CN107993333A - 磁图像传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁图像传感器。其中,该磁图像传感器包括:永磁体,用于产生磁场;至少一个感磁芯片组,至少一个感磁芯片组并联,每个感磁芯片组包括串联的多个感磁芯片,每个感磁芯片均位于永磁体产生的磁场内并将各自感应到的磁场转换为电信号;信号处理芯片,与至少一个感磁芯片组相连接,用于接收每个感磁芯片组的电信号;接口模块,与信号处理芯片相连接,用于输出信号处理芯片输出的电信号。本发明解决了相关技术中的磁图像传感器成本较高的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及图像传感器领域,具体而言,涉及一种磁图像传感器。
背景技术
在纸币、票据、有价证券等介质上制作特定的磁信息已经成为现代防伪的一种重要手段,因此需要特定的传感器来鉴别这些磁信息。随着经济的高速发展,磁传感器需求量也越来越大。
现有的磁图像传感器主要存在几种弊端,首先现有的磁图像传感器需要磁感芯片数量多,需要紧密排列横跨整个扫描篇幅,并且芯片体积大,导致整体的产品体积都要偏大,给后期产品装机增加难度。另外每个磁感芯片需要输出一路信号,每路输出信号要匹配一组电路来做信号处理,大大增加成本,也提高了产品的使用难度。
针对相关技术中的磁图像传感器成本较高的技术问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种磁图像传感器,以至少解决相关技术中的磁图像传感器成本较高的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面,提供了一种磁图像传感器,该磁图像传感器包括:永磁体,用于产生磁场;至少一个感磁芯片组,每个感磁芯片组包括串联的多个感磁芯片,每个感磁芯片均位于永磁体产生的磁场内并将各自感应到的磁场转换为电信号;信号处理芯片,与至少一个感磁芯片组相连接,用于接收至少一个感磁芯片组的电信号;接口模块,与信号处理芯片相连接,用于输出信号处理芯片输出的电信号。
进一步地,至少一个感磁芯片组分为至少一个感磁芯片组单元,每个感磁芯片组单元包括一个感磁芯片组或并联的多个感磁芯片组,信号处理芯片包括至少一个输入端和一个输出端,每个输入端与一个感磁芯片组单元连接,输出端与接口模块相连接,信号处理芯片用于将至少一个输入端接收到的电信号依次输出至接口模块。
进一步地,信号处理芯片还包括时钟信号端,时钟信号端用于接收时钟信号,信号处理芯片用于受时钟信号触发并通过输出端依次输出至少一个输入端接收到的电信号。
进一步地,该磁图像传感器还包括:差分放大电路,连接在信号处理芯片与接口模块之间,用于对信号处理芯片的输出端输出的电信号进行差分放大。
进一步地,差分放大电路的输入端正极与信号处理芯片的输出端相连接,差分放大电路的输入端负极与参考电压相连接,差分放大电路的输出端与接口模块的输入端相连接。
进一步地,每个感磁芯片组的多个感磁芯片沿预设方向间隔排列。
进一步地,该磁图像传感器还包括:框体,永磁体安装在框体内;第一线路基板,至少一个感磁芯片组和信号处理芯片设置在第一线路基板的一侧,框体设置在第一线路基板的另一侧。
进一步地,该磁图像传感器还包括:至少一片保护层,覆盖在至少一个感磁芯片组和/或信号处理芯片的外侧。
进一步地,该磁图像传感器还包括:保护盖板,罩设在第一线路基板的上方,用于覆盖第一线路基板上的芯片。
进一步地,该磁图像传感器还包括:第二线路基板,框体远离第一线路基板的一侧设置在第二线路基板的一侧,接口模块设置在第二线路基板的另一侧;信号连接线,用于连接信号处理芯片和接口模块。
在本发明实施例中,通过永磁体产生磁场,通过并联的至少一个感磁芯片组,其中,每个感磁芯片组包括串联的多个感磁芯片,每个感磁芯片均位于永磁体产生的磁场内并将各自感应到的磁场转换为电信号,通过与至少一个感磁芯片组相连接的信号处理芯片接收每个感磁芯片组的电信号,通过与信号处理芯片相连接的接口模块输出信号处理芯片输出的电信号,解决了相关技术中的磁图像传感器成本较高的技术问题,进而实现了能够降低磁图像传感器的成本的技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是根据本发明实施例的一种可选的磁图像传感器的截面示意图;
图2是根据本发明实施例的一种可选的磁图像传感器的电气原理示意图;
图3是根据本发明实施例的另一种可选的磁图像传感器的电气原理示意图;
图4是根据本发明实施例的另一种可选的磁图像传感器的电气原理示意图;
图5是根据本发明实施例的另一种可选的磁图像传感器的电气原理示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
本申请提供了一种磁图像传感器的实施例。
图1是根据本发明实施例的一种可选的磁图像传感器的截面示意图,如图1所示,该磁图像传感器包括永磁体2,至少一个感磁芯片组(每个感磁芯片组包括串联的多个感磁芯片5),信号处理芯片7,接口模块11。永磁体2用于产生磁场。每个感磁芯片5均位于永磁体2产生的磁场内,并将各自感应到的磁场转换为电信号。信号处理芯片7与至少一个感磁芯片组相连接,用于接收至少一个感磁芯片组的电信号。接口模块11与信号处理芯片7相连接,用于输出信号处理芯片7输出的电信号。
可选的,至少一个感磁芯片组分为至少一个感磁芯片组单元,每个感磁芯片组单元包括一个感磁芯片组或并联的多个感磁芯片组,需要说明的是,每个感磁芯片组只属于一个感磁芯片单元。信号处理芯片7包括至少一个输入端和一个输出端,每个输入端与一个感磁芯片组单元连接,至少一个输入端与至少一个感磁芯片组单元一一对应,每个输入端所连接的感磁芯片组单元可以称作一个素子,每个素子向输入端输入一个电信号。例如,如图3所示,信号处理芯片7的每个输入端与一个感磁芯片组单元(素子)连接,每个感磁芯片组单元包括多个并联的感磁芯片组相连接,每个感磁芯片组中包括多个感磁芯片5。信号处理芯片7的输出端与图1中所示的接口模块11相连接,信号处理芯片7用于依次将至少一个输入端接收到的电信号输出至接口模块11。
信号处理芯片7还包括时钟信号端,时钟信号端用于接收时钟信号,信号处理芯片7用于受时钟信号触发并通过输出端依次输出至少一个输入端接收到的电信号。如图5所示,信号处理器7的多个输入端分别与多个素子一一对应连接,信号处理芯片7的时钟信号端用于接收时钟信号CLK,并通过另一个输入端接收启动信号SI,信号处理芯片7在接收到启动信号SI之后,根据时钟信号CLK的边沿触发通过输出端依次输出多个输入端之一接收到的电信号。
进一步地,如图5所示,该磁图像传感器还包括差分放大电路10,差分放大电路10连接在信号处理芯片7与接口模块11(图5中未示出)之间,用于对信号处理芯片7的输出端输出的电信号进行差分放大,并输出至接口模块11。
如图5所示,差分放大电路10的输入端正极(+)与信号处理芯片7的输出端相连接,用于接收信号SIGin,差分放大电路10的输入端负极(-)与参考电压Vref相连接,差分放大电路10的输出端与接口模块11的输入端相连接,用于输出将信号SIGin和参考电压Vref进行差分放大后的信号SIGout。
每个感磁芯片组的多个感磁芯片5沿预设方向间隔排列。如图2所示,一个感磁芯片组包括串联的多个感磁芯片5,沿直线方向间隔地排列,该感磁芯片组与信号处理芯片7连接。
如图1所示,该磁图像传感器还包括框体1,永磁体2安装在框体1内;该磁图像传感器还包括第一线路基板4,至少一个感磁芯片组和信号处理芯片7设置在第一线路基板4的一侧,框体1设置在第一线路基板4的另一侧。
该磁图像传感器还包括至少一片保护层,覆盖在至少一个感磁芯片组和/或信号处理芯片7的外侧。例如,如图1所示,保护层3覆盖在至少一个感磁芯片组上方,保护层6覆盖在信号处理芯片7上方。
如图1所示,该磁图像传感器还包括保护盖板8,保护盖板8罩设在第一线路基板4的上方,用于覆盖第一线路基板4上的芯片,至少包括至少一个感磁芯片组和信号处理芯片7。
如图1所示,该磁图像传感器还包括第二线路基板12,其中,框体1远离第一线路基板4的一侧设置在第二线路基板12的一侧,接口模块11设置在第二线路基板12的另一侧。
该磁图像传感器还包括信号连接线9,用于连接信号处理芯片7和接口模块11。具体的,如图1所示,信号连接线9连接在信号处理芯片7和差分放大电路10之间。
下面描述该实施例提供的磁图像传感器的一种具体的实施方式:
如图1所示,磁图像传感器包括起支撑作用的框体1,框体1内设有永磁体2,永磁体2的上方设有第一线路基板4,第一线路基板4的上表面设有一排体积很小的感磁芯片5,以及信号处理芯片7,多个感磁芯片5间隔放置,通过先串联后并联的方式感应磁场变化输出信号,输出信号经过信号处理芯片7,处理后的信号通过第一线路基板4的下表面可设有信号连接器件,也即信号连接线9连接到下表面的第二线路基板12。电信号经过第二线路基板12上的差分放大电路10差分放大后通过接口模块11(例如,插座)输出。第一线路基板4上表面的感磁芯片5的上表面设有高强度且超薄的保护层3,信号处理芯片7的上表面设有高强度且超薄的保护层6,感磁芯片5和信号处理芯片7的保护层外面设有保护盖板8。
如图2所示,多个感磁芯片5间隔放置,遍布扫描宽度区域,这样既可以扫描到要扫描的全部信息,又减少了芯片的数量,大大降低了成本。
如图3所示,磁图像传感器中的感磁芯片通过先串联后并联的方式连接,通过多个感磁芯片5组成一个感磁芯片组,多个感磁芯片组构成一个素子,每个素子与信号处理芯片7的一个输入端连接。在实际应用中,可以根据扫描磁信号的分布大小,变更感磁芯片5的间距;也可以根据分辨率的要求来变更素子间距大小。然后根据扫描长度的需要来选择1个或者多个素子构成。每个素子最后会输出一路信号,这些信号全部汇总到信号处理芯片7,信号处理芯片7可根据实际需求来选择1个或者多个。
如图4所示,永磁铁2有一个固定且均匀的磁场,当通电后,每个素子会产生一个稳定的电压。当有扫描物体13经过此素子扫描的区域时,如果扫描物体13含有磁性物质或者软磁等感磁的物质时,会引起磁场的变化,从而影响1个或多个磁感芯片阻值的变化,导致整个素子的整体阻值的变化,从而改变素子输出电压的大小,并通过信号处理芯片7依次将每个素子的电压变化传输出来,连接到差分放大电路10上,经过放大后的信号通过插座(接口模块11)传输出来,这样就可以检测到此路磁感芯片区域有磁性物质经过,通过电压变化的大小可以反映出磁性物质的强弱。反之没有磁性物质,磁场不会变化,感磁芯片的阻值也不会变化,素子的电压也不会变化,进而输出到信号处理芯片7上的信号也不会变化。
如图5所示,每个素子与信号处理芯片7中对应的逻辑传输控制电路的输入端连接,信号处理芯片7的输出连接到差分放大器(差分放大电路)10的输入端正极,参考电压Vref连接到差分放大器10的输入端负极,差分放大器10的输出端输出差分放大的结果。
本发明实施例提供了一种低成本的磁图像传感器,通过将体积很小的感磁芯片依次排列线路基板上,以及将对感磁芯片输出信号进行处理的电路集成为信号处理芯片,形成一种使用简单成本低廉的磁图像传感器。本发明实施例提供的磁图像传感器中的感磁芯片间隔排列,多个感磁芯片通过先串联后并联的方式连接,使可以每一路扫描的长度变大。既这样减少要处理的信号路数,大大降低了数据后期处理的难度和后期处理的成本,又可以保证在有效扫描范围内,感磁芯片都有感磁反应,不漏检。
以上所述仅是本申请的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种磁图像传感器,其特征在于,包括:
永磁体,用于产生磁场;
至少一个感磁芯片组,每个感磁芯片组包括串联的多个感磁芯片,每个感磁芯片均位于所述永磁体产生的磁场内并将各自感应到的磁场转换为电信号;
信号处理芯片,与所述至少一个感磁芯片组相连接,用于接收所述至少一个感磁芯片组的电信号;
接口模块,与所述信号处理芯片相连接,用于输出所述信号处理芯片输出的电信号。
2.根据权利要求1所述的磁图像传感器,其特征在于,所述至少一个感磁芯片组分为至少一个感磁芯片组单元,每个感磁芯片组单元包括一个感磁芯片组或并联的多个感磁芯片组,所述信号处理芯片包括至少一个输入端和一个输出端,每个输入端与一个感磁芯片组单元连接,所述输出端与所述接口模块相连接,所述信号处理芯片用于将所述至少一个输入端接收到的电信号依次输出至所述接口模块。
3.根据权利要求2所述的磁图像传感器,其特征在于,所述信号处理芯片还包括时钟信号端,所述时钟信号端用于接收时钟信号,所述信号处理芯片用于受所述时钟信号触发并通过所述输出端依次输出所述至少一个输入端接收到的电信号。
4.根据权利要求2所述的磁图像传感器,其特征在于,所述磁图像传感器还包括:
差分放大电路,连接在所述信号处理芯片与所述接口模块之间,用于对所述信号处理芯片的输出端输出的电信号进行差分放大。
5.根据权利要求4所述的磁图像传感器,其特征在于,所述差分放大电路的输入端正极与所述信号处理芯片的输出端相连接,所述差分放大电路的输入端负极与参考电压相连接,所述差分放大电路的输出端与所述接口模块的输入端相连接。
6.根据权利要求1所述的磁图像传感器,其特征在于,每个感磁芯片组的多个感磁芯片沿预设方向间隔排列。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的磁图像传感器,其特征在于,所述磁图像传感器还包括:
框体,所述永磁体安装在所述框体内;
第一线路基板,所述至少一个感磁芯片组和所述信号处理芯片设置在所述第一线路基板的一侧,所述框体设置在所述第一线路基板的另一侧。
8.根据权利要求7所述的磁图像传感器,其特征在于,所述磁图像传感器还包括:
至少一片保护层,覆盖在所述至少一个感磁芯片组和/或所述信号处理芯片的外侧。
9.根据权利要求8所述的磁图像传感器,其特征在于,所述磁图像传感器还包括:
保护盖板,罩设在所述第一线路基板的上方,用于覆盖所述第一线路基板上的芯片。
10.根据权利要求7所述的磁图像传感器,其特征在于,所述磁图像传感器还包括:
第二线路基板,所述框体远离所述第一线路基板的一侧设置在所述第二线路基板的一侧,所述接口模块设置在所述第二线路基板的另一侧;
信号连接线,用于连接所述信号处理芯片和所述接口模块。
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