本發(fā)明涉及一種感測器。

背景技術(shù)：

隨著科技的進(jìn)步，越來越多的電子設(shè)備上配置各類型的感測器。感測器的類型繁多，根據(jù)感測原理不同，可以有紅外感測器、電容感測器、照相感測器、超聲波感測器等。超聲波感測器因具有安全、精準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備，例如手機(jī)、電腦、游戲機(jī)、門禁或醫(yī)學(xué)設(shè)備。該類超聲波感測器通常包括信號發(fā)送層與信號接收層，信號接收層接收自信號發(fā)送層發(fā)出并經(jīng)由被測物反射回的超聲波以形成對應(yīng)被測物的感測信號。不同的電子設(shè)備對于感測器的感測精度的要求是不同的，然而，現(xiàn)有的超聲波感測器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無法根據(jù)不同電子產(chǎn)品的需求彈性調(diào)整感測精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種便于產(chǎn)生不同所需感測精度的感測器。

一種感測器，包括信號發(fā)送單元和信號接收單元，該信號發(fā)送單元用于產(chǎn)生并發(fā)送感測信號；該信號接收單元用于接收該信號發(fā)送單元發(fā)送并經(jīng)待測物干涉后的該感測信號以獲取感測信息，該信號接收單元包括基板及導(dǎo)電連接層，該基板包括設(shè)于其上的多個(gè)感應(yīng)電極，該導(dǎo)電連接層覆蓋于該感應(yīng)電極上，該導(dǎo)電連接層包括至少一個(gè)導(dǎo)電連接單元，每一導(dǎo)電連接單元電性連接一個(gè)或多個(gè)該感應(yīng)電極。

本發(fā)明的超聲波感測器采用導(dǎo)電連接片與所對應(yīng)感應(yīng)電極之間的電性連接的方式，調(diào)整收集到的感測信號的精度，可通過根據(jù)實(shí)際需要選擇不同的感測精度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的超聲波感測器的剖面示意圖。

圖2為圖1的超聲波感測器的分解示意圖。

圖3為圖1中的超聲波感測器的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例的超聲波感測器的剖面示意圖。

主要元件符號說明

如下具體實(shí)施方式將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。

具體實(shí)施方式

下方將結(jié)合附圖更全面地描述本發(fā)明，在這些附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明可以通過多種不同形式實(shí)現(xiàn)，而并不應(yīng)解釋為僅局限于這里所闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例是為了使本發(fā)明更為全面和完整的公開，并使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更充分地了解本發(fā)明的范圍。為了清晰可見，在圖中，層和區(qū)域的尺寸被放大了。

可以理解，盡管第一、第二等這些術(shù)語可以在這里使用來描述各種元件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)僅限于這些術(shù)語。這些術(shù)語只是被用來區(qū)分元件、組件、區(qū)域、層和/或部分與另外的元件、組件、區(qū)域、層和/或部分。因此，只要不脫離本發(fā)明的教導(dǎo)，下面所討論的第一部分、組件、區(qū)域、層和/或部分可以被稱為第二元件、組件、區(qū)域、層和/或部分。

這里所用的專有名詞僅用于描述特定的實(shí)施例而并非意圖限定本發(fā)明。如這里所用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”也意圖涵蓋復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚指明是其它情況。還應(yīng)該理解，當(dāng)在說明書中使用術(shù)語“包含”、“包括”時(shí)，指明了所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在。

這里參考剖面圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，這些剖面圖是本發(fā)明理想化的實(shí)施例(和中間構(gòu)造)的示意圖。因而，由于制造工藝和/或公差而導(dǎo)致的圖示的形狀不同是可以預(yù)見的。因此，本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)解釋為限于這里圖示的區(qū)域的特定形狀，而應(yīng)包括例如由于制造而產(chǎn)生的形狀的偏差。圖中所示的區(qū)域本身僅是示意性的，它們的形狀并非用于圖示裝置的實(shí)際形狀，并且并非用于限制本發(fā)明的范圍。

除非另外定義，這里所使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所述領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所通常理解的含義相同的含義。還應(yīng)當(dāng)理解，比如在通用的辭典中所定義的那些的術(shù)語，應(yīng)解釋為具有與它們在相關(guān)領(lǐng)域的環(huán)境中的含義相一致的含義，而不應(yīng)以過度理想化或過度正式的含義來解釋，除非在本文中明確地定義。

本發(fā)明的感測器可應(yīng)用于智能手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、平板電腦、游戲機(jī)、醫(yī)學(xué)設(shè)備等電子設(shè)備。該感測器優(yōu)選為超聲波感測器，也可是采用本技術(shù)方案的其他類型感測器。以下將以超聲波感測器100為例說明本技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)方案。請參照圖1，圖1為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的超聲波感測器的剖面示意圖，圖2為圖1的超聲波感測器的分解示意圖。該超聲波感測器100可識別指紋或偵測血流量、血壓、心率等。該超聲波感測器100包括間隔且層疊設(shè)置的信號發(fā)送單元130和信號接收單元140，以及設(shè)置于該信號發(fā)送單元和該信號接收單元之間的絕緣層170。信號發(fā)送單元130用于產(chǎn)生并發(fā)送感測信號；信號接收單元140用于接收該信號發(fā)送單元發(fā)送并經(jīng)待測物干涉后的該感測信號以獲取感測信息。絕緣層170用于信號發(fā)送單元130和信號接收單元140之間的電性絕緣。

該信號發(fā)送單元130包括第一電路板110及層疊設(shè)置于第一電路板110上的第一電極131、發(fā)送壓電層133、第二電極132。第一電極131和發(fā)送壓電層133位于第一電路板110的一側(cè)，優(yōu)選地，位于第一電路板110遠(yuǎn)離該信號接收層的一側(cè)。第二電極132貫穿該第一電路板110。該發(fā)送壓電層133包括多個(gè)呈一定規(guī)律排布的發(fā)送壓電單元1331，該第二電極132包括多個(gè)間隔絕緣排布的電極單元1321，該多個(gè)電極單元1321與該多個(gè)發(fā)送壓電單元1331一一對應(yīng)設(shè)置。每個(gè)電極單元1321分別進(jìn)行電連接，這種結(jié)構(gòu)有利于獨(dú)立控制每個(gè)電極單元1321。該第一電路板110上設(shè)置有薄膜晶體管(Thin-film Transistor,TFT)陣列(圖未示)，并與外部電路相連(圖未示)。

信號接收單元140包括基板150及設(shè)置于基板150上的接收壓電層180、感應(yīng)電極152和導(dǎo)電連接層。接收壓電層180包括多個(gè)呈一定規(guī)律排列的接收壓電單元。優(yōu)選地，基板150為柔性電路板，在其他實(shí)施例中，該基板150也可以采用其他材料，以下將以柔性電路板作為基板150的例子進(jìn)行說明。接收壓電層180、感應(yīng)電極152和導(dǎo)電連接層層疊設(shè)置，該基板150上設(shè)有包括多個(gè)陣列排布的感應(yīng)電極152的控制電路(圖未示)，該感應(yīng)電極152用于收集接收壓電層180上的感應(yīng)電荷并輸入至該控制電路。該導(dǎo)電連接層包括多個(gè)導(dǎo)電連接單元160，每個(gè)導(dǎo)電連接單元160電性連接不同的感應(yīng)電極。每個(gè)導(dǎo)電連接單元160覆蓋并電性連接基板150上的一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)電極152。優(yōu)選地，每個(gè)導(dǎo)電連接單元160電性連接的感應(yīng)電極的數(shù)量相等。在其他變更實(shí)施方式中，導(dǎo)電連接單元160電性連接的感應(yīng)電極的數(shù)量也可以不同，例如，至少兩個(gè)導(dǎo)電連接單元電性連接的感應(yīng)電極的數(shù)量不同。另，優(yōu)選地，每個(gè)導(dǎo)電連接單元至少覆蓋并電性連接兩個(gè)感應(yīng)電極。優(yōu)選地，導(dǎo)電連接單元160與對應(yīng)的感應(yīng)電極152之間通過異方性導(dǎo)電膜(Anisotropic Conductive Film，ACF)190實(shí)現(xiàn)電性連接集成。感應(yīng)電極152位于導(dǎo)電連接單元160與接收壓電層180之間，也位于導(dǎo)電連接單元160與信號發(fā)送單元之間。優(yōu)選地，該接收壓電層180位于該基板150靠近該絕緣層170的一側(cè)。該導(dǎo)電連接單元160設(shè)置于基板150遠(yuǎn)離該接收壓電層180的一側(cè)。該導(dǎo)電連接單元160由導(dǎo)電材料制成，可以是導(dǎo)電片也可以是導(dǎo)電薄膜。

請參閱圖3，圖3為圖2中超聲波感測器100的平面結(jié)構(gòu)示意圖。小虛線框代表該感應(yīng)電極152，大虛線框代表該導(dǎo)電連接單元160。這種結(jié)構(gòu)將原本8×4的感應(yīng)電極152陣列轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)2×2的導(dǎo)電連接單元160陣列，每個(gè)導(dǎo)電連接單元160對應(yīng)的感應(yīng)區(qū)域比每個(gè)感應(yīng)電極152對應(yīng)的感應(yīng)區(qū)域大，收集到的感應(yīng)信號比一個(gè)感應(yīng)電極152收集到的感應(yīng)信號強(qiáng)，適用于感測目標(biāo)相對集中的應(yīng)用。該導(dǎo)電連接單元160的大小，即每個(gè)導(dǎo)電連接單元160所對應(yīng)的感測區(qū)域，即其對應(yīng)的感應(yīng)電極152的數(shù)目可以根據(jù)感應(yīng)目標(biāo)的集中程度來確定。優(yōu)選地，每個(gè)導(dǎo)電連接單元160至少與該兩個(gè)感應(yīng)電極152電性連接。優(yōu)選地，該導(dǎo)電連接單元160通過ACF膠與該感應(yīng)電極152電性連接，方便導(dǎo)電連接單元160的拆除與替換。在其他的實(shí)施例中，該導(dǎo)電連接單元陣列可替換為一整塊導(dǎo)電連接單元161，如圖4所示，此時(shí)感測目標(biāo)最為集中，導(dǎo)電連接單元161收集到的感測信號也最強(qiáng)。

該信號接收單元140還包括第二電路板120。第一電路板110與該第二電路板120通過可拆卸的緊固件200固定連接，亦即該緊固件200將該信號發(fā)送單元130與信號接收單元140固定連接。在本實(shí)施例中，該緊固件200為螺絲。該基板150兩端分別形成一對第一電連接端151，該第一電連接端與感應(yīng)電極152電性連接。該第二電路板120兩端分別形成有一對第二電連接端121。該基板150兩端分別朝向該第二電路板120彎折/彎曲，從而每一該第一電連接端151與該第二電連接端121電性對接。該第一電連接端151和該第二電連接端121之間通過形成可解除的卡扣實(shí)現(xiàn)機(jī)械連接和電性連接。該第二電路板120與該外部電路相連。這種結(jié)構(gòu)方便使用者對該超聲波感測器100進(jìn)行拆卸和重新組裝。比如，使用者可根據(jù)實(shí)際感測精度的需要對該超聲波感測器100進(jìn)行拆卸，解除該第一電連接端151和該第二電連接端121之間的卡扣，拆掉導(dǎo)電連接單元160，并通過ACF膠重新電性連接新的導(dǎo)電連接單元。此外，由于該信號發(fā)送單元130和信號接收單元140之間并無線路連接，也可根據(jù)實(shí)際需要拆除該緊固件200來調(diào)節(jié)該信號發(fā)送單元130和信號接收單元140之間的相對位置。

在實(shí)際應(yīng)用中，以該超聲波感測器100感測人體脈搏跳動(dòng)為例，外部電路分別通過第一電路板110和第二電路板120對該信號發(fā)送單元和信號接收單元發(fā)送電信號。該第二電極132與第一電極131之間產(chǎn)生電勢差，該發(fā)送壓電層133在電場作用下發(fā)射超聲波信號，該超聲波信號到達(dá)人體皮膚表面或皮下組織并被反射并被該信號接收單元接收，該接收壓電層180在該反射信號的作用下產(chǎn)生電荷，該基板150上的感應(yīng)電極152收集該電荷形成電信號，該導(dǎo)電連接單元160增強(qiáng)該電信號并輸入至該控制電路，該基板150將所接收到的電信號通過該第一連接端151傳輸至該第二電路板120，該第二電路板120上可以設(shè)有控制電路對該電信號進(jìn)行處理，該第二電路板120也可將該電信號傳輸至該外部電路進(jìn)行處理。由于在脈搏跳動(dòng)與脈搏跳動(dòng)間隙，該超聲波信號在人體皮膚表面或皮下組織被吸收、反射或分散后形成的反射信號不同，致使最終的輸出電信號不同。通過處理該電信號可計(jì)算出脈搏跳動(dòng)頻率，進(jìn)一步推算出血流流速和血壓等人體指標(biāo)信息發(fā)送至顯示終端(圖未示)。

該發(fā)送壓電層133及該接收壓電層180均為壓電材料，例如可為聚二氟亞乙烯(Polyvinylidene Fluoride，PVDF)、鋯鈦酸鉛壓電陶瓷(piezoelectric ceramic transducer，PZT)或二者的復(fù)合材料。該第一電極131、該第二電極132均為導(dǎo)電金屬材料，例如銀(Ag)、銅(Cu)、鉬(Mo)、氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、聚(3，4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(Poly(3，4-ethylenedioxythiophene)，PEDOT)、碳納米管(Carbon Nanotube，CNT)、銀納米線(Ag nano wire，ANW)以及石墨烯(graphene)中的一種或化合物，但不以此為限。其中該第一電極131、該第二電極132可為相同的材料，也可以為不同的材料。該發(fā)送壓電層133及該接收壓電層180可為相同的材料，也可為不同的材料。

該絕緣層170設(shè)置于該第二電極132與該接收壓電層180之間，從而將該信號發(fā)送單元130與信號接收單元140間隔開。該絕緣層170較佳為彈性材料，當(dāng)然也可為剛性材料。若為彈性材料時(shí)，可選擇例如泡棉、墊片、緩沖墊、膠帶、橡膠片中的其中之一。優(yōu)選地，本實(shí)施例的絕緣層170為泡棉。具有彈性的該絕緣層170起到緩沖作用，減緩該超聲波感測器100在受到撞擊或跌落時(shí)遭受損傷，且彈性的絕緣層170使得該超聲波感測器100在封裝時(shí)，更容易形成緊湊的結(jié)構(gòu)。

以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。