CN101257328A - 一种传感器及应用该传感器的通信装置及电子产品 - Google Patents

一种传感器及应用该传感器的通信装置及电子产品 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种传感器，用于基于磁场感应对已被编码的信息进行发送以及接收，所述传感器包括：至少一个磁场发生器，用于基于磁场感应对已被编码的信息进行发送；至少一个独立于所述磁场发生器的磁场感应器，用于基于磁场感应对已被编码的信息进行接收。通过上述的设计，本发明的磁场传感器可以分别对其磁场发生器与磁场感应器进行优化，使其具有最佳的发送与接收功效。本发明还揭示了一种电子产品，其具有存储信息的存储器，其中：所述电子产品上设有本发明的磁感应通信传感器，用以在各用户之间通过磁场传送及接收信息。

Description

一种传感器及应用该传感器的通信装置及电子产品
技术领域
本发明涉及一种传感器，尤指一种基于磁场感应的通信传感器，本发明还涉及该传感器的应用。
背景技术
当今社会，无线通信技术越来越广泛地得以应用，如通过射频(RF)来对信号进行传送和接收的技术，包括现有的无线通信设备，如手机等大都是通过射频技术(RF)来进行无线信号的传送及接收。但是，RF技术需要复杂的通信线路以及充分的电流供应，其结构复杂，增加了通信设备的体积与重量。
另一方面，RF具有的衰减期小的特性，保证其可做到较长距离的传送。正因为其传送距离长，在传送或接收过程中容易受到其他电磁设备对其带宽的分享及干扰，并且也会由此引出通信中信息被他人截获而产生通信安全威胁的问题。在实际的应用中，尤其是在室内，经常会出现因为其他设备的干扰而带来的信号减弱或阻塞；并且，本领域的技术人员熟知，人体也会明显的使RF信号受到衰减及反射。而由于上述因素影响而丢失的数据信号，需要更多的能量以及带宽来对其进行恢复。
由于目前蓝牙，Wi-Fi等设备的用户越来越多，使得2.4GHz的RF带宽分享变的更为拥挤。而由此引起的数据丢失即使再次提供更多的能量也难以恢复，甚至只会使其更为混乱。
与RF技术相比，磁场通信具有较大的衰减期，因此其传送范围较短，大约为1.5至2米。但对于短距离通信来说，较大的衰减期使短距离通信具有相当安全和保秘性高的优势。利用磁场通信时，会在短距离内形成一致密的“通信圈”，即使在多用户同时通信的情况下，也仅有很少的带宽分享，每个用户都会在一定的空间内拥有独立完整的带宽而不用与他人分享。即使偶尔会有很少量的“重叠”情况出现，也可以通过简单的频分技术来解决。而且，磁场也几乎不受周围的金属，导体或人体的干扰影响。
因此，目前在短距离通信的领域中，越来越多地应用到了磁场感应来进行信息的传送。在现有的磁感应通信技术中，主要是利用一个磁场传感器通过磁场感应来发送和接收信息，该磁场传感器即作为磁场的发生器来发送信息又作为磁场的感应器来接收信息。事实上，磁场的发生与感应是两个不同的过程，就磁场发生而言，其目的是产生较大的磁场来保证发射信号的强度，而对于磁场感应来说，其目的在于提高磁场感应灵敏度。两者目的不同，所需采用的技术手段必然也不相同，而现有的磁场传感器即作为磁场的发生器又作为磁场的感应器，这就产生了如下的缺陷：因为要兼具发送与接收两种功能，这反而导致了对两种功能的分别削弱，使发送与接收都难以得到最优化。
基于上述原因，确实有必要对现有的通信用磁场传感器进行改进。
发明内容
因此本发明要解决的技术问题为提供一种新型的磁场传感器，其可以做到对磁场发送与磁场感应两种功能进行分别优化，使其具有最佳的发送与接收功效，并可以根据实际需要配置发送与接收功能，避免功能的浪费。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种传感器，用于基于磁场感应对已被编码的信息进行发送以及接收，所述传感器包括：至少一个磁场发生器，用于基于磁场感应对已被编码的信息进行发送；至少一个独立于所述磁场发生器的磁场感应器，用于基于磁场感应对已被编码的信息进行接收。其中，所述磁场发生器为具有软磁材料内芯的载流线圈。其中的软磁材料内芯可以是NiFe，CoNiFe或CoFe。所述磁场接收器可以使用霍尔感应器、巨霍尔感应器、各向异性磁阻感应器、巨磁阻感应器或磁隧道结感应器。
通过上述的设计，本发明的磁场传感器可以分别对其磁场发生器与磁场感应器进行优化，使磁场发生器可以产生较大的磁场来保证发射信号的强度，并且提高了磁场感应器的信号接收灵敏度，使其分别具有最佳的发送与接收功效。
本发明还提供了一种通信装置，包括：一编码器，用于对所需发送的信息进行编码；至少一个磁场发生器，用于基于磁场感应对已被编码的信息进行发送；至少一个独立于所述磁场发生器的磁场感应器，用于基于磁场感应接收信息；以及一解码器，用于对接收到的信息进行解码。
本发明的通信装置由于应用了本发明功效分别优化的磁场发生器与磁场感应器，使磁场发生器可以产生较大的磁场来保证发射信号的强度，并提高了磁场感应器的信号接收灵敏度，使其在通信过程中可取得最佳的发送与接收功效。
本发明还提供了一种便携式电子产品，包括一存储信息的存储器，一根据本发明的基于磁场感应的传感器，以及一控制装置。
有利的是，本发明的便携式电子产品，可以通过近距离的磁场感应，安全快速地在不同用户之间传递储存在存储器内的信息，并且可通过控制装置选择是否和其他用户进行通信以及与哪个用户进行通信。
附图说明
图1为描述本发明的磁感应通信传感器原理的结构示意图；
图2为描述本发明的磁感应通信传感器的具体实施例的示意图；
图3为描述本发明的磁感应通信传感器的第二具体实施例的示意图；
图4为描述本发明的磁感应通信传感器的第三具体实施例的示意图；
图5为描述本发明的磁感应通信传感器的第四具体实施例的示意图；
图6为描述应用本发明的磁感应通信传感器的通信装置的具体实施例的结构示意图；以及
图7为描述应用本发明的磁感应通信传感器的电子产品的具体实施例的示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本发明的传感器1包括一个磁场发生器11，用于基于磁场感应对已被编码的信息进行发送；一个独立于所述磁场发生器的磁场感应器12，用于基于磁场感应对已被编码的信息进行接收。其中，磁场发生器11通过采用高磁矩材料作为载流线圈的内芯，并增大电磁感应电流或电线匝数，或增加永磁体的体积等方式，达到产生较大的磁场强度的技术功效。磁场发生器11的载流线圈的内芯可以采用软磁材料，例如，NiFe，CoNiFe或CoFe等高磁矩材料。在某些具体应用中，许多系统或装置本身带有扬声器，可利用系统或装置本身的扬声器来作为进行磁场感应通信的磁场发生器11。本领域技术人员熟知，当扬声器工作时会同时产生声波与磁波，可通过电流与电压对扬声器产生的磁波进行控制，利用磁场感应进行声音、图象、文本等信息的传送。这样，利用扬声器作为磁场发生器11可以使得本发明的传感器1结构进一步简化。此外，其它现有技术的电磁装置也可以作为磁场发生器11，例如磁盘中使用的磁写入器。磁场感应器12可以使用霍尔感应器、巨霍尔感应器、各向异性磁阻感应器、巨磁阻感应器或磁隧道结感应器，以提高其磁感应灵敏度。以磁隧道结传感器来说，其中设置了一极薄的MgO感应膜，使其在室温下可获得很高的磁感应灵敏度，ΔR/R(R为电阻)可达到500％。
由于分别设置了独立的磁场发生器11与磁场感应器12，就可以对磁场的发生与感应分别进行优化。
本发明的传感器可如图1所示，在同一个传感器装置1中设置一个磁场发生器11与一个磁场感应器12，也可以如图2所示，根据需要，在同一个传感器装置2中设置多个磁场发生器11与多个磁场感应器12，从而实现多信道通信，进一步提高传送速率与精确性。
图3所示描述了本发明的磁感应通信传感器的另一个具体实施例。在该实施例中，本发明的磁场发生器11与磁场感应器12分别设置于两个相关联的通信装置3与4上，此时，可实现装置3向装置4的单向通信，举例来说，在一个设置有本发明的磁场感应器12的无线耳机与一个设置有本发明的磁场发生器11的MP3播放器之间进行信号的传送。
图4所示描述了本发明的磁感应通信传感器的第三个具体实施例，其中，手机5配合使用一无线耳机6，在手机5和耳机6上皆分别设有磁场发生器11与磁场感应器12，使其能互相收发语音信息。
图5所示描述了本发明的磁感应通信传感器的第四个具体实施例，本发明的磁感应通信技术与现有的射频通信技术相结合，在通信装置8与通信装置9之间通过射频传感器81、91进行长距离的信息传送，然后再由通信装置9通过磁场发生器11向通信装置10上设置的磁场感应器12传送信息。本发明的磁场发生器11与磁场感应器12还可根据不同的需要与应用作出各种其他不同的组合和配置。
再请参阅图6，图中描述了应用根据本发明的磁感应通信传感器的通信装置20的示意图，所述通信装置20包括：编码器21，用于对所需发送的信息进行编码；至少一个磁场发生器11，用于基于磁场感应对已被编码的信息进行发送；至少一个独立于所述磁场发生器的磁场感应器12，用于基于磁场感应接收信息；解码器24，用于对接收到的信息进行解码。所述通信装置20还可设有CPU 25，存储器26，显示器27，输入装置28以及电源29等，这样，就形成了一套完整的集信息输入，信息处理，存储，通信以及信息输出/显示于一体的通信系统。
可将本发明的传感器应用到便携式电子产品上，例如手机，PDA，个人电脑等等。所述电子产品上一般设有存储器，可用于存储用户的信息，例如用户个人基本信息，如姓名、电话、职业、工作单位等等，又如用户保存的其他信息，如相片、音乐、录音、以及文本等，在该电子产品上设置有本发明的磁感应通信传感器以及一控制装置。利用设置有磁感应通信传感器的电子产品，可以在用户的控制下通过磁场感应实现短距离通信，在各用户之间传送及接收信息。用户可以通过控制装置，主动选择是否和其他用户进行通信以及与哪个用户进行通信。举例来说，如图7所示，在人数众多的聚会上，通过使用该电子产品，用户之间可不必互相传递纸制名片，只要进入所述传感器的磁场传送范围30，即可与他人之间利用磁场感应来进行信息的传送，避免了反复传递名片的麻烦；而且用户1也可通过所述传感器的控制装置来选择和哪个用户进行信息传递，例如用户1可以选择与用户2之间互相传递信息而不与用户3传递信息。
虽然上面针对本发明的不同实施例进行了描述，本发明的其它或进一步的实施例还可以在不背离其基本范围的情况下予以设计。因此本发明适当的保护范围根据后面的权利要求来予以确定。

Claims (8)

1.一种传感器，用于基于磁场感应对已被编码的信息进行发送以及接收，其特征在于所述传感器包括：
至少一个磁场发生器，用于基于磁场感应对已被编码的信息进行发送；以及
至少一个独立于所述磁场发生器的磁场感应器，用于基于磁场感应对已被编码的信息进行接收。
2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述磁场发生器为具有软磁材料内芯的载流线圈。
3.如权利要求2所述的传感器，其特征在于：所述软磁材料内芯可以是NiFe、CoNiFe或CoFe
4.如权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述磁场发生器为一扬声器。
5.如权利要求1至4中任一项所述的信息传感器，其特征在于：所述磁场感应器为霍尔传感器、巨霍尔传感器、各向异性磁阻传感器、巨磁阻传感器或磁隧道结传感器。
6.一种通信装置，其特征在于包括：
一编码器，用于对所需发送的信息进行编码；
至少一个磁场发生器，用于基于磁场感应对已被编码的信息进行发送；
至少一个独立于所述磁场发生器的磁场感应器，用于基于磁场感应接收信息；以及
一解码器，用于对接收到的信息进行解码的。
7.一种便携式电子产品，具有一存储信息的存储器，其特征在于：所述电子产品上设有如权利要求1所述的基于磁场感应的信息传感器，用以在各用户之间通过磁场感应传送及接收信息。
8.如权利要求7所述的便携式电子产品，其特征在于：所述电子产品上设有一所述传感器的控制装置，使用户可以通过控制装置来选择是否和其他用户进行通信以及与哪个用户进行通信。
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