一种非接触式传感器及相关的方法技术

本发明专利技术公开了一种非接触式传感器及相关的方法，通过采用驻极体层和电极层构成传感模块，使得外部物体在靠近驻极体层时，由于静电感应效应，可以通过电极层向外部输出电信号；信号处理模块在检测到该电信号时，可以基于该电信号确定出外部物体与驻极体层之间的距离，从而实现非接触式的距离检测，避免在检测距离时因接触对外部物体造成损坏；此外，由于依据静电感应效应实现，所以可以降低传感器的结构复杂度和制作成本，并且还可以减小非接触式传感器的体积和重量，实现便携化设计。实现便携化设计。实现便携化设计。

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式传感器及相关的方法


[0001]本专利技术涉及纳米新能源
，尤指一种非接触式传感器及相关的方法。

技术介绍

[0002]目前较为成熟的非接触传感技术包括：红外传感技术，激光传感技术，射频技术、以及近场通讯技术(即NFC)等，然而，上述这些非接触传感技术中，需要特殊的辅助技术，如红外发射和接收、激光的发射和接收、射频传输和近场通信，导致由这些非接触传感技术得到的传感器的结构较复杂，制作成本较高。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例提供了一种非接触式传感器及相关的方法，实现非接触式的距离检测，避免在检测距离时因接触对外部物体造成损坏，同时依据静电感应效应实现，可以降低传感器的结构复杂度和制作成本，同时实现便携化设计。
[0004]第一方面，本专利技术实施例提供了一种非接触式传感器，包括：电连接的传感模块和信号处理模块；
[0005]其中，所述传感模块包括：叠层设置的驻极体层和电极层，所述电极层与所述信号处理模块电连接；
[0006]所述信号处理模块用于：在外部物体靠近且未接触所述驻极体层时，检测所述电极层输出的电信号，并根据所述电信号，确定所述外部物体与所述驻极体层之间的距离。
[0007]第二方面，本专利技术实施例提供了一种距离检测方法，包括：
[0008]在外部物体靠近如本专利技术实施例提供的上述非接触式传感器时，信号处理模块检测传感模块输出的电信号；
[0009]所述信号处理模块根据所述电信号，确定所述外部物体与所述非接触式传感器之间的距离。
[0010]第三方面，本专利技术实施例提供了一种轮廓检测方法，包括：
[0011]在外部物体靠近如本专利技术实施例提供的上述非接触式传感器，且传感模块具有多个时，信号处理模块检测各所述传感模块输出的电信号；
[0012]所述信号处理模块根据各所述传感模块输出的所述电信号，确定所述外部物体的轮廓信息。
[0013]第四方面，本专利技术实施例提供了一种非接触按键的控制方法，包括：
[0014]在外部物体靠近如本专利技术实施例提供的上述非接触式传感器时，信号处理模块检测传感模块输出的电信号；
[0015]根据预先设置的所述传感模块的设置数量、所述传感模块的设置位置、电信号的类型和按键功能的对应关系，确定检测的所述电信号对应的所述按键功能。
[0016]本专利技术有益效果如下：
[0017]本专利技术实施例提供的一种非接触式传感器及相关的方法，通过采用驻极体层和电
极层构成传感模块，使得外部物体在靠近驻极体层时，由于静电感应效应，可以通过电极层向外部输出电信号；信号处理模块在检测到该电信号时，可以基于该电信号确定出外部物体与驻极体层之间的距离，从而实现非接触式的距离检测，避免在检测距离时因接触对外部物体造成损坏。此外，由于依据静电感应效应实现，所以可以降低传感器的结构复杂度和制作成本，检测到的电信号还可以作为电源信号驱动信号处理模块进行工作，使得该非接触式传感器不需要外部电源进行供电，实现自驱动的设计，并且还可以减小非接触式传感器的体积和重量，实现便携化设计。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例中提供的一种非接触式传感器的结构示意图；
[0019]图2为本专利技术实施例中提供的驻极装置的结构示意图；
[0020]图3为本专利技术实施例中提供的驻极工艺的参数选择的示意图；
[0021]图4为本专利技术实施例中提供的不同外部物体靠近非接触式传感器时得到的电压变化情况的测试结果图；
[0022]图5为本专利技术实施例中提供的人体靠近非接触式传感器时得到的电压变化情况的测试结果图；
[0023]图6为本专利技术实施例中提供的阵列排布的传感模块的示意图；
[0024]图7为本专利技术实施例中提供的非接触式键盘的结构示意图；
[0025]图8为本专利技术实施例中提供的非接触式键盘对应的电压信号的示意图；
[0026]图9为本专利技术实施例中提供的非接触式键盘控制游戏过程的示意图；
[0027]图10为本专利技术实施例中提供的一种距离检测方法的流程图；
[0028]图11为本专利技术实施例中提供的一种轮廓检测方法的流程图；
[0029]图12为本专利技术实施例中提供的一种非接触按键的控制方法的流程图。
具体实施方式
[0030]下面将结合附图，对本专利技术实施例提供的一种非接触式传感器及相关的方法的具体实施方式进行详细地说明。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]本专利技术实施例提供了一种非接触式传感器，如图1所示，可以包括：电连接的传感模块10和信号处理模块20；
[0032]其中，传感模块10包括：叠层设置的驻极体层11和电极层12，电极层12与信号处理模块20电连接；
[0033]信号处理模块20用于：在外部物体30靠近且未接触驻极体层11时，检测电极层12输出的电信号(如图中的V)，并根据电信号V，确定外部物体30与驻极体层11之间的距离。
[0034]其中，可选地，外部物体与驻极体层之间的距离可以为1cm至100cm。
[0035]通过采用驻极体层和电极层构成传感模块，使得外部物体在靠近驻极体层时，由于静电感应效应，可以通过电极层向外部输出电信号；信号处理模块在检测到该电信号时，可以基于该电信号确定出外部物体与驻极体层之间的距离，从而实现非接触式的距离检
测，避免在检测距离时因接触对外部物体造成损坏；此外，由于依据静电感应效应实现，所以可以降低传感器的结构复杂度和制作成本，并且还可以减小非接触式传感器的体积和重量，实现便携化设计。
[0036]需要说明的是，在本专利技术实施例中，在外部物体靠近驻极体层时，在静电感应的作用下，在电极层中可以感应出电荷并向外输出电信号；并且，外部物体与驻极体层之间的距离越小，电极层中感应出的电荷越多，输出的电信号的电压值越大；因此，可以基于电信号的电压值的大小，判断出外部物体与驻极体层之间的距离。
[0037]可选地，在本专利技术实施例中，将检测到的电信号作为电源信号时，信号处理模块还用于：在电源信号的驱动下工作。
[0038]其中，检测到的电信号为电压信号。
[0039]如此，检测到的电信号还可以作为电源信号驱动信号处理模块进行工作，使得该非接触式传感器不需要外部电源进行供电，实现自驱动的设计。
[0040]具体地，在其他实施例中，信号处理模块也可以由其他电源供电，在此并不限定。
[0041]可选地，在本专利技术实施例中，信号处理模块还可以与接地端电连接(如图1所示)，从而可以使得信号处理模块有效检测到电信号，实现非接触式传感器的功能。
[0042]可选地，在本专利技术实施例中，信号处理模块可以包括：信号采集单元、信号处理单元、以及供电单元；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非接触式传感器，其特征在于，包括：电连接的传感模块和信号处理模块；其中，所述传感模块包括：叠层设置的驻极体层和电极层，所述电极层与所述信号处理模块电连接；所述信号处理模块用于：在外部物体靠近且未接触所述驻极体层时，检测所述电极层输出的电信号，并根据所述电信号，确定所述外部物体与所述驻极体层之间的距离。2.如权利要求1所述的非接触式传感器，其特征在于，将检测到的所述电信号作为电源信号时，所述信号处理模块还用于：在所述电源信号的驱动下工作。3.如权利要求1所述的非接触式传感器，其特征在于，所述驻极体层和所述电极层均采用弹性材料制作；所述电极层的制作材料包括：有机水凝胶、水凝胶或金属材料；和/或，所述驻极体层的制作材料包括：弹性体和驻极体填料。4.如权利要求3所述的非接触式传感器，其特征在于，所述弹性体包括：聚二甲基硅氧烷、TPU或Ecoflex；和/或，所述驻极体填料包括：二氧化硅颗粒、聚四氟乙烯颗粒、聚偏氟乙烯颗粒或氟化乙丙烯共聚物颗粒。5.如权利要求1所述的非接触式传感器，其特征在于，所述驻极体层的厚度为100μm至500μm。6.如权利要求1
‑
5任一项所述的非接触式传感器，其特征在于，所述传感模块设置有多个且呈阵列排布；所述信号处理模块还用于：根据各所述传感模块中的所述电极层输出的电信号，确定所述外部物体的轮廓信息。7.如权利要求6所述的非接触式传感器，其特征在于，所述信号处理模块还具体用于：根据各所述传感模块中的所述电极层输出的电信号的电压值，得到各所述传感模块构成的传感阵列对应的电压值阵列；基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒲雄，郭子豪，王中林，
申请(专利权)人：北京纳米能源与系统研究所，
类型：发明
国别省市：