[發明專利]基于平行極板電容的接近覺傳感器及其檢測方法

有效

• 申請號: 201610710058.4
• 申請日: 2016-08-23
• 公開（公告）號: CN106325637B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 呂曉洲;李習;王松林;王輝
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F3/044
• 分類號: G06F3/044
• 代理公司: 西安知誠思邁知識產權代理事務所(普通合伙) 61237
• 代理人: 麥春明

1.一種基于平行極板電容的接近覺傳感器，其特征在于，由表層襯底(1)、驅動電極(2)、感應電極(3)、保護環(4)、底層襯底(5)和中間層(7)組成；表層襯底(1)、底層襯底(5)和中間層(7)的形狀、大小相同，表層襯底(1)、中間層(7)和底層襯底(5)自上而下成層疊結構，表層襯底(1)的上表面設置有驅動電極(2)、感應電極(3)和保護環(4)，驅動電極(2)設于表層襯底(1)上表面的中心位置，在驅動電極(2)的外圍一周耦合有保護環(4)，在保護環(4)的外圍耦合有兩個或兩個以上結構相同的感應電極(3)，感應電極(3)在保護環(4)的外圍對稱分布，每個感應電極(3)分別與驅動電極(2)生成相應的耦合電容；中間層(7)作為GND接地層，保護環(4)上打有第一小圓孔(6)，表層襯底(1)上打有第二小圓孔(8)，第一小圓孔(6)與第二小圓孔(8)的位置完全重合，便于保護環(4)接于GND；

所述驅動電極(2)與保護環(4)相距0.5mm，保護環(4)與感應電極(3)相距1.5mm。

2.根據權利要求1所述的一種基于平行極板電容的接近覺傳感器，其特征在于，所述驅動電極(2)、感應電極(3)和保護環(4)均采用導電材料，所述驅動電極(2)為圓形、橢圓形或多邊形；所述感應電極(3)為扇形環狀或矩形。

3.根據權利要求2所述的一種基于平行極板電容的接近覺傳感器，其特征在于，所述驅動電極(2)、感應電極(3)和保護環(4)均采用銅材料。

4.根據權利要求1所述的一種基于平行極板電容的接近覺傳感器，其特征在于，所述表層襯底(1)采用柔性聚合物薄膜材料，底層襯底(5)采用柔性聚合物材料，中間層(7)采用導電材料。

5.根據權利要求4所述的一種基于平行極板電容的接近覺傳感器，其特征在于，所述表層襯底(1)采用PET材料，底層襯底(5)采用PDMS材料，中間層(7)采用銅材料。

6.根據權利要求1所述的一種基于平行極板電容的接近覺傳感器，其特征在于，所述底層襯底(5)、中間層(7)和表層襯底(1)均為正方形板材，底層襯底(5)、中間層(7)和表層襯底(1)的大小均為長2.0～5.0cm、寬2.0～5.0cm，底層襯底(5)厚1.0～2.0mm；中間層(7)厚20～50μm；表層襯底(1)厚0.5～2mm；保護環(4)的寬度為1～3mm、厚度為20～50μm，感應電極(3)的寬度為5mm、厚度為20～50μm；驅動電極(2)的面積大小為4～25cm²、厚度為20～50μm；第一小圓孔(6)和第二小圓孔(8)分別有20個，第一小圓孔(6)和第二小圓孔(8)的孔徑均為0.05～0.25mm。

7.采用如權利要求1所述的一種基于平行極板電容的接近覺傳感器的檢測方法，其特征在于，包括待測物體距離檢測、待測物體方向檢測和待測物體屬性檢測；

所述待測物體距離檢測：對待測物體的接近距離與接近覺傳感器電容輸出值的關系進行標定，獲得待測物體接近距離與對應電容輸出值的距離量化關系；根據已有的距離量化關系和接近覺傳感器電容輸出值，得到待測物體的接近距離；

所述待測物體方向檢測：待測物體分別從四個方向接近接近覺傳感器，得到四個接近覺傳感器電容輸出的差值；對待測物體接近方向和電容輸出差值的關系進行標定，獲得待測物體接近方向與對應電容輸出差值的方向量化關系，根據已有的方向量化關系和接近覺傳感器電容輸出差值，得到待測物體的接近方向；

所述待測物體屬性檢測：將不同屬性的待測物體接近接近覺傳感器一定距離時，接近覺傳感器電容輸出值激增，對不同屬性待測物體和電容突變輸出值的關系進行標定，獲得待測物體屬性與對應電容突變輸出值的屬性量化關系，根據已有的屬性量化關系和接近覺傳感器電容突變輸出值，得到待測物體的屬性。