一种传感器及终端的制作方法

本文涉及但不限于传感器技术，尤指一种传感器及终端。

背景技术：

陀螺仪被广泛应用于手机、平板电脑、游戏机等电子设备中，用于感知电子设备的运动方位，以为用户提供更好的使用体验。陀螺仪能够提供准确的运动物体的方位、水平、位置、速度或加速度等信号。

目前，陀螺仪包括激光陀螺仪、光纤陀螺仪、磁浮陀螺仪、微机械陀螺仪等；常见的陀螺仪制作工艺复杂，后端工序工艺设备昂贵，存在工艺精准度要求高、产能低、精度差、可集成度低、成本高等问题，且不同的陀螺仪适用范围有限。此外，相关技术中陀螺仪普遍体积较大，与手机、平板电脑等追求轻薄的电子设备集成困难。

综上，相关技术中的陀螺仪体积大、工艺复杂，无法有效集成在轻薄的电子设备上，影响了电子设备的应用设计。

技术实现要素：

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本发明实施例提供一种传感器及终端，能够简化获得运动状态参数的传感器的结构和工艺，减小传感器的体积。

本发明实施例提供了一种传感器，包括：运算处理部分、及依次设置于衬底同一侧面的第一电容部分和第二电容部分；其中，

第一电容部分包括第一导电层，用于：接入施加于自身的第一电压；

第二电容部分包括：受力移动的导电球和第二组件；其中，

第二组件用于：接入与导电球位置成对应关系的第二电压；

运算处理部分用于：检测导电球移动时，由第一电容部分和第二电容部分产生的各电容信号；根据检测到的各电容信号，确定导电球的移动轨迹；根据确定的导电球的移动轨迹确定传感器的运动状态参数。

可选的，所述第二组件包括：平行设置的位于所述导电球两侧的第二导电层和有机膜层；其中，

所述有机膜层包含按照预设分布位置设置的两个或两个以上电极片，根据预设的映射关系对各所述电极片分别施加相应的第二电压；

第二导电层用于：通过与导电球处于接触状态的电极片的连接，接入与导电球位置成对应关系的第二电压。

可选的，所述第一导电层、所述第二导电层和所述有机膜层为圆心处于同一直线的弧形球面。

可选的，所述第一导电层、所述第二导电层和所述有机膜层为同一圆心的半球面；

其中，所述第二导电层的半径大于所述第一导电层；所述第二导电层的半径小于所述有机膜层。

可选的，所述电极片包含设置于所述有机膜层凹面的电极部分，和设置于所述有机膜层凸面的电极导线部分；

其中，所述电极部分与电极导线部分线路连接。

可选的，所述有机膜层包括：由有机聚合物材料构成的膜层；

其中，所述有机聚合物材料包括以下任意一种材料：聚酰亚胺、聚乙烯。

可选的，所述电极片由第一导电金属材料构成；

其中，所述第一导电金属材料包括以下任意一种材料：铜、铝。

可选的，所述导电球包括：表面光滑的由第二导电金属材料构成的球体；

其中，所述第二导电金属材料包括：金、银、铜。

可选的，所述第二导电层和有机膜层之间添加有润滑剂。

另一方面，本发明实施例还提供一种终端，包括：设置有上述传感器。

与相关技术相比，本申请技术方案包括：运算处理部分、及依次设置于衬底同一侧面的第一电容部分和第二电容部分；其中，第一电容部分包括第一导电层，用于：接入施加于自身的第一电压；第二电容部分包括：受力移动的导电球和第二组件；其中，第二组件用于：接入与导电球位置成对应关系的第二电压；运算处理部分用于：检测导电球移动时，由第一电容部分和第二电容部分产生的各电容信号；根据检测到的各电容信号，确定导电球的移动轨迹；根据确定的导电球的移动轨迹确定传感器的运动状态参数。本发明实施例简化了获得运动状态参数的传感器的结构和工艺，减小了传感器的体积，使传感器可以适用于轻薄的电子设备。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例传感器的结构框图；

图2为本发明应用示例电极的第一分布示意图；

图3为本发明应用示例电极的第二分布示意图；

图4为本发明应用示例电容信号的变化曲线示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1为本发明实施例传感器的结构框图，如图1所示，包括：运算处理部分1(图中未显示)、及依次设置于衬底2同一侧面的第一电容部分3和第二电容部分4；其中，

第一电容部分3包括第一导电层3-1，用于：接入施加于自身的第一电压；

第二电容部分4包括：受力移动的导电球4-1和第二组件4-2；其中，

第二组件4-2用于：接入与导电球4-1位置成对应关系的第二电压；

运算处理部分1用于：检测导电球4-1移动时，由第一电容部分3和第二电容部分4产生的各电容信号；根据检测到的各电容信号，确定导电球4-1的移动轨迹；根据确定的导电球4-1的移动轨迹确定传感器的运动状态参数。

需要说明的是，本发明实施例传感器的运动状态参数可以包括：设置有传感器的电子设备的运动状态参数，电子设备可以包括但不限于：手机、平板等移动终端；需要基于运动状态参数实现应用交互的游戏手柄等设备。

可选的，本发明实施例可以参照相关技术记录电容信号的产生时间和电容大小，基于相关理论可以确定电容大小与第二电压存在一一对应的关系，因此可以基于相关理论确定导电球的位置和时间，并基于此确定导电球的移动轨迹；本发明实施例运动参数可以包括速度、加速度等参数信息。

可选的，本发明实施例第二组件4-2包括：平行设置的位于所述导电球4-1两侧的第二导电层4-2-1和有机膜层4-2-2；其中，

所述有机膜层4-2-2包含按照预设分布位置设置的两个或两个以上电极片4-2-2-1，根据预设的映射关系对各所述电极片4-2-2-1分别施加相应的第二电压；

第二导电层4-2-1用于：通过与导电球处于接触状态的电极片4-2-2-1的连接，接入与导电球4-1位置成对应关系的第二电压。

可选的，本发明实施例第一导电层3-1、所述第二导电层4-2-1和所述有机膜层4-2-2为圆心处于同一直线的弧形球面。

可选的，本发明实施例第一导电层3-1、所述第二导电层4-2-1和所述有机膜层4-2-2为同一圆心的半球面；

其中，所述第二导电层4-2-1的半径大于所述第一导电层3-1；所述第二导电层4-2-1的半径小于所述有机膜层4-2-2。

可选的，本发明实施例电极片4-2-2-1包含设置于所述有机膜层凹面的电极部分4-2-2-1-1，和设置于所述有机膜层凸面的电极导线部分4-2-2-1-2；

其中，所述电极部分与电极导线部分线路连接。

需要说明的是，本发明实施例可以在有机膜层上设置建立电极部分与电极导线部分线路连接的孔，通过设置的孔连接电极片的电极部分和电极导线部分；电极部分与电极导线部分也可以参照电路设计的相关理论，采用排线连接。

可选的，本发明实施例有机膜层包括：由有机聚合物材料构成的膜层；

其中，所述有机聚合物材料包括以下任意一种材料：聚酰亚胺、聚乙烯。

可选的，本发明实施例电极片由第一导电金属材料构成；

其中，所述第一导电金属材料包括以下任意一种材料：铜、铝。

可选的，本发明实施例导电球包括：表面光滑的由第二导电金属材料构成的球体；

其中，所述第二导电金属材料包括：金、银、铜。

可选的，本发明实施例第二导电层和有机膜层之间添加有润滑剂。

与相关技术相比，本申请技术方案包括：运算处理部分、及依次设置于衬底同一侧面的第一电容部分和第二电容部分；其中，第一电容部分包括第一导电层，用于：接入施加于自身的第一电压；第二电容部分包括：受力移动的导电球和第二组件；其中，第二组件用于：接入与导电球位置成对应关系的第二电压；运算处理部分用于：检测导电球移动时，由第一电容部分和第二电容部分产生的各电容信号；根据检测到的各电容信号，确定导电球的移动轨迹；根据确定的导电球的移动轨迹确定传感器的运动状态参数。本发明实施例简化了获得运动状态参数的传感器的结构和工艺，减小了传感器的体积，使传感器可以适用于轻薄的电子设备。

本发明实施例还提供一种终端，包括：设置有上述传感器。

以下通过应用示例对本发明实施例方法进行清楚详细的说明，应用示例仅用于陈述本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

应用示例

本发明应用示例传感器包括：依次设置于衬底同一侧面的第一导电层、第二导电层、有机膜层和导电球；其中，

有机膜层上设置有按照预设分布位置设置的两个或两个以上电极片，各电极片上被施加相应的第二电压；

需要说明的是，本发明应用示例电极片的位置分布可以由本领域技术人员根据需要确定的运动状态参数的精度，由本领域技术人员参照相关技术中已有的理论分析确定。

导电球设置于有机膜层和第二导电层之间，用于：受力移动时，建立与自身处于接触状态的电极片与第二导电层的连接；

第一导电层用于：接入施加于自身的第一电压；

第二导电层用于：和与导电球处于接触状态的电极片建立连接；根据施加于建立连接的电极片的第二电压、与施加于第一导电层的第一电压产生导电球移动时的各电容信号；

运算处理部分用于：检测产生的导电球移动时的各电容信号；根据检测到的各电容信号，确定导电球的移动轨迹；根据确定的导电球的移动轨迹确定传感器的运动状态参数；

可选的，本发明应用示例第一导电层可以包括形状为弧形球面的导电层；第二导电层可以包括形状为弧形球面的导电层；有机膜层的形状也可以是弧形球面；弧形球面可以包括圆或椭圆在内的弧形球面。

可选的，本发明实施例第一导电层、第二导电层和有机膜层可以为同一圆心的半球面；其中，第二导电层的半径大于第一导电层；第二导电层的半径小于有机膜层；

以半球面为例，本发明应用示例电极片的位置分布可以包括：将半球面上设置2ⁿ条分割线，其中，n大于等于3，在每一条分割线上等间距设置10个或10个以上电极片；本发明应用示例可以基于电极片的尺寸、精度等确定电极片及电极片之间的间距；基于电极片的尺寸及间距，本发明应用示例可以确定无机膜层的尺寸；确定无机膜层的尺寸后，本发明应用示例可以参照质量、体积及精度要求确定导电球的材料及半径；确定导电球的尺寸后，鉴于导电球在第二导电层和有机膜层之间移动时，需要连接第二导电层与有机膜层上的电极片的连接，因此可以确定第二导电层的半径；确定第二导电层的半径后，本发明应用示例参照相关理论，可以确定第二导电层与第一导电层的最小距离，以此确定第一导电层的半径。

可选的，本发明应用示例电极片包含设置于有机膜层凹面的电极部分，和设置于有机膜层凸面的电极导线部分；

其中，电极部分与电极导线部分线路连接。

需要说明的是，本发明实施例可以在有机膜层上设置建立电极部分与电极导线部分线路连接的孔，通过设置的孔连接电极片的电极部分和电极导线部分；电极部分与电极导线部分也可以参照电路设计的相关理论，采用排线连接。

可选的，本发明应用示例无机膜层可以是柔性聚合物膜层，本发明应用示例在聚合物膜层上制备电极片阵列，图2为本发明应用示例电极的第一分布示意图，如图2所示，从聚合物膜层的凸面看以看到电极片阵列中电极片的分布示意，图中电极部分处于凹面位置，在凸面实际无法显示；图3为本发明应用示例电极的第二分布示意图，参见图3，可以将图3所示的电极分布设置于聚合物膜层的凹面；本发明应用示例电极及电极导线可通过设置在聚合物膜层上的孔相连。聚合物膜层可以使用聚酰亚胺膜、聚乙烯膜等有机聚合物膜，电极片的组成材料可以是导电金属，如铜、铝等。

本发明应用示例在无机膜层和第二导电层之间最放置光滑导电球，为延长使用寿命，减少磨损，在无机膜层和第二导电层参照相关技术适量润滑剂。第二导电层的材料可使用导电金属铜、铝等。光滑导电球也可使用导电金属，如金、银、铜等。

本发明应用示例向半球型第一导电层施加固定电压va；向分布设置于无机膜层的电极片1、2、3、4……n施加相应第二电压v1、v2、v3、v4……vn；

当导电球随设置传感器的设备运动时，导电球随运动轨迹变化，一面与不同的电极片相接触，另一面与半球型第二导电层始终接触。每当导电球与一个电极片接触，第二导电层的电压会变得与电极片相同，即当导电球接触电极片1时，第二导电层上的第二电压为v1，接触电极片2时，第二导电层上的第二电压为v2……，当导电球接触电极片n时，第二导电层上的第二电压为vn。当第二导电层上的第二电压变化时，第二导电层与第一导电层之间的电容随之变化，当导电球与电极片1、2、3、4……n接触时，第二导电层电压为v1、v2、v3、v4……vn，第二导电层与第一导电层之间电容为c1、c2、c3、c4……cn。图4为本发明应用示例电容信号的变化曲线示意图，如图4所示，本发明应用示例假设从单位时间1～5，导电球依次接触到了电极片1到电极片5，图4记录了第一导电层和第二导电层在导电球受力移动过程时电容的变化过程，由于电容变化与连接电极片的第二电压成对应关系，电极片的位置分布固定，因此可以基于电容变化过程确定导电球的移动轨迹，根据记录不同电容的记录时间，即可计算出导电球的运动状态信息。进一步的，通过导电球的移动轨迹及运动状态信息，可确定设置有本发明应用示例传感器的电子设备的运动状态。本发明应用示例上述传感器可以是陀螺仪传感器，通过简化陀螺仪传感器的结构，减小了陀螺仪的体积，因此可以集成于手机、平板等轻薄的电子产品。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件(例如运算处理部分)完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的每个模块/单元可以采用硬件的形式实现，例如通过集成电路来实现其相应功能，也可以采用软件功能模块的形式实现，例如通过运算处理部分执行存储于存储器中的程序/指令来实现其相应功能。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。