[发明专利]一种单表面位置传感器及其定位方法

说明书

本发明涉及一种单表面位置传感器及其定位方法，包含衬底层和感应电极；所述感应电极位于所述衬底层上方；传感器还包含摩擦层；摩擦层位于所述衬底层上方；摩擦层位于所述感应电极中间；各独立的所述感应电极通过相同的负载电阻接地；使被测物体与所述摩擦层产生至少一次接触和分离，在所述各个负载电阻上产生不同的电压输出；通过分析各个电极电压的比值确定被测物体的位置；本发明的益处为：本发明提出的单表面位置传感器为主动式传感器，相较于传统传感器减少了能量使用；本发明提出的单表面位置传感器可制作为柔性透明薄膜，可广泛应用于便携式电子设备及可穿戴设备；本发明提出的单表面位置传感器工艺简单，成本低，有利于大规模生产。

技术领域

本发明涉及一种单表面位置传感器及其定位方法，尤其是一种基于静电感应的单表面位置传感器，属于传感器技术领域。

背景技术

位置传感器是一种广泛应用的传感器，其主要应用包括触摸屏、物体定位与位移测量控制等，尤其可显著提高人机交互水平，具有便捷可靠的优点。位置传感器有两大类，包括接触式和接近式，具体根据工作原理又可分为电容式、电磁式、压电式、光电式、差动变压器式、电涡流式等。

现有的传感器为被动式传感器，耗能高、体积大、分辨率低、成本较高。

现有位置传感器多使用基于传感器阵列的数字化定位技术，根据传感器阵列中感受到刺激的传感器位置来确定位置。这种数字化的传感器定位精度受到传感器阵列密度的限制，且并且对传感器工艺提出较高的要求高，成本高。

发明内容

本发明为了减少传感器耗能，提高分辨率以及降低成本，提出一种基于静电与摩擦原理的单表面位置传感器。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

根据本发明的一方面，提供了一种单表面位置传感器，其特征在于，

包含衬底层和感应电极；

所述感应电极位于所述衬底层上方。

进一步地，所述传感器还包含摩擦层；

所述摩擦层位于所述衬底层上方；

所述摩擦层位于所述感应电极中间。

进一步地，所述传感器还包含摩擦层；

所述摩擦层位于所述衬底层下方。

进一步地，所述感应电极的数量为一个或一个以上。

进一步地，各独立的所述感应电极通过相同的负载电阻接地；使被测物体与所述摩擦层产生至少一次接触和分离，在所述各个负载电阻上产生不同的电压输出；通过分析各个电极电压的比值确定被测物体的位置。

根据本发明的另一方面，提供了一种单表面位置传感器的定位方法，适用于所述的单表面位置传感器，包括：

将传感器的工作区域划分为多个测试点，依次对每个测试点进行感应测试，得到每个测试点对应的各个电极的峰值电压数据；

根据每一行的测试点对应的各个电极的峰值电压数据，拟合出每一行的横向拟合曲线，根据每一列的测试点对应的各个电极的峰值电压数据，拟合出每一列的纵向拟合曲线；

将每条横向拟合曲线上的被测位置的横向电极峰值电压比值对应的点相连或进行拟合,得到曲线L₁；将每条纵向拟合曲线上的被测位置的纵向电极峰值电压比值对应的点相连或进行拟合,得到曲线L₂；

将所述曲线L₁与L₂的交点的坐标确定为所述被测位置的坐标。进一步地，所述的将传感器的工作区域划分为多个测试点，依次对每个测试点进行感应测试，得到每个测试点对应的各个电极的峰值电压数据，包括：