本发明涉及传感器领域，特别涉及一种压力传感器和压力检测方法。
背景技术：
现有的压力传感器检测原理多为应变片式、压阻式、电感式、电容式、谐振式或热电偶式等，主要以机械结构或微机电系统结构组成，机械制程工艺和微机电系统工艺的过程复杂，后端工序工艺设备昂贵、工艺精准度要求高，从而导致产能低、质量控制差、生产成本高。此外，成品的压力传感器集成度低、使用寿命有限。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种压力传感器和压力检测方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种压力传感器，包括：含有胆甾型液晶层的液晶盒、液晶状态检测模块和压力查询模块；
所述液晶盒具有一按压面；
所述液晶状态检测模块用于在所述液晶盒的按压面被按压压力作用时检测所述胆甾型液晶层内的液晶排布状态；
所述压力查询模块用于从预先存储的对应关系表中查询出与所述液晶排布状态对应的按压压力的大小。
可选地，所述液晶状态检测模块包括：透光率检测单元；
所述透光率检测单元用于检测所述胆甾型液晶层的透光率，并将检测出的透光率作为所述胆甾型液晶层内的液晶排布状态的表征；
所述压力查询模块包括：第一查询单元；
所述第一查询单元用于从第一对应关系表中查询出与所述透光率对应的按压压力，所述第一对应关系表中存储有不同透光率及其对应的按压压力值。
可选地，所述液透光率检测单元包括：第一光源、第一光强检测子单元、透光率计算子单元；
所述第一光源位于所述液晶盒的一侧，用于向液晶盒发射具有预定光强的光线；
所述第一光强检测子单元位于所述胆甾型液晶层背向所述第一光源的一侧，用于检测所述胆甾型液晶层背向所述第一光源的一侧的透射光光强；
所述透光率计算子单元用于根据所述透射光光强和所述预定光强计算所述胆甾型液晶层的透光率，所述胆甾型液晶层的透光率等于透射光光强与所述预定光强的比值。
可选地，第一光强检测子单元包括：第一光电转换膜层和第一数据处理器；
所述第一光电转化膜层耦合于所述液晶盒上，用于根据从所述胆甾型液晶层背向所述第一光源的一侧透射出的光线生成对应的电信号，并输出至所述第一数据处理器；
所述第一数据处理器与所述第一光电转换膜层连接，用于对所述第一光电转化膜层输出的电信号进行处理以得到对应的所述透射光光强。
可选地，所述液晶状态检测单元包括：第一光强检测子单元、第二光强检测子单元和透光率计算子单元；
所述第二光强检测子单元位于所述胆甾型液晶层朝向外部光源的一侧，用于检测所述胆甾型液晶层朝向外部光源的一侧的入射光光强；
所述第一光强检测子单元位于所述胆甾型液晶层背向所述第二光强检测子单元的一侧，用于检测所述胆甾型液晶层背向所述第二光强检测子单元的一侧的透射光光强；
所述透光率计算子单元用于根据所述透射光光强和所述入射光光强计算所述胆甾型液晶层的透光率，所述胆甾型液晶层的透光率等于透射光光强与所述入射光光强的比值。
可选地，第一光强检测子单元包括：第一光电转换膜层和第一数据处理子单元；
所述第一光电转化膜层耦合于所述液晶盒上，用于根据从所述胆甾型液晶层背向外部光源的一侧透射出的光线生成对应的电信号，并输出至所述第一数据处理器；
所述第一数据处理器与所述第一光电转换膜层连接，用于对所述第一光电转化膜层输出的电信号进行处理以得到对应的所述透射光光强；
第二光强检测子单元包括：第二光电转换膜层和第二数据处理器；
所述光电转化膜层耦合于所述液晶盒上，用于根据从所述胆甾型液晶层朝向外部光源的一侧入射的光线生成对应的电信号，并输出至第二数据处理子单元；
所述第二数据处理子单元与所述第二光电转换膜层连接，用于对所述第二光电转化膜层输出的电信号进行处理以得到对应的所述入射光光强。
可选地，所述液晶状态检测模块包括：光谱检测单元；
所述光谱检测单元用于检测所述胆甾型液晶层能够进行反射的光线的光谱，并将检测出的所述光谱作为所述胆甾型液晶层内的液晶排布状态的表征；
所述压力查询模块包括：第二查询单元；
所述第二查询单元用于从第二对应关系表中查询出与所述光谱对应的按压压力，所述第二对应关系表中存储有不同光谱及其对应的按压压力值。
可选地，所述光谱检测单元包括：光谱检测仪；
所述光谱检测仪位于所述液晶盒的一侧，用于检测自然光在所述胆甾型液晶层发生反射后形成的反射光的光谱。
可选地，所述液晶盒包括：相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板之间为所述胆甾型液晶层，所述胆甾型液晶层与所述第一基板、所述第二基板之间均形成有水平取向的取向层；
所述第一基板和所述第二基板中的一者上设置参考电极，另一者上设置有驱动电极，所述参考电极上加载有恒定的参考电压；
所述液晶状态检测模块包括：第一驱动电压输出单元、第一液晶状态判断单元和第一输出控制单元；
所述第一驱动电压输出单元与所述驱动电极连接，用于向所述驱动电极输出第一驱动电压，且所述第一驱动电压的大小从所述参考电压开始逐渐增大；
所述第一液晶状态判断单元用于判断所述胆甾型液晶层内的液晶是否处于垂直织构态；
所述第一输出控制单元用于在所述第一液晶判断单元判断出所述胆甾型液晶层内的液晶处于垂直织构态时，记录所述第一驱动电压输出单元当前输出的第一驱动电压，并控制所述第一驱动电压输出单元输出所述参考电压；
所述压力查询模块包括：第三查询单元；
所述第三查询单元用于从第三对应关系表中查询出与所述第一输出控制单元记录的所述第一驱动电压对应的按压压力，所述第三对应关系表中存储有不同第一驱动电压及其对应的按压压力值。
可选地，所述液晶盒包括：相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板之间为所述胆甾型液晶层，所述胆甾型液晶层与所述第一基板、所述第二基板之间均形成有水平取向的取向层；
所述第一基板和所述第二基板中的一者上设置参考电极，另一者上设置有驱动电极，所述参考电极上加载有恒定的参考电压；
所述液晶状态检测模块包括：第二驱动电压输出单元、第二液晶状态判断单元和第二输出控制单元；
所述第二驱动电压输出单元与所述驱动电极连接，用于向所述驱动电极输出第二驱动电压，且所述第二驱动电压的大小从所述参考电压开始逐渐增大；
所述第二液晶状态判断单元用于判断所述胆甾型液晶层内的液晶是否处于平面织构态；
所述第二输出控制单元用于在所述第二液晶判断单元判断出所述胆甾型液晶层内的液晶处于平面织构态时，记录所述第二驱动电压输出单元当前输出的第二驱动电压，并控制所述第二驱动电压输出输出所述参考电压；
所述压力查询模块包括：第四查询单元；
所述第四查询单元用于从第四对应关系表中查询出与所述第二输出控制单元记录的所述第二驱动电压对应的按压压力，所述第四对应关系表中存储有不同第二驱动电压及其对应的按压压力值。
为实现上述目的，本发明提供了一种压力检测方法，所述压力检测方法基于压力传感器，所述压力传感器包括：含有胆甾型液晶层的液晶盒、液晶状态检测模块和压力查询模块，所述液晶盒具有一按压面；
所述压力检测方法包括：
所述液晶状态检测模块检测所述胆甾型液晶层内的液晶排布状态；
所述压力查询模块从预先存储的对应关系表中查询出与所述液晶排布状态对应的按压压力的大小。
可选地，所述液晶状态检测模块包括：透光率检测单元，所述压力查询模块包括：第一查询单元；
检测所述胆甾型液晶层内的液晶排布状态的步骤具体包括：
所述透光率检测单元检测所述胆甾型液晶层的透光率，并将检测出的透光率作为所述胆甾型液晶层内的液晶排布状态的表征；
查询与所述液晶排布状态对应的按压压力的大小的步骤具体包括：
所述第一查询单元从第一对应关系表中查询出与所述透光率对应的按压压力，所述第一对应关系表中存储有不同透光率及其对应的按压压力值。
可选地，所述液晶状态检测模块包括：光谱检测单元，所述压力查询模块包括：第二查询单元；
检测所述胆甾型液晶层内的液晶排布状态的步骤具体包括：
所述光谱检测单元检测所述胆甾型液晶层能够进行反射的光线的光谱，并将检测出的所述光谱作为所述胆甾型液晶层内的液晶排布状态的表征；
查询与所述液晶排布状态对应的按压压力的大小的步骤具体包括：
所述第二查询单元用于从第二对应关系表中查询出与所述光谱对应的按压压力，所述第二对应关系表中存储有不同光谱及其对应的按压压力值。
可选地，所述液晶盒包括：相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板之间为所述胆甾型液晶层，所述胆甾型液晶层与所述第一基板、所述第二基板之间均形成有水平取向的取向层；所述第一基板和所述第二基板中的一者上设置参考电极，另一者上设置有驱动电极，所述参考电极上加载有恒定的参考电压；所述液晶状态检测模块包括：第一驱动电压输出单元、第一液晶状态判断单元和第一输出控制单元，所述第一驱动电压输出单元与所述驱动电极连接，所述第一输出控制单元与所述第一驱动电压输出单元和第一液晶状态判断单元连接；所述压力查询模块包括：第三查询单元；
检测所述胆甾型液晶层内的液晶排布状态的步骤具体包括：
所述第一驱动电压输出单元向所述驱动电极输出第一驱动电压，且所述第一驱动电压的大小从所述参考电压开始逐渐增大；
所述第一液晶状态判断单元判断所述胆甾型液晶层内的液晶是否处于垂直织构态；
当所述第一液晶状态判断单元判断出所述胆甾型液晶层内的液晶处于垂直织构态时，所述第一输出控制单元记录所述第一驱动电压输出单元当前输出的第一驱动电压，并控制所述第一驱动电压输出单元输出所述参考电压；
查询与所述液晶排布状态对应的按压压力的大小的步骤具体包括：
所述第三查询单元从第三对应关系表中查询出与所述第一输出控制单元记录的所述第一驱动电压对应的按压压力，所述第三对应关系表中存储有不同第一驱动电压及其对应的按压压力值。
可选地，所述液晶盒包括：相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板之间为所述胆甾型液晶层，所述胆甾型液晶层与所述第一基板、所述第二基板之间均形成有水平取向的取向层；所述第一基板和所述第二基板中的一者上设置参考电极，另一者上设置有驱动电极，所述参考电极上加载有恒定的参考电压；所述液晶状态检测模块包括：第二驱动电压输出单元、第二液晶状态判断单元和第二输出控制单元，所述第二驱动电压输出单元与所述驱动电极连接，所述第二输出控制单元与所述第二驱动电压输出单元和第二液晶状态判断单元连接；所述压力查询模块包括：第四查询单元；
检测所述胆甾型液晶层内的液晶排布状态的步骤具体包括：
所述第二驱动电压输出单元向所述驱动电极输出第二驱动电压，且所述第二驱动电压的大小从所述参考电压开始逐渐增大；
所述第二液晶状态判断单元判断所述胆甾型液晶层内的液晶是否处于平面织构态；
当所述第二液晶状态判断单元判断出所述胆甾型液晶层内的液晶处于平面织构态时，所述第二输出控制单元记录所述第二驱动电压输出单元当前输出的第一驱动电压，并控制所述第二驱动电压输出单元输出所述参考电压；
查询与所述液晶排布状态对应的按压压力的大小的步骤具体包括：
所述第四查询单元从第四对应关系表中查询出与所述第二输出控制单元记录的所述第二驱动电压对应的按压压力，所述第四对应关系表中存储有不同第二驱动电压及其对应的按压压力值。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种压力传感器和压力检测方法，该压力传感器基于含有胆甾型液晶层的液晶盒，其制造工艺为标准半导体工艺，尤其适合tft-lcd产线工艺，工艺过程具有标准化、工艺质量控制良好且产能高等特点。此外，该压力传感器的应用范围广，可用于检测大量程、高精细的压力变化，不仅适用于一般环境的压力测量，更试用于恶劣环境的压力检测，如高湿环境、腐蚀性气体或液体环境、盐碱环境或易燃易爆气体环境等等，亦可应用于高压力、高量程测量。
附图说明
图1a～图1c为胆甾型液晶分别处于平面织构态、焦锥织构态、垂直织构态时的示意图；
图2为本发明实施例二提供的一种压力传感器的结构示意图；
图3为本发明实施例三提供的一种压力传感器的结构示意图；
图4为本发明实施例四提供的一种压力传感器的结构示意图；
图5为本发明实施例五提供的一种压力传感器的结构示意图；
图6为本发明实施例六提供的一种压力传感器的结构示意图；
图7为本发明实施例七提供的一种压力检测方法的流程图；
图8为本发明实施例八提供的一种压力检测方法的流程图；
图9为本发明实施例九提供的一种压力检测方法的流程图；
图10为本发明实施例十提供的一种压力检测方法的流程图；
图11为本发明实施例十一提供的一种压力检测方法的流程图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的一种压力传感器和压力检测方法进行详细描述。
本发明实施例一提供了一种压力传感器，该压力传感器包括：含有胆甾型液晶层的液晶盒、液晶状态检测模块和压力查询模块，液晶盒具有一按压面；液晶状态检测模块用于在液晶盒的按压面被按压压力作用时检测胆甾型液晶层内的液晶排布状态；压力查询模块用于从预先存储的对应关系表中查询出与液晶排布状态对应的按压压力的大小。
图1a～图1c为胆甾型液晶分别处于平面织构态、焦锥织构态、垂直织构态时的示意图，如图1a～图1c所示，胆甾型液晶层具有三种不同的分子排列结构：平面织构态(planartexture，简称p态)、焦锥织构态(focalconictexture，简称fc态)、垂直织构态(homeotropictexture，简称h态)。
参见图1a所示，当处于p态时，胆甾型液晶层2内的液晶具有周期性的螺旋结构，且各螺旋结构的螺旋轴与液晶盒1基板垂直。参见图1b所示，当处于fc态时，胆甾型液晶层2内液晶呈现出一种多畴结构，在每一个液晶畴内，螺旋结构仍然存在，但是各螺旋结构中的螺距会发生变化，且螺旋结构的螺旋轴呈现不规则的倾斜。参见图1c所示，当处于fc态时，胆甾型液晶层2中的螺旋结构解体，液晶的长轴与液晶盒1基板垂直。
在本发明中，在不考虑电场作用的情况下，当液晶盒1的液晶面未施加有按压压力时，液晶盒1内的胆甾型液晶层2呈p态；当液晶盒1的按压面面施加有按压压力时，液晶盒1内的胆甾型液晶层2由p态转变为fc态，且对应不同的按压压力，处于fc态的胆甾型液晶层2内液晶排布状态不同；即，胆甾型液晶层2受到压力作用后，会呈现对应的液晶排布状态。具体地，按压压力越大，胆甾型液晶层2内液晶排布越不规则。
基于上述原理，在本实施例中可通过预先实验来对胆甾型液晶层2受到不同按压压力时所呈现的液晶排布状态进行采集，并建立相应的对应关系表。在实际压力检测过程中，可利用液晶状态检测模块检测出液晶盒1的按压面受到按压压力作用时胆甾型液晶层2内的液晶排布状态，然后通过压力查询模块查询对应关系表，以确定按压压力的大小。
本发明提供的压力传感器基于含有胆甾型液晶层2的液晶盒1，其制造工艺为标准半导体工艺，尤其适合tft-lcd产线工艺，工艺过程具有标准化、工艺质量控制良好且产能高等特点。此外，该压力传感器的应用范围广，可用于检测大量程、高精细的压力变化，不仅适用于一般环境的压力测量，更试用于恶劣环境的压力检测，如高湿环境、腐蚀性气体或液体环境、盐碱环境或易燃易爆气体环境等等，亦可应用于高压力、高量程测量。
图2为本发明实施例二提供的一种压力传感器的结构示意图，如图2所示，本实施例提供的压力传感器为基于上述实施例一所提供的压力传感器的具体化方案，具体地，液晶状态检测模块包括：透光率检测单元，压力查询模块包括：第一查询单元。
其中，透光率检测单元用于检测胆甾型液晶层2的透光率，并将检测出的透光率作为胆甾型液晶层2内的液晶排布状态的表征。
第一查询单元用于从第一对应关系表中查询出与透光率对应的按压压力，第一对应关系表中存储有不同透光率及其对应的按压压力值。
在本发明中，当液晶盒1的按压面未施加有按压压力时，液晶盒1内的胆甾型液晶层2呈p态，射向胆甾型液晶层2的入射光将被强烈的反射，反射光为圆偏振光，胆甾型液晶层2呈现出亮态。此时，能透射胆甾型液晶层2的光线较少，胆甾型液晶层2透光率最小。
当液晶盒1的按压面施加有按压压力时，入射至胆甾型液晶层2内的光因液晶畴与液晶畴之间的折射率不匹配而被散射，胆甾型液晶层2就会由p态转变为fc态，此时螺旋轴分布杂乱。处于fc态的液晶呈现出一种多畴结构，在每一个液晶畴内，螺旋结构仍然存在，但此时周期性重复的螺旋光却不复存在。入射至胆甾型液晶层2内的光因液晶畴与液晶畴之间的折射率不匹配而被散射，此时液晶盒1呈现雾态或暗态。相较于p态，处于fc态的胆甾型液晶层2可反射光线的波长范围减小，胆甾型液晶层2的透光率增大。
需要说明的是，对应不同的按压压力，处于fc态的胆甾型液晶层2内液晶排布状态不同,其透光率也不同。即，受到压力作用后，胆甾型液晶层2会呈现出对应的液晶排布状态，且具有对应的透光率(按压压力、液晶排布状态、透光率三者具有对应关系)。
基于上述原理，本实施例中可将胆甾型液晶层2的透光率作为胆甾型液晶层2的液晶排布状态的表征。即，利用胆甾型液晶层2的透光率来反映出胆甾型液晶层2的液晶排布状态。具体地，可通过预先实验来对胆甾型液晶层2受到不同按压压力时所呈现的透光率进行采集，并建立相应的第一对应关系表。在实际压力检测过程中，可利用透光率检测单元检测出液晶盒1的按压面受到按压压力作用时胆甾型液晶层2的透光率，然后通过第一查询单元查询第一对应关系表，以确定按压压力的大小。
作为一种具体实施方案，液透光率检测单元包括：第一光源、第一光强检测子单元、透光率计算子单元，第一光源位于液晶盒1的一侧(以第一光源位于液晶盒1的按压面的一侧为例)，用于向液晶盒1发射具有预定光强的光线；第一光强检测子单元位于胆甾型液晶层2背向第一光源的一侧，用于检测胆甾型液晶层2背向第一光源的一侧的透射光光强，透光率计算子单元用于根据透射光光强和预定光强计算胆甾型液晶层2的透光率，胆甾型液晶层2的透光率等于透射光光强与预定光强的比值。
进一步可选地，第一光强检测子单元包括：第一光电转换膜层5(光电转换材料构成)和第一数据处理器；第一光电转化膜层耦合于液晶盒1上，用于根据从胆甾型液晶层2背向第一光源的一侧透射出的光线生成对应的电信号，并输出至第一数据处理器；第一数据处理器与第一光电转换膜层5连接，用于对第一光电转化膜层输出的电信号进行处理以得到对应的透射光光强。
在本实施例中，液晶盒1包括相对设置的第一基板3和第二基板4，第一基板3和第二基板4之间为胆甾型液晶层2，胆甾型液晶层2与第一基板3、第二基板4之间均形成有水平取向的取向层6。在本实施例以及下述各实施例中，以第一基板3的外侧表面作为按压面为例进行示例性描述。当然，本发明中也可以以第二基板4的外侧表面作为按压面。
本实施例中假定第一电源位于第一基板3背向胆甾型液晶层2的一侧，则第一光电转换膜层5位于第二基板4所对应的取向层6背向胆甾型液晶层2的一侧。具体地，第一光电转换膜层5可形成第二基板4与其所对应的取向层6之间，或形成于第二基板4中，或形成于第二基板4背向胆甾型液晶层2的一侧。附图中仅示出了第一光电转换膜层5形成于第二基板4与其所对应的取向层6之间的情况，对于其他两种情况，未给出相应附图。
需要说明的是，当胆甾型液晶层2仅受到按压压力作用时，其难以呈现h态。在实际应用中发现，仅当液晶盒1内存在较强垂直电场且不受按压压力作用时，胆甾型液晶层2才会呈现h态，此时所有液晶都具有沿垂直电场方向一致排列的趋势，故螺旋结构开始解体，并最终转变为沿电场方向一致排列的向列相液晶，此时液晶盒1呈现透明态。当处于h态时，胆甾型液晶层2可进行反射的光线的波长范围最小，胆甾型液晶层2的透光率最大。
需要说明的是，在本实施例中，第一光源既可位于液晶盒1的按压面的一侧，也可位于液晶盒上背向按压面的一侧，其均属于本发明的保护范围。
图3为本发明实施例三提供的一种压力传感器的结构示意图，如图3所示，与上述实施例二中原理类似的是，本实施例中也是将胆甾型液晶层2的透光率作为胆甾型液晶层2的液晶排布状态的表征，利用透光率检测单元检测出液晶盒1的按压面受到按压压力作用时胆甾型液晶层2的透光率，然后通过第一查询单元查询第一对应关系表，以确定按压压力的大小。然而，与上述实施例二中不同是的，本实施例中的透光率检测单元包括：第一光强检测子单元、第二光强检测子单元和透光率计算子单元；第二光强检测子单元位于胆甾型液晶层2朝向外部光源的一侧，用于检测胆甾型液晶层2朝向外部光源的一侧的入射光光强；第一光强检测子单元位于胆甾型液晶层2背向第二光强检测子单元的一侧，用于检测胆甾型液晶层2背向第二光强检测子单元的一侧的透射光光强；透光率计算子单元用于根据透射光光强和入射光光强计算胆甾型液晶层2的透光率，胆甾型液晶层2的透光率等于透射光光强与入射光光强的比值。
与上述实施例二相比，本实施例提供的压力传感器对射入至液晶盒1内的光线光强没有要求，即对外部光源没有要求。作为一种优选检测方案，可直接利用环境光来进行检测。具体地，使得环境光依次通过第二光强检测子单元、胆甾型液晶层2和第一光强检测子单元，第二光强检测子单元可检测到入射至胆甾型液晶层2的环境光的光强，第一光强检测子单元可检测到从胆甾型液晶层2中射出的环境光的光强，将第一光强检测子单元检测到的光强值与第二光强检测子单元检测到的光强值作商运算，即可求得胆甾型液晶层2的透光率。最后，通过查表的方式，得到对应的按压压力。
由此可见，本实施例提供的压力传感器在进行压力检测时对外部光源无要求，具有较佳的普适性；更重要的是，该压力传感器还可直接基于环境光来进行压力检测。
进一步可选地，第一光强检测子单元包括：第一光电转换膜层5(光电转换材料构成)和第一数据处理子单元；第一光电转化膜层耦合于液晶盒1上，用于根据从胆甾型液晶层2背向外部光源的一侧透射出的光线生成对应的电信号，并输出至第一数据处理器；第一数据处理器与第一光电转换膜层5连接，用于对第一光电转化膜层输出的电信号进行处理以得到对应的透射光光强。
第二光强检测子单元包括：第二光电转换膜层7(光电转换材料构成)和第二数据处理器；光电转化膜层耦合于液晶盒1上，用于根据从胆甾型液晶层2朝向外部光源的一侧入射的光线生成对应的电信号，并输出至第二数据处理子单元；第二数据处理子单元与第二光电转换膜层7连接，用于对第二光电转化膜层输出的电信号进行处理以得到对应的入射光光强。
本实施例中，仅需保证第一光电转换膜层5和第二光电转换膜层7中的一者位于第一基板3所对应的取向层6背向胆甾型液晶层2的一侧，另一者位于第二基板4所对应的取向层6背向胆甾型液晶层2的一侧即可。
需要说明的是，本实施例中为提高压力传感器的集成度，可将上述第一数据处理器和第二数据处理器集成于同一处理器中，此也应属于本发明的保护范围。
此外，在本实施例中，外部光源射出的光线可从液晶盒1的按压面射入至胆甾型液晶层2，也可以从液晶盒1背向按压面的一侧射入至胆甾型液晶层2，其均属于本发明的保护范围。
图4为本发明实施例四提供的一种压力传感器的结构示意图，如图4所示，液晶状态检测模块包括：光谱检测单元，压力查询模块包括：第二查询单元。
光谱检测单元单元用于检测胆甾型液晶层2能够进行反射的光线的光谱，并将检测出的光谱作为胆甾型液晶层2内的液晶排布状态的表征。
第二查询单元用于从第二对应关系表中查询出与光谱对应的按压压力，第二对应关系表中存储有不同光谱及其对应的按压压力值。
基于前述内容可见，对应于不同的按压压力，处于fc态的胆甾型液晶层2内液晶排布状态不同,其透光率不同，可反射的光线的波长范围(即反射光的光谱)也发生变化。即，受到压力作用后，胆甾型液晶层2会呈现出对应的液晶排布状态，且具有对应的反射光线波长范围(按压压力、液晶排布状态、反射光线波长范围三者具有对应关系)。
基于上述原理，本实施例中可将胆甾型液晶层2的反射光线波长范围作为胆甾型液晶层2的液晶排布状态的表征。即，利用胆甾型液晶层2的反射光光谱来反映出胆甾型液晶层2的液晶排布状态。具体地，可通过预先实验来对胆甾型液晶层2受到不同按压压力时其能够进行反射的光线的光谱进行采集，并建立相应的第二对应关系表。在实际压力检测过程中，可利用光谱检测单元检测出液晶盒1的按压面受到按压压力作用时胆甾型液晶层2的可进行反射的光线的光谱，然后通过第二查询单元查询第二对应关系表，以确定按压压力的大小。
需要说明的是，在实际压力检测过程中，需使得射向胆甾型液晶层2的光线的波长范围与预先实验建立第二对应关系表过程中射向胆甾型液晶层2的光线的波长范围相同，以保证最终检测结果的精准性。优选地，本实施例中射向胆甾型液晶层2的光线为自然光。
进一步地，光谱检测仪，光谱检测仪位于液晶盒1的一侧，用于检测自然光在胆甾型液晶层2发生反射后形成的反射光的光谱。在本实施例中，光谱检测仪既可位于液晶盒1的按压面的一侧，也可以位于液晶盒1中背向按压面的一侧，其均属于本发明的保护范围。
需要说明的是，在利用上述实施例二～实施例四提供的压力传感器进行压力检测时，均需要基于光路进行检测。为避免按压物(例如手指、触控笔)对光路造成影响，可将按压面上光路不经过的位置设定为指定按压区域，或者在按压物完成按压且离开按压面后(胆甾型液晶层2可维持被按压时的液晶排布状态)，再通过光路对胆甾型液晶层2的透光率、可反射光线的波长范围进行检测。
图五为本发明实施例五提供的一种压力传感器的结构示意图，如图5所示，液晶盒1包括：相对设置的第一基板3和第二基板4，第一基板3和第二基板4之间为胆甾型液晶层2，胆甾型液晶层2与第一基板3、第二基板4之间均形成有水平取向的取向层6；第一基板3和第二基板4中的一者上设置参考电极9，另一者上设置有驱动电极8，参考电极9上加载有恒定的参考电压，参考电极9和驱动电极8可在液晶层2内形成垂直电场；液晶状态检测模块包括：第一驱动电压输出单元、第一液晶状态判断单元和第一输出控制单元，压力查询模块包括：第三查询单元。
第一驱动电压输出单元与驱动电极8连接，用于向驱动电极8输出第一驱动电压，且第一驱动电压的大小从参考电压开始逐渐增大。
第一液晶状态判断单元用于判断胆甾型液晶层2内的液晶是否处于垂直织构态。
第一输出控制单元用于在第一液晶判断单元判断出胆甾型液晶层2内的液晶处于垂直织构态时，记录第一驱动电压输出单元当前输出的第一驱动电压，并控制第一驱动电压输出单元输出参考电压。
第三查询单元用于从第三对应关系表中查询出与第一输出控制单元记录的第一驱动电压对应的按压压力，第三对应关系表中存储有不同第一驱动电压及其对应的按压压力值。
基于前述内容可见，当胆甾型液晶层2受到按压压力作用时，胆甾型液晶层2会由p态转变为fc态，且处于对应的液晶排布状态。此时，若将按压压力去除，该液晶排布状态在一定条件(如表面处理、聚合物稳定等方法)下可以保持稳定，以构成一种零场稳定态。若在液晶盒1上施加足够高的垂直电场强度e＞ec1时(ec1为液晶发生相变且最终呈h态时的垂直电场阈值强度)，由于液晶材料的介电各向异性，所有液晶分子都有沿着电场方向排列的趋势。其中，液晶发生相变且最终呈h态时的垂直电场阈值强度ec1与胆甾型液晶层2的液晶排布状态相关，且两者具有对应关系。由此可见，按压压力、液晶排布状态、呈h态时的垂直电场阈值强度三者具有对应关系。
此外，考虑到垂直电场的强度与施加在驱动电极8(始终大于参考电压)和参考电极9上的电压差成正比，在参考电压一定的情况下，垂直电场的强度与驱动电极8上的第一驱动电压成正相关。因此，按压压力、液晶排布状态、以及施加在驱动电极8上以控制胆甾型液晶层2呈h态时第一驱动电压的阈值三者具有对应关系。
基于上述原理，本实施例中可将施加在驱动电极8上以控制胆甾型液晶层2呈h态时第一驱动电压的阈值作为胆甾型液晶层2的液晶排布状态的表征。即，利用施加在驱动电极8上以控制胆甾型液晶层2由fc态转变为h态时第一驱动电压的阈值来反映出胆甾型液晶层2的液晶排布状态。具体地，可通过预先实验来对胆甾型液晶层2受到不同按压压力时施加在驱动电极8上以控制胆甾型液晶层2由fc态转变为h态时第一驱动电压的阈值进行采集，并建立相应的第三对应关系表。在实际压力检测过程中，可利用第一驱动电压输出单元向驱动电极8输出第一驱动电压，且第一驱动电压的大小从参考电压开始逐渐增大；与此同时，利用第一液晶状态判断单元判断胆甾型液晶层2内的液晶是否处于h态，当第一液晶判断单元判断出胆甾型液晶层2内的液晶处于h态时，第一输出控制单元记录下第一驱动电压输出单元当前输出的第一驱动电压的值，从而获取到胆甾型液晶层2由fc态转变为h态时第一驱动电压的阈值，然后通过第三查询单元查询第三对应关系表，以确定按压压力的大小。
需要说明的是，在第一输出控制单元记录下第一驱动电压输出单元当前输出的第一驱动电压的值后，第一输出控制单元会控制第一驱动电压输出单元输出参考电压。此时第一驱动电压迅速下降至参考电压，液晶盒1内的电场迅速消失，胆甾型液晶内液晶发生垂直-水平弛豫，从h态弛豫到p态，以恢复到初始状态。
需要说明的是，上述第一液晶判断单元判断胆甾型液晶层2是否处于h态时，可基于前述的胆甾型液晶层2的透光率或反射光光谱来进行检测。
以基于胆甾型液晶层2的透光率为例，通过预先实验来获取到胆甾型液晶层2处于h态时对应的透光率t1，然后在第一驱动电压输出单元不断调高第一驱动电压的过程中实时检测胆甾型液晶层2的透光率是否等于t1，若等于t1，则判断出胆甾型液晶层2处于h态，反之，则判断出胆甾型液晶层2不处于h态。需要说明的是，当基于胆甾型液晶层2的透光率来判断胆甾型液晶层2是否处于h态时，可将上述实施例二、实施例三中的透光率检测单元与本实施例的技术方案进行结合。
以基于胆甾型液晶层2的反射光光谱为例，通过预先实验来获取到胆甾型液晶层2处于h态时对应的反射光光谱sp1，然后在第一驱动电压输出单元不断调高第一驱动电压的过程中实时检测胆甾型液晶层2的反射光光谱是否为sp1，若为sp1，则判断出胆甾型液晶层2处于h态，反之，则判断出胆甾型液晶层2不处于h态。需要说明的是，当基于胆甾型液晶层2的反射光光谱来判断胆甾型液晶层2是否处于h态时，可将上述实施例四中的光谱检测单元与本实施例的技术方案进行结合。
当然，本实施例中还可以采用其他技术手段来判断胆甾型液晶层2是否处于h态，其均应属于本发明的保护范围，此处不再一一举例。
此外，附图中仅示例性给出了参考电极9设置于第一基板3上，驱动电极8设置于第二基板4上的情况，本领域技术人员应该知晓的是，本实施例中也可以是参考电极9设置于第二基板4上，驱动电极8设置于第一基板3上。
图六为本发明实施例六提供的一种压力传感器的结构示意图，如图6所示，液晶盒1包括：相对设置的第一基板3和第二基板4，第一基板3和第二基板4之间为胆甾型液晶层2，胆甾型液晶层2与第一基板3、第二基板4之间均形成有水平取向的取向层6；第一基板3和第二基板4中的一者上设置参考电极9，另一者上设置有驱动电极8，参考电极9上加载有恒定的参考电压，参考电极9和驱动电极8可在液晶层2内形成边缘水平电场；液晶状态检测模块包括：第二驱动电压输出单元、第二液晶状态判断单元和第二输出控制单元；压力查询模块包括：第四查询单元。
第二驱动电压输出单元与驱动电极8连接，用于向驱动电极8输出第二驱动电压，且第二驱动电压的大小从参考电压开始逐渐增大。
第二液晶状态判断单元用于判断胆甾型液晶层2内的液晶是否处于平面织构态。
第二输出控制单元用于在第二液晶判断单元判断出胆甾型液晶层2内的液晶处于平面织构态时，记录第二驱动电压输出单元当前输出的第二驱动电压，并控制第二驱动电压输出单元停止工作。
第四查询单元用于从第四对应关系表中查询出与第二输出控制单元记录的第二驱动电压对应的按压压力，第四对应关系表中存储有不同第二驱动电压及其对应的按压压力值。
基于前述内容可见，当胆甾型液晶层2受到按压压力作用时，胆甾型液晶层2会由p态转变为fc态，且处于对应的液晶排布状态。此时，若将按压压力去除，该液晶排布状态在一定条件(如表面处理、聚合物稳定等方法)下可以保持稳定，以构成一种零场稳定态。若在液晶盒1上施加足够高的水平电场强度e＞ec2时(ec2为液晶发生相变且最终呈p态时的水平电场阈值强度)，由于液晶材料的介电各向异性，所有液晶分子都有沿着电场方向排列的趋势。其中，液晶发生相变且最终呈p态时的水平电场阈值强度ec2与胆甾型液晶层2的液晶排布状态相关，且两者具有对应关系。由此可见，按压压力、液晶排布状态、呈p态时的边缘水平电场阈值强度三者具有对应关系。
此外，考虑到边缘水平电场的强度与施加在驱动电极8(始终大于参考电压)和参考电极9上的电压差成正比，在参考电压一定的情况下，边缘水平电场的强度与驱动电极8上的第二驱动电压成正相关。因此，按压压力、液晶排布状态、以及施加在驱动电极8上以控制胆甾型液晶层2呈p态时第二驱动电压的阈值三者具有对应关系。
基于上述原理，本实施例中可将施加在驱动电极8上以控制胆甾型液晶层2呈p态时第二驱动电压的阈值作为胆甾型液晶层2的液晶排布状态的表征。即，利用施加在驱动电极8上以控制胆甾型液晶层2由fc态转变为p态时第二驱动电压的阈值来反映出胆甾型液晶层2的液晶排布状态。具体地，可通过预先实验来对胆甾型液晶层2受到不同按压压力时施加在驱动电极8上以控制胆甾型液晶层2由fc态转变为p态时第二驱动电压的阈值进行采集，并建立相应的第四对应关系表。在实际压力检测过程中，可利用第二驱动电压输出单元向驱动电极8输出第二驱动电压，且第二驱动电压的大小从参考电压开始逐渐增大；与此同时，利用第二液晶状态判断单元判断胆甾型液晶层2内的液晶是否处于p态，当第二液晶判断单元判断出胆甾型液晶层2内的液晶处于p态时，第二输出控制单元记录下第二驱动电压输出单元当前输出的第二驱动电压的值，从而获取到胆甾型液晶层2由fc态转变为p态时第二驱动电压的阈值，然后通过第四查询单元查询第四对应关系表，以确定按压压力的大小。
需要说明的是，在第二输出控制单元记录下第二驱动电压输出单元当前输出的第二驱动电压的值后，第二输出控制单元会控制第一驱动电压输出单元输出参考电压。此时第二驱动电压迅速下降至参考电压，液晶盒1内的电场迅速消失，胆甾型液晶内液晶在取向层6的作用下维持初始状态。
需要说明的是，上述第二液晶判断单元判断胆甾型液晶层2是否处于p态时，可基于前述的胆甾型液晶层2的透光率或反射光光谱来进行检测。
以基于胆甾型液晶层2的透光率为例，通过预先实验来获取到胆甾型液晶层2处于p态时对应的透光率t2，然后在第二驱动电压输出单元不断调高第二驱动电压的过程中实时检测胆甾型液晶层2的透光率是否等于t2，若等于t2，则判断出胆甾型液晶层2处于p态，反之，则判断出胆甾型液晶层2不处于p态。需要说明的是，当基于胆甾型液晶层2的透光率来判断胆甾型液晶层2是否处于p态时，可将上述实施例二、实施例三中的透光率检测单元与本实施例的技术方案进行结合。
以基于胆甾型液晶层2的反射光光谱为例，通过预先实验来获取到胆甾型液晶层2处于p态时对应的反射光光谱sp2，然后在第二驱动电压输出单元不断调高第二驱动电压的过程中实时检测胆甾型液晶层2的反射光光谱是否为sp2，若为sp2，则判断出胆甾型液晶层2处于p态，反之，则判断出胆甾型液晶层2不处于p态。需要说明的是，当基于胆甾型液晶层2的反射光光谱来判断胆甾型液晶层2是否处于p态时，可将上述实施例四中的光谱检测单元与本实施例的技术方案进行结合。
当然，本实施例中还可以采用其他技术手段来判断胆甾型液晶层2是否处于p态，其均应属于本发明的保护范围，此处不再一一举例。
此外，附图中仅示例性给出了驱动电极8和参考电极9均设置于第二基板4上的情况，本领域技术人员应该知晓的是，本实施例中也可以驱动电极8和参考电极9均设置于第一基板3上。
图7为本发明实施例七提供的一种压力检测方法的流程图，如图7所示，该压力检测方法基于上述实施例一中的压力传感器，对于该压力传感器的描述可参见上述实施例一中的内容，此处不再赘述，该压力检测方法包括：
步骤s101、液晶状态检测模块检测胆甾型液晶层内的液晶排布状态。
步骤s102、压力查询模块从预先存储的对应关系表中查询出与液晶排布状态对应的按压压力的大小。
对于上述步骤s101和步骤s102的具体描述，可参见前述实施例一中相应内容此处不再赘述。
图8为本发明实施例八提供的一种压力检测方法的流程图，如图8所示，该压力检测方法基于上述实施例二或实施例三中的压力传感器，对于该压力传感器的描述可参见上述实施例二和实施例三中的内容，此处不再赘述，该压力检测方法包括：
步骤s201、透光率检测单元检测胆甾型液晶层的透光率，并将检测出的透光率作为胆甾型液晶层内的液晶排布状态的表征。
当采用上述实施例二中的压力传感器器时，步骤s201具体包括：首先，第一光源向液晶盒发射具有预定光强的光线；然后，第一光强检测子单元检测胆甾型液晶层背向第一光源的一侧的透射光光强；最后，透光率计算子单元根据透射光光强和预定光强计算胆甾型液晶层的透光率，胆甾型液晶层的透光率等于透射光光强与预定光强的比值。
当采用上述实施例三中的压力传感器器时，步骤s201包括：首先，第二光强检测子单元检测胆甾型液晶层朝向外部光源的一侧的入射光光强；第一光强检测子单元检测胆甾型液晶层背向第二光强检测子单元的一侧的透射光光强；最后，透光率计算子单元用于根据透射光光强和入射光光强计算胆甾型液晶层的透光率，胆甾型液晶层的透光率等于透射光光强与入射光光强的比值。
步骤s202、第一查询单元从第一对应关系表中查询出与透光率对应的按压压力，第一对应关系表中存储有不同透光率及其对应的按压压力值。
对于上述步骤s201和步骤s202的具体描述，可参见前述实施例二和实施例三中相应内容此处不再赘述。
图9为本发明实施例九提供的一种压力检测方法的流程图，如图9所示，该压力检测方法基于上述实施例四中的压力传感器，对于该压力传感器的描述可参见上述实施例四中的内容，此处不再赘述，该压力检测方法包括：
步骤s301、光谱检测单元检测胆甾型液晶层能够进行反射的光线的光谱，并将检测出的光谱作为胆甾型液晶层内的液晶排布状态的表征。
优选地，射向胆甾型液晶层的光为自然光，光谱检测单元为光谱检测仪，光谱检测仪检测自然光在所述胆甾型液晶层发生反射后形成的反射光的光谱。
步骤s302、第二查询单元用于从第二对应关系表中查询出与光谱对应的按压压力，第二对应关系表中存储有不同光谱及其对应的按压压力值。
对于上述步骤s301和步骤s302的具体描述，可参见前述实施四中相应内容此处不再赘述。
图10为本发明实施例十提供的一种压力检测方法的流程图，如图10所示，该压力检测方法基于上述实施例五中的压力传感器，对于该压力传感器的描述可参见上述实施例五中的内容，此处不再赘述，该压力检测方法包括：
步骤s401、第一驱动电压输出单元向驱动电极输出第一驱动电压，且第一驱动电压的大小从参考电压开始逐渐增大；
步骤s402、第一液晶状态判断单元判断胆甾型液晶层内的液晶是否处于垂直织构态。
当第一液晶状态判断单元判断出胆甾型液晶层内的液晶处于垂直织构态时，则执行步骤s403；反之，则执行步骤s401。
步骤s403、第一输出控制单元记录第一驱动电压输出单元当前输出的第一驱动电压，并控制第一驱动电压输出单元输出参考电压。
步骤s404、第三查询单元从第三对应关系表中查询出与第一输出控制单元记录的第一驱动电压对应的按压压力，第三对应关系表中存储有不同第一驱动电压及其对应的按压压力值。
对于上述步骤s401～步骤s404的具体描述，可参见前述实施五中相应内容此处不再赘述。
图11为本发明实施例十一提供的一种压力检测方法的流程图，如图11所示，该压力检测方法基于上述实施例六中的压力传感器，对于该压力传感器的描述可参见上述实施例六中的内容，此处不再赘述，该压力检测方法包括：
步骤s501、第二驱动电压输出单元向驱动电极输出第二驱动电压，且第二驱动电压的大小从参考电压开始逐渐增大；
步骤s502、第二液晶状态判断单元判断胆甾型液晶层内的液晶是否处于平面织构态；
当第二液晶状态判断单元判断出胆甾型液晶层内的液晶处于平面织构态时，则执行步骤s503；反之，则执行步骤s501。
步骤s503、第二输出控制单元记录第二驱动电压输出单元当前输出的第一驱动电压，并控制第二驱动电压输出单元输出参考电压；
步骤s504、第四查询单元从第四对应关系表中查询出与第二输出控制单元记录的第二驱动电压对应的按压压力，第四对应关系表中存储有不同第二驱动电压及其对应的按压压力值。
对于上述步骤s501～步骤s404的具体描述，可参见前述实施六中相应内容此处不再赘述。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。