部件的smd技术的基板/pcb,其中smd表示表面贴装器件。

此外,根据本发明的一种实施方式,每个光敏元件被配置为生成指示照射在相应的光敏表面上的太阳光的强度的输出信号(例如,各个输出信号可用于确定照射在相应的光敏表面上的光的强度)。特别地,根据本发明的实施方式,光敏元件的光敏表面是平坦表面(例如矩形表面)。

此外,根据本发明的实施方式,各个光敏表面可以由半导体材料形成。

特别地,根据本发明的实施方式,所述光敏元件中的一个、若干或所有可以分别形成为光电二极管。特别地,单个光电二极管可以是smd。特别地,普通光电二极管和smd可以一起使用。这种smd的特征在于配置为焊接到基板的表面的电接触构件,所述表面面向光敏元件,其中,这些接触构件不会穿过基板的通孔而突出越过所述表面/穿过基板。因此,smd不同于电子部件,该电子部件包括穿过基板的通孔突出并且焊接到背离相应部件的基板的表面的接触构件。

此外,根据本发明的优选实施方式,基板包括凹部。在某些实施方式中,凹部可以形成为通孔,该通孔连接基板的所述正面与所述背面。可替代地,凹部可以形成为正面的凹口,其不将正面与背面连接。特别地,所述凹口可包括在基板中形成通孔的部分。

特别地,根据本发明的实施方式,基板形成围绕所述凹部的框架构件,其中所述框架构件包括第一腿部和第二腿部,这些腿部彼此连接以形成所述框架构件。特别地,所述腿部可以彼此一体地连接以形成所述框架构件。

此外,根据本发明的实施方式,所述第一边缘和所述第二边缘形成所述凹部的边缘并且彼此面对(例如,在第一方向上),其中特别地,第一边缘由第一腿部形成,和其中特别地,第二边缘由第二腿部形成。

特别地,根据另一实施方式,框架构件可包括第三腿部,所述第三腿部将第一腿部连接到第二腿部,从而形成u形框架构件。

特别地,框架构件可包括四个腿部,即除了所述第一腿部和第二腿部之外还包括第三腿部和第四腿部,其中第三腿部和第四腿部将第一腿部连接到第二腿部,从而周向化(例如形成矩形框架构件)。此外,第三光敏元件可以布置在第三腿部上,和第四光敏元件可以布置在第四腿部上(例如,以与第一光敏元件/第二光敏元件布置在第一腿部/第二腿部上相同的方式)。

通常,在本发明的实施方式中可以使用四个光敏元件。这特别地允许人们同时确定两个独立的角度(例如,太阳或另一光源的方位角和仰角)。

此外,框架构件可包括在第一腿部和第二腿部之间延伸的桥件,其中第三光敏元件可以布置在所述桥件上或可以形成所述桥件的一部分。特别地,第一光敏元件可以布置在第一腿部上,相对于第二腿部上的第二光敏元件偏移。特别地,第一光敏元件和第二光敏元件可以布置在所述桥件的不同侧上。由于桥件,基板实际上在桥件的任一侧包括两个凹部。

特别地,根据一种实施方式,当光敏表面在公共平面中延伸(该公共平面与基板的正面间隔开并且平行于正面延展),两个光敏元件(从相应的边缘)朝向彼此突出并在(在所述共同平面内延伸的)第一方向上彼此面对。特别地,第一边缘和第二边缘(或第一腿部和第二腿部)垂直于第一方向延伸,而第三腿部和第四腿部可在第一方向上延伸,以将第一腿部连接到第二腿部。

特别地,根据本发明的一种实施方式,第一光敏元件布置在基板的背面上的第一腿部上,使得第一光敏元件布置在所述第一边缘上,并且朝向第二光敏元件突出越过第一边缘。此外,根据一种实施方式,第二光敏元件布置在基板的背面上的第二腿部上,使得第二光敏元件布置在所述第二边缘上,并且朝向第一光敏元件突出越过第二边缘。

特别地,在一种实施方式中,当传感器装置布置在操作位置(例如,在汽车或建筑物的窗玻璃上)时,第一腿部被配置为根据所述方向(例如,根据光源/太阳的方位角和/或仰角)来遮蔽第一光敏元件的光敏表面。同样地,在一种实施方式中,第二腿部被配置为根据所述方向来遮蔽第二光敏元件的光敏表面。

特别地,为了以限定的方式遮蔽第一光敏元件的光敏表面,第一腿部的区域中的基板的正面(特别是整个正面)相对于第一光敏元件的光敏表面升高。同样,根据一种实施方式,为了以限定的方式遮蔽第二光敏元件的光敏表面,第二腿部的区域中的基板的正面(特别是整个正面)相对于第二光敏元件的光敏表面升高。

此外,根据本发明的优选实施方式,传感器装置包括两个平坦的突出部,其从第一腿部朝向凹部突出,使得各个突出部与第一腿部形成台阶,其中第一光敏元件的光敏表面(或至少其一部分)在所述两个突出部之间延伸,特别是在垂直于所述第一方向延展的第二方向上,其中特别地,第一边缘/腿部和第二边缘/腿部分别沿着所述第二方向延伸。

此外,根据本发明的优选实施方式,传感器装置包括两个更平坦的突出部,其从第二腿部朝向凹部突出,使得各个突出部与第二腿部形成台阶,其中第二光敏元件的光敏表面(或至少其一部分)现在在所述两个突出部之间延伸,特别是在所述第二方向上。

特别地,与第一光敏元件和第二光敏元件相似,第一腿部的突出部在第一方向上朝向第二腿部的突出部突出,和第二腿部的突出部在相反方向上朝向第一腿部的突出部突出。

特别地,根据一种实施方式,每个突出部包括前表面,所述前表面平行于相关联的光敏元件的光敏表面延伸并且包括指向与相应的光敏元件的光敏表面的法线相同方向的法线。

特别地,根据一种实施方式,每个突出部可以与相邻的光敏元件形成小的重叠。

特别地,根据一种实施方式,突出部的垂直于其相应的前表面的厚度小于基板(框架构件)的正面和背面的垂直于基板的相邻的第一腿部或第二腿部的厚度。特别地,所述突出部的厚度尽可能小,使得突出部的前表面相对于光敏元件的光敏表面尽可能少地升高。

此外,根据一种实施方式,各个突出部可以与从各个突出部突出的相应的腿部一体地形成。

此外,根据一种实施方式,每个突出部可包括在所述第二方向上纵向延伸的平坦的矩形形状。

此外,根据优选实施方式,传感器装置包括第三光敏元件,所述第三光敏元件包括用于检测照射在光敏表面上的光(特别是在可见和/或红外区域内,特别是太阳光)的光敏表面。该第三光敏元件可以形成为第一光敏元件或第二光敏元件。

特别地,根据一种实施方式,第三光敏元件布置在凹部的前面,并且在第一方向上,在从第三腿部朝向第三光敏元件突出(在第一方向上)的突出部和从与第二光敏元件相邻的第二腿部突出并面向第三腿部的所述突出部的突出部的端部区域之间延伸。这里,特别地,第三腿部的突出部与第三腿部形成台阶。

此外,根据本发明的一种实施方式,第三光敏二极管和第三腿部的所述突出部以及所述第二腿部的所述突出部的所述端部区域将凹部划分成两个单独的区域。这里,特别地,第三光敏元件包括:第一侧壁和第二侧壁,所述第一侧壁与第三腿部(在第二方向上)间隔开;所述第二侧壁背离第一侧壁并与第四腿部(在第二方向上)间隔开。

特别地,第三光敏装置的这种布置可以通过基本上l形的凹部来实现,其中第三光敏元件特别地定位成使得凹部的两个区域基本上分别包括矩形形状。

此外,根据本发明的又一优选实施方式,其特别地不包括基板中的连续凹部(例如,通孔),但是可以简单地以平坦的矩形基板为特征,基板的第一边缘由基板的第一侧壁和所述背面形成,以及其中基板的第二边缘由基板的第二侧壁和所述背面(这里所述侧壁垂直于基板的正面和背面延伸)形成,其中所述侧壁彼此背离,并且其中第一光敏元件布置在基板的背面上,使得第一光敏元件布置在所述第一边缘上,并且远离第二光敏元件突出越过第一边缘(并且特别是越过第一侧壁)。特别地,基板可以在其相应的第一边缘/第二边缘处包括用于每个光敏元件的切口,在所述切口前面可以布置相应的光敏元件。

此外,在一种实施方式中,第二光敏元件布置在基板的背面上,使得第二光敏元件布置在所述第二边缘上,并且远离第一光敏元件突出越过第二边缘(并且特别是越过第二侧壁)。

特别地,关于基板不包括所述凹部的实施方式,当传感器装置布置在操作位置时,基板被配置为分别根据太阳的方位角来遮蔽第一光敏元件和/或第二光敏元件的光敏表面。

特别地,为了以限定的方式遮蔽第一光敏元件和/或第二光敏元件的光敏表面,基板的正面相对于第一光敏元件和/或第二光敏元件的光敏表面升高。

此外,在所有实施方式中,光敏元件(即所述两个或所述三个光敏元件)特别地被配置为生成输出信号,所述输出信号指示照射在相应的光敏表面上的太阳光的强度。

具体地,根据一种实施方式,传感器装置包括(例如,集成的)分析电路,所述分析电路被配置为使用所述输出信号来估计所述方向(例如,光源例如太阳的方位角和/或仰角)。特别地,所述分析电路还被配置为使用所述输出信号来确定来自待检测方向的光的强度。

此外,根据本发明的一种实施方式,所述分析电路被配置为根据各个输出信号生成修改的输出信号,该相应的修改的输出信号对应于所需的输出信号。

根据本发明的又一实施方式,传感器装置还包括布置在基板上(特别是在基板的正面上)的一个或若干温度和/或湿度传感器,所述温度和/或湿度传感器用于检测传感器装置所连接的表面上的雾化。该表面可以是窗玻璃的表面(例如汽车或房屋的表面)。特别地,这种传感器可以是配置为检测温度和湿度(即两个量)的传感器。

此外,根据本发明的优选实施方式,其可以与本文所述的所有其他实施方式组合,基板包括周向侧壁,该周向侧壁在基板的厚度方向上延伸(即,垂直于基板的正面和/或背面)并连接基板的正面与背面,其中所述侧壁包括保护所述周向侧壁免受光渗透(杂散光)的表面。特别地,所述侧壁可以涂覆有吸光材料或反光材料,诸如金属层(例如金属化),其中特别地,相应的材料相对于光源的可见和/或ir范围内的相关波长是吸收的或反射的。

此外,根据本发明的优选实施方式,其可以与本文所述的所有其他实施方式组合,正面在第一腿部的区域中包括改善所述遮蔽的表面。特别地,第一腿部的正面的所述表面可以涂覆有吸光材料或反光材料,诸如金属层(例如金属化),其中特别地,相应的材料相对于光源的可见和/或ir范围内的相关波长是吸收的或反射的。

同样地,根据一种实施方式,正面在第二腿部的区域中包括保护第二腿部的所述正面免受光渗透的表面。特别地,第二腿部的正面的所述表面可以涂覆有吸光材料或反射材料,诸如金属层(例如金属化),其中特别地,相应的材料相对于光源的可见和/或ir范围内的相关波长是吸收的或反射的。

由于所述周向侧壁或所述第一腿部和第二腿部(正面)的所述表面加工,可以实现减少杂散光和改善光敏元件的光敏表面的遮蔽。

此外,根据本发明的优选实施方式,所述光敏表面(例如第一光敏元件和第二光敏元件的,或所有三个光敏元件的)布置在同一平面中(也见上文)。

根据本发明的又另一方面,上述传感器装置的基板是平面基板,并且其中基板是印刷电路板的特征,可以是可省略的可选特征。这种传感器装置可包括本文所述的一个或若干另外的特征,特别是如从属权利要求中所述。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的另外的特征、优点和实施方式,其中

图1a示出了根据本发明的传感器装置的实施方式的示意性剖视图(左侧)和俯视图(右侧),其具有布置在周向框架构件形式的基板上的两个光敏元件(例如光电二极管);

图1b示出了图1a的实施方式的修改,其中基板形成为u形框架构件;

图1c示出了图1a的实施方式的修改,其中这里的框架构件包括承载第三光敏元件的中央桥件;

图1d示出了图1a所示的实施方式的修改,其中这里的凹部不是通孔而是形成在基板的正面的凹口;

图1e示出了图1a/图1d所示的实施方式的修改,其中这里的凹口包括通孔区域,使得凹部包括台阶结构;

图2示出了图1所示的具有四个光敏元件(例如光电二极管)的实施方式的修改的示意性剖视图(左侧)和俯视图(右侧);

图3a示出了根据本发明的传感器装置的具有两个光敏元件(例如光电二极管)的另一种实施方式的示意性剖视图(左侧)和俯视图(右侧);

图3b示出了图3a中所示的实施方式的修改的示意性剖视图,其中这里的基板包括在光敏元件所布置的边缘处的切口;

图4a-4c示出了根据本发明的传感器装置具有三个光敏元件(例如光电二极管)的实施方式的不同视图;

图5a-5c示出了根据图1a中所示类型的本发明的传感器装置仅具有两个光敏元件(例如光电二极管)的实施方式的不同视图;

图6示出了太阳的仰角的示意图;

图7示出了太阳的方位角的示意图;

图8至图10示出了根据图4a至图4c中所示类型的本发明的传感器装置的不同视图,用于说明由于入射太阳光的方位角引起的光敏元件的遮蔽(图10),以及相对于入射太阳光的仰角减少遮蔽(图9);

图11至图12示出了用于相对小的基板厚度(图11)和较大的基板厚度(图12)的第一光敏元件和第二光敏元件的输出信号;

图13示出了基板的周向侧壁的表面的涂层,以及在第一腿部和第二腿部的区域中的正面的涂层,用于通过基板的第一腿部和第二腿部来改善光敏元件的遮蔽,此外侧壁涂层用于最小化杂散光;

图14示出了根据本发明的传感器装置的信号流;

图15示出了根据本发明的传感器装置的基板的背面的俯视图,该传感器装置包括用于防雾目的/应用的温度和/或湿度传感器。

图16示出了根据本发明的传感器装置在机动车辆中的使用,其中传感器装置布置在机动车辆的前窗玻璃上;

图17示出了根据本发明的传感器装置在房屋中的使用,其使用基板的竖直布置(例如在房屋的窗玻璃上);以及

图18示出了根据本发明的传感器装置在另一种房屋中的使用,其使用基板的水平布置(例如,在房屋的屋顶上)。

具体实施方式

如图1a中示意性地所示,本发明涉及传感器装置1,用于测量诸如太阳的光源的光触及传感器装置1所沿的方向,例如,光源特别是太阳的方位角α和/或仰角β,(参见用于定义所述光源/太阳的仰角和方位角的图6和图7),其中传感器装置1至少包括:第一光敏元件p1和第二光敏元件p2,其中每个光敏元件p1、p2包括光敏表面s1、s2,用于检测照射在相应的光敏表面s1、s2上的(例如太阳)光l;以及平面基板20,包括平行的正面20a和背面20b,其中基板用于承载所述至少两个光敏元件p1、p2。基板20形成周向框架构件20,其包括第一腿部21、第二腿部22、第三腿部23和第四腿部24,其中第一腿部21和第二腿部22在第二方向d2上延伸,并由在(垂直于第二方向的)第一方向d1上延伸的第三腿部23和第四腿部24连接,从而形成周向框架构件20。

特别地,背面20b包括形成在第一腿部21上的第一边缘21e和形成在第二腿部22上的相对的第二边缘22e,其中第一光敏元件p1布置在第一边缘21e上的背面20b上,以及其中第二光敏元件p2布置在第二边缘22e上的背面20b上,以及其中所述两个光敏表面s1、s2平行于所述基板20的正面20a延伸并指向与正面20a相同的方向。

此外,特别地,基板20包括由腿部21、腿部22、腿部23、腿部24构成的通孔形式的凹部r,以及第一光电二极管p1和第二光电二极管p2在所述第一方向d1上跨过凹部r彼此面对。

框架构件20被配置为根据光的方向(特别是根据光源的方位角和仰角)来遮蔽光敏表面s1、光敏表面s2。

在本文所述的所有实施方式中,相应的光敏元件p1、光敏元件p2(并且特别是p3和/或p4)可以由光电二极管形成,特别是以smd的形式。

图2示出了图1a所示的实施方式的变型,其包括四个光敏元件p1、p2、p3、p4,其中(如图1a所示)基板20再次形成为框架构件20,包括在第一方向d1上面对第二腿部22的第一腿部21,其中这两个腿部21、22在垂直的第二方向d2上延伸,并由在第一方向d1上延伸的第三腿部23和第四腿部24连接,从而又形成周向框架构件20。每个腿部21、22、23、24包括在基板的背面20b上的边缘21e、22e、23e、24e,其界定基板20的凹部r,其中现在(与图1a相反)光敏元件p1、p2、p3、p4布置在这些边缘21e、22e、23e、24e中的每个上。因此,第一光敏元件p1和第二光敏元件p2在第一方向d1上彼此面对,而第三光敏元件p3和第四光敏元件p4在第二方向d2上彼此面对。如前所述,方向d1、d2跨越基板20的正面20a和背面20b延伸所沿的平面的延伸。此外,光敏表面s1、s2、s3、s4平行于正面20延伸,并且特别地全部位于共同的平面中。特别地,所述光敏表面s1、s2、s3、s4都指向相同的方向,即指向基板20的正面20a的方向。框架构件20被配置为根据光的方向(特别是根据光源的方位角和仰角)来遮蔽光敏表面s1、s2、s3、s4。

此外,图1b示出了图1a中所示的实施方式的修改,其中正省略了第三腿部23,使得框架构件20包括u形状。

此外,图1c示出了图1a中所示的实施方式的修改,其中在第一腿部21和第二腿部22之间的桥件27现在在第一方向d1上延伸,该桥件27包括或承载第三光敏元件p3(还参见下面关于第三光敏元件p3的功能)。此外,第一光敏元件和第二光敏元件相对于所述第二方向d2偏移地布置,所述第一腿部21和第二腿部22沿着第二方向延伸。这里,凹部r被桥件27分离成在桥件27的每一侧上的两个凹部r、r',其中第一光敏元件p1在第一凹部r上突出,而第二光敏元件p2在第二凹部r'上突出。

此外,图1d示出了图1a的实施方式的修改,其中这里的凹部r不是通孔而是形成在基板20的正面的凹口r,其中凹口包括底部20f,该底部与周围的腿部21、22、23、24形成台阶。从图1d的左手侧可以看出,底部20f的背面特别地与腿部21、22、23、24的背面20b齐平。此外,底部20f可以包括用于每个光敏元件p1、p2的凹部,其中相应的光敏元件p1、p2特别地布置在相关联的凹部前面的背面20b上,以便覆盖凹部。

此外,根据图1e,所述凹口r可包括通孔部分20g,通孔部分20g在第一方向d1上的光敏元件p1、p2之间,并且在第二方向d2上的凹口r的底部部分20f之间延伸,其中所述底部部分20f又与相邻的腿部21、22、23和21、22、24形成台阶。

然而,与此相反,图3示出了本发明的另一种实施方式的示意性表示,其中现在省略了基板20中间的凹部r。这里,基板20的第一边缘21e由基板20的第一侧壁20c和基板20的所述背面20b形成。此外,基板20的第二边缘22e由基板20的第二侧壁20d和基板20的所述背面20b形成。特别地,所述两个侧壁20c、20d彼此背离。此外,第一光敏元件p1布置在基板20的背面20b上,使得第一光敏元件布置在所述第一边缘21e上,并且远离基板20和第二光敏元件p2突出越过第一边缘21e。类似地,第二光敏元件p2布置在基板20的背面20b上,使得第二光敏元件布置在所述第二边缘22e上,并且远离基板20和第一光敏元件p1突出越过第二边缘22e。这里,光敏元件p1、p2的光敏表面s1和光敏表面s2的遮蔽通过基板20实现,该基板包括与光敏表面s1、s2相比升高的正面20a,使得当基板20布置在合适的操作位置时,例如图7所示,例如,正面20a竖直地布置并面向南,即α=0°,基板20可以根据光的方向(例如,太阳的方位角α)来提供适当的遮蔽。

此外,根据图3b,在图3a所示的实施方式的修改中,基板20可在布置相应的元件p1、p2的边缘21e、22e处包括用于光敏元件p1、p2的切口25、26。

如上所述,传感器装置1可包括三个光敏元件p1、p2、p3。图4a至图4c中详细示出了这样的实施方式。这里,基板20形成围绕所述凹部r的周向框架构件,其中所述框架构件20包括四个腿部21、22、23、24,即第一腿部21、第二腿部22、第三腿部23和第四腿部24,这些腿部彼此一体地连接以形成所述框架构件20。特别地,所述第一边缘21e和第二边缘22e在第一方向d1上彼此面对并形成所述凹部r的边缘,其中第一边缘21e由第一腿部21形成,以及其中第二边缘22e由第二腿部22形成。特别地,第一边缘21e和第二边缘22e/第一腿部21和第二腿部22在垂直于第一方向d1延展的第二方向d2上延伸,其中所述方向跨越延伸平面,基板的正面20a和背面20b沿着该延伸平面延伸。此外,所述第三腿部23和第四腿部24分别在第一方向上延伸,并且将第一腿部21与第二腿部22彼此连接。

此外,第一光敏元件p1布置在基板20的背面20b上的第一腿部21上(参见图4a),使得第一光敏元件布置在所述第一边缘21e上,并且朝向第二光敏元件p2(在第二方向d1上)突出越过第一边缘21e。同样,第二光敏元件p2布置在基板20的背面20b上的第二腿部22上,使得第二光敏元件布置在所述第二边缘22e上,并且在相反的方向上朝向第一光敏元件p1突出越过第二边缘22e,如从图4a至图4c中可以看到的。

为了生成光敏元件p1和光敏元件p2的可用于确定所述方位角α的输出信号o1、o2,如图8至10所示,第一腿部21被配置为遮蔽第一光敏元件p1的光敏表面s1,其中所述遮蔽取决于太阳的方位角α,如图10所示。以相同的方式,第二腿部22被配置为根据太阳的方位角α来遮蔽第二光敏元件p2的光敏表面s2(这里,当太阳来自图10中的右侧时实现遮蔽)。

特别地,为了遮蔽光敏元件p1、p2的光敏表面s1、s2,基板20的正面20a升高(至少在腿部21、腿部22的区域中),使得腿部21、腿部22可以实现表面s1、s2的遮蔽,其产生光电二极管p1、p2的输出信号o1、o2,输出信号反映相应的表面s1、s2的遮蔽区域。光敏表面s1、s2的遮蔽区域越大,相应的输出信号o1、o2越小。

此外,如图4a至图4c和图8至图10所示,传感器装置1包括两个平坦的突出部31、32,这些突出部从第一腿部21朝向凹部r(在第一方向d1上)突出,使得相应的突出部31、32与第一腿部21形成台阶(参见图4b),其中第一光敏元件p1的光敏表面s1在所述两个突出部31、32之间延伸。为了减少光敏表面s1相对于太阳的仰角β的遮蔽(也参见图6),如图9所示,突出部垂直于第一方向d1和第二方向d2的厚度优选地尽可能小,使得前表面31a、32a相对于光敏元件p1的光敏表面s1的升高尽可能小。

此外,同样,另外两个突出部41、42以相同的方式从第二腿部22突出(在与d1相反的方向上)。另外,这里正面41a、42a相对于第二光敏元件p2的光敏表面s2的升高应优选地尽可能小。

此外,如图4a至图4c所示,传感器装置1可包括第三光敏元件p3(例如光电二极管),第三光敏元件p3包括光敏表面s3,用于检测照射在第三光敏元件p3的光敏表面s3上的太阳光l。

特别地,突出部(即使尽可能薄)可能在相应的光敏表面上产生不希望的遮蔽,特别是对于大的仰角β(例如,在图6中接近90°或-90°)。特别地,第三光敏元件p3以如下方式布置:在大仰角β的情况下在第三光敏元件(例如第三光电二极管)p3的光敏表面s3上将不会有遮蔽。因此,可以使用第三光敏元件p3(例如,通过分析电路70)来补偿第一光敏元件p1和第二光敏元件p2上的较大仰角β的不希望的影响。特别地,根据本发明第三光敏元件p3对于传感器装置1的基本功能不是必需的,但是可以用于改善基本功能的性能/特性(例如,确定射入光的方向)。

特别地,如图4b所示,第三光敏元件p3布置在凹部r的前面,并且在突出部42从第二腿部22突出的端部区域42b和在第一方向d1上从第三腿部23朝向第三光敏元件p3突出的突出部50之间延伸。特别地,从图4a至图4c中可以看出,第三光敏元件p3和第三腿部23的所述突出部50以及所述端部区域42b将凹部r划分成两个单独的区域r’、r”。

然而,如图5a至图5c所示,也可以省略第三光敏元件p3(以及突出部50)。这里,凹部r基本上包括矩形形状。其余部件可以如结合图4a至图4c所描述的那样配置。

此外,如图11和图12所示,上述传感器装置1的光敏元件p1、p2(特别是还有p3)被配置为生成(由第一光敏元件p1生成的)输出信号o1、(由第二光敏元件p2生成的)输出信号o2,该输出信号指示照射在相应的光敏表面s1、s2、(s3)上的太阳光l的强度。

当传感器装置1布置在合适的操作位置时(参见图6和图7或图17至图19),输出信号o1、o2显著地取决于方位角α,如图11和图12所展示,其允许传感器装置1借助于分析电路使用输出信号o1和输出信号o2来计算方位角α,该分析电路可以集成在基板20上。应注意,与图11的使用了较小厚度的腿部21、腿部22/基板20的信号相比,图12的输出信号o1和输出信号o2对应于(在正交于正面20a的方向上的)较大厚度的腿部21、腿部22/基板20。

此外,为了减少杂散光,基板20可包括在基板20的厚度方向上(即垂直于基板20的正面20a和背面20b)延伸的周向侧壁20f(面向外),其中所述侧壁20f包括保护所述周向侧壁20f/基板20免受光渗透/杂散光的表面。优选地,所述侧壁20f涂覆有合适的吸光涂层或合适的反光涂层,诸如金属层(例如金属化)。

此外,正面20a可以在第一腿部21的区域中包括保护第一腿部21的所述正面20a免受光渗透的表面。特别地,第一腿部21的正面20a的所述表面可涂覆有合适的吸收涂层或合适的反射涂层,诸如金属层(例如金属化)。

同样,为了改善遮蔽,正面20a可以在第二腿部22的区域中包括优选地涂覆有合适的吸光涂层或合适的反光涂层(诸如金属层(例如金属化))的表面。

特别地,如图14所示,分析电路70特别地被配置为根据所述输出信号o1、o2、(o3)生成修改的输出信号o1'、o2'、(o3'),该修改的输出信号对应于所需的输出信号,例如以便提供传感器装置1的兼容性。特别地,传感器装置1包括信号处理器102,信号处理器102被配置为使用修改的输出信号(即所需信号)以及输出信号101的特性103而根据输出信号o1、o2、o3(100)提供所述修改的输出信号o1'、o2',(o3'),以便将输出信号101变换为修改的输出信号o1'、o2'、(o3')104。

此外,如图15所示,传感器装置1还可以包括一个或多个温度和/或湿度传感器60,所述温度和/或湿度传感器布置在基板20上(例如,在第四腿部24上或在平面基板20的延伸平面中从第四腿部24突出的延伸部上)。特别地,至少一个温度和/或湿度传感器60可以向传感器装置1的所述分析电路70或集成在基板上的另外的单独的分析电路提供输出信号,该分析电路使用该信号来检测雾化,例如在传感器装置1/基板20所安装的表面上的雾化(这种表面可以由窗玻璃形成,特别是在机动车辆的窗玻璃的内部)。特别地,传感器60可以被配置为检测温度以及(例如相对)湿度。

最后,图17至图19示出了根据本发明的传感器装置1的不同应用。

如已经示出的,图17示出了根据本发明的传感器装置1在机动车辆2中的使用,其中传感器装置1布置在机动车辆2的前窗玻璃2a上。

此外,图18示出了根据本发明的传感器装置1在智能房屋3应用中的应用,其使用基板20的竖直布置,这里在建筑物3的窗玻璃3a上。

最后,图19示出了根据本发明的传感器装置1应用于另一种建筑物场景,其中传感器装置1的基板20以水平方式布置在建筑物3的屋顶4的区域中,特别是在屋顶灯4a上或其下方。

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