CN107607892A - 磁图像传感器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种磁图像传感器。该磁图像传感器包括：永磁体，用于磁化待检测物中的软磁信息；导磁平板，设置在永磁体的表面上，用于将永磁体产生的部分磁感应线变为垂直磁感应线；检测部，设置在导磁平板的远离永磁体的表面上，用于检测待检测物中的磁信息。该磁图像传感器中的导磁平板无论从方向上还是强度上，都使得磁场分布均匀，进而待检测物上的磁信息的检测在磁场分布均匀的环境中进行，保证了磁图像传感器的检测结果具有较高的准确性。

Description

磁图像传感器

技术领域

本申请涉及传感器领域，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，许多国家的钞票(如人民币，美元，欧元等)内部都包含丰富的磁信息。这些磁信息大多是连续的磁图形标识，而它要求检测设备能够更均匀的检测出这一连串的磁图形标识，准确判断，才能达到精准识别真伪的目的。

现有的用来检测用于防伪的磁信息的设备为磁图像传感器，目前，磁图像传感器的结构中一般包括永磁体，用来磁化软磁防伪标识，使得其能够被检测到。

永磁体本身会产生磁场，而磁场中磁感线的方向一般从N极到S极。永磁体中心地带垂直方向的磁感线比较多，永磁体边缘向两侧弯曲的磁感线较多，从永磁体1'中心到边缘的磁场分布不均且方向从垂直方向到水平方向很杂乱，如图1所示。这就使得磁信息在一个磁场分布很不均匀的环境中被检测，检测的结果很容易出现不均匀或不准确等问题。这样的磁图像传感器的扫描效果和准确性大大降低。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种磁图像传感器，以解决现有技术中的磁图像传感器的检测准确性较低的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了一种磁图像传感器，上述磁图像传感器包括：永磁体，用于磁化待检测物中的软磁信息；导磁平板，设置在上述永磁体的表面上，用于将上述永磁体产生的部分磁感应线变为垂直磁感应线；检测部，设置在上述导磁平板的远离上述永磁体的表面上，用于检测上述待检测物中的磁信息。

进一步地，垂直与上述导磁平板厚度方向的平面为第一平面，上述永磁体在上述第一平面上的投影为第一投影，上述导磁平板在上述第一平面上的投影为第二投影，上述第一投影位于上述第二投影的内部或者上述第二投影位于上述第一投影的内部或者上述第一投影与上述第二投影重合。

进一步地，上述导磁平板的厚度为h，0<h≤10mm。

进一步地，0.1mm≤h≤0.3mm。

进一步地，上述导磁平板包括铁板、铁氧体板、坡莫合金版和/或硅钢板。

进一步地，上述检测部包括：电路基板，设置在上述导磁平板的远离上述永磁体的表面上；检测芯片，与上述电路基板电连接，且上述检测芯片设置在上述电路基板的远离上述导磁平板的表面上。

进一步地，上述磁图像传感器还包括：罩体，上述永磁体、上述导磁平板以及至少上述检测部设置在上述罩体内。

进一步地，上述罩体包括：第一罩体，具有用于放置上述永磁体以及上述导磁平板的容纳槽，且上述电路基板还设置在上述第一罩体的具有上述容纳槽一侧的表面上；第二罩体，罩设在上述电路基板设置有上述检测芯片的表面上，用于保护上述检测芯片。

进一步地，上述永磁体为合金永磁体或铁氧体永磁体。

进一步地，上述永磁体具有凹槽，上述导磁平板设置在上述永磁体的设置有上述凹槽的表面上。

应用本申请的技术方案，上述的磁图像传感器中，在永磁体的表面上设置有导磁平板，该导磁平板由导磁材料形成，该导磁平板使得永磁体中心到边缘的磁感线，强度分布更均匀，且磁感线的方向从原来垂直方向到水平方向的杂乱分布，变成更多的垂直方向的分布，方向更多的同一化，因此，该导磁平板无论从方向上还是强度上，都使得磁场分布均匀，进而待检测物上的磁信息的检测在磁场分布均匀的环境中进行，保证了磁图像传感器的检测结果具有较高的准确性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中的一种永磁体产生的磁场的中磁感线的分布示意图；

图2示出了本申请的一种实施例提供的磁图像传感器的结构示意图；

图3示出了图2所示的磁图像传感器中的永磁体产生的磁场经过导磁平板作用后的磁感线的分布示意图；

图4示出了本申请的实施例以及对比例的测试曲线；以及

图5示出了本申请的另一种实施例中的平板状的永磁体的磁场分布图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1'、永磁体；1、罩体；2、永磁体；3、导磁平板；4、检测部；11、第一罩体；12、第二罩体；20、凹槽；41、电路基板；42、检测芯片。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及下面的权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“电连接”至该另一元件。

正如背景技术所介绍的，现有技术中的磁图像传感器中的永磁体产生的杂乱的且不均匀的磁场使得磁图像传感器的检测准确性较低，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种磁图像传感器。

本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种磁图像传感器，如图2所示，该磁图像传感器包括永磁体2、导磁平板3以及检测部4，永磁体2用于磁化待检测物中的软磁信息；导磁平板3设置在上述永磁体2的表面上，用于将上述永磁体2产生的部分磁感应线变为垂直磁感应线；检测部4设置在上述导磁平板3的远离上述永磁体2的表面上，用于检测上述待检测物中的磁信息。

上述的磁图像传感器中，在永磁体的表面上设置有导磁平板，该导磁平板由导磁材料形成，该导磁平板使得永磁体中心到边缘的磁感线，强度分布更均匀，且磁感线的方向从原来垂直方向到水平方向的杂乱分布，变成更多的垂直方向的分布，方向更多的同一化，因此，该导磁平板无论从方向上还是强度上，都使得磁场分布均匀，进而待检测物上的磁信息的检测在磁场分布均匀的环境中进行，保证了磁图像传感器的检测结果具有较高的准确性。

本申请中的导磁平板可以设置在永磁体的部分表面上，也可以完全覆盖在永磁体的表面上，本领域技术人员可以根据实际情况将导磁平板设置为合适的大小。

本申请的一种实施例中，以垂直与上述导磁平板3厚度方向的平面为第一平面，上述永磁体2在上述第一平面上的投影为第一投影，上述导磁平板3在上述第一平面上的投影为第二投影，上述第一投影位于上述第二投影的内部、上述第二投影位于上述第一投影的内部或者上述第一投影与上述第二投影重合，如图2所示的结构中，上述永磁体的第一投影与导磁平板的第二投影重合。

本申请中的导磁平板的厚度可以根据实际情况选择，本申请的一种实施例中，上述导磁平板的厚度为h，0<h≤10mm。这样可以一方面保证经过导磁平板处理后的磁场的强度较大，另一方面可以保证磁场的分布较均匀。

为了进一步保证经过导磁平板作用后的磁场的分布较均匀，且强度较大，本申请的一种实施例中，0.1mm≤h≤0.3mm。

本申请中的导磁平板可以是任何导磁材料形成的导磁平板，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的导磁材料形成合适的导磁平板。

为了进一步保证该导磁平板对磁场的处理效果，既保证可以磁场的强度衰减较小即强度较大，又可以保证磁场分布比较均匀，本申请的一种实施例中，上述导磁平板3包括铁板、铁氧体板、坡莫合金版和/或硅钢板。

本申请中的检测部可以是现有技术中的任何形式的检测结构，本领域技术人员可以根据实际情况例如检测精度和/或检测效率等选择具有合适结构的检测部。

为了简化检测部的结构且提高检测的效率以及准确性，本申请的再一种实施例中，上述检测部4包括电路基板41与检测芯片42，其中，电路基板41设置在上述导磁平板3的远离上述永磁体2的表面上，电路基板用于驱动检测芯片并且将检测芯片检测到的信号输出；检测芯片42与上述电路基板41电连接，且上述检测芯片42设置在上述电路基板41的远离上述导磁平板3的表面上，检测芯片用于检测磁信号的变化。

并且，本申请的检测芯片并不限于一个，可以是多个，并且，也不限于一种，可以包括多种，例如可以包括多个依次排列的感磁电阻芯片以及多个磁感应相关芯片。本领域技术人员可以根据实际情况选择合适结构的检测芯片，此处就不再赘述了。

为了支撑并且保护上述的永磁体、导磁平板以及检测部，本申请的一种实施例中，如图2所示，上述磁图像传感器还包括罩体1，上述永磁体2、上述导磁平板3以及至少上述检测部4设置在上述罩体1内。

本申请的再一种实施例中，上述罩体1包括第一罩体11与第二罩体12，其中，第一罩体11具有用于放置上述永磁体2以及上述导磁平板3的容纳槽，且导磁平板3设置在永磁体2的表面上，且导磁平板3的远离永磁体2的表面与容纳槽两侧的第一罩体11的表面在同一个平面上。电路基板41还设置在容纳槽两侧的第一罩体11的表面上，第一罩体对上述永磁体以及导磁平板起到支撑以及保护的作用；第二罩体12罩设在上述电路基板41设置有上述检测芯片42的表面上，用于保护上述检测芯片42，防止检测芯片被损坏或者损伤而影响检测结果。

为了防止外界的磁场对磁图像传感器产生的磁场的影响，进而保证待检测物的检测环境是均匀的磁场，本申请的一种实施例中，上述第一罩体为非导磁材料形成的罩体。

同时，为了避免外界的信号对检测芯片的检测结构的干扰，本申请的一种实施例中，上述第二罩体为非导磁材料形成的罩体，这样可以止其影响磁图像传感器的检测结果，进一步提高磁图像传感器的检测的准确性。

本申请的永磁体可以是现有技术中的任何一种的永磁材料形成的永磁体，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的永磁材料形成本申请的永磁体。

本申请的一种实施例中，上述永磁体2为合金永磁体或铁氧体永磁体。这两种材料容易购买且磁化效果较好。

为了使得永磁体产生的磁场中的垂直分量更多，进而具有更好的均匀性，本申请的一种实施例中，如图2所示，上述永磁体2具有凹槽20，上述导磁平板3设置在上述永磁体2的设置有上述凹槽20的表面上。图5示出了一种包括平板状的永磁体的磁场示意图，与图3的具有凹槽的永磁体2相比，该平板状的永磁体的磁场的垂直分量相对较小。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例以及对比例来说明本申请的技术方案。

实施例1

磁图像传感器的结构如图2所示，具体包括第一罩体11、永磁体2、导磁平板3、电路基板41、检测芯片42以及第二罩体12。其中，第一罩体11中包括容纳槽，永磁体2以及导磁平板3均设置在容纳槽中，且导磁平板3设置在永磁体2的凹槽20两侧的永磁体表面上，且导磁平板3的远离永磁体2的表面与容纳槽两侧的第一罩体11的表面在同一个平面上。电路基板41设置在导磁平板3的表面上以及容纳槽两侧的第一罩体11的表面上，检测芯片42设置在电路基板41的远离导磁平板3的表面上。第二罩体12罩设在上述电路基板41上且与电路基板41形成一个容纳检测芯片42的腔体以保护检测芯片42。

上述永磁体2为铁氧体永磁体，上述导磁平板3为铁氧体板，且其厚度为10mm。

实施例2

与实施例1的区别在于，上述导磁平板为铁板，且其厚度为0.1mm。

实施例3

与实施例2的区别在于，铁板的厚度为0.2mm。

实施例4

与实施例2的区别在于，铁板的厚度为0.3mm。

实施例5

与实施例2的区别在于，铁板的厚度为0.35mm。

实施例6

与实施例2的区别在于，铁板的厚度为1.0mm。

对比例

与实施例2的区别在于，该磁图像传感器中不包括铁板，电路基板直接搭设在凹槽两侧的第一罩体的两侧表面上。

采用高斯计测量各个实施例的包括永磁体和导磁平板的部分结构形成的磁场在长度方向的磁场强度，并对对比例中的永磁体形成的磁场在长度方向的磁场强度，测试结果见图4。

由图4中的测试结果可知，由实施例与对比例的测试曲线比较可知，各个实施例的磁场的均匀性均好于对比例的；相比与其他的实施例，实施例2至4的磁场的均匀性较好且强度较高；与实施例2相比，实施例1由于导磁平板的厚度较大，使得磁场衰减较大，磁场的强度较小；与实施例2相比，实施例5由于导磁平板的厚度大于0.3mm，其使得磁场衰减较大磁场的强度较小；与实施例2相比，实施例6由于导磁平板的厚度大于0.3mm，其使得磁场衰减较大磁场的强度较小。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

本申请的磁图像传感器中，在永磁体的表面上设置有导磁平板，该导磁平板由导磁材料形成，该导磁平板使得永磁体中心到边缘的磁感线，强度分布更均匀，且磁感线的方向从原来垂直方向到水平方向的杂乱分布，变成更多的垂直方向的分布，方向更多的同一化，因此，该导磁平板无论从方向上还是强度上，都使得磁场分布均匀，进而待检测物上的磁信息的检测在磁场分布均匀的环境中进行，保证了磁图像传感器的检测结果具有较高的准确性。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种磁图像传感器，其特征在于，所述磁图像传感器包括：

永磁体(2)，用于磁化待检测物中的软磁信息；

导磁平板(3)，设置在所述永磁体(2)的表面上，用于将所述永磁体(2)产生的部分磁感应线变为垂直磁感应线；以及

检测部(4)，设置在所述导磁平板(3)的远离所述永磁体(2)的表面上，用于检测所述待检测物中的磁信息。

2.根据权利要求1所述的磁图像传感器，其特征在于，垂直与所述导磁平板(3)厚度方向的平面为第一平面，所述永磁体(2)在所述第一平面上的投影为第一投影，所述导磁平板(3)在所述第一平面上的投影为第二投影，所述第一投影位于所述第二投影的内部或者所述第二投影位于所述第一投影的内部或者所述第一投影与所述第二投影重合。

3.根据权利要求1所述的磁图像传感器，其特征在于，所述导磁平板(3)的厚度为h，0<h≤10mm。

4.根据权利要求3所述的磁图像传感器，其特征在于，0.1mm≤h≤0.3mm。

5.根据权利要求1所述的磁图像传感器，其特征在于，所述导磁平板(3)包括铁板、铁氧体板、坡莫合金版和/或硅钢板。

6.根据权利要求1所述的磁图像传感器，其特征在于，所述检测部(4)包括：

电路基板(41)，设置在所述导磁平板(3)的远离所述永磁体(2)的表面上；以及

检测芯片(42)，与所述电路基板(41)电连接，且所述检测芯片(42)设置在所述电路基板(41)的远离所述导磁平板(3)的表面上。

7.根据权利要求6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：

罩体(1)，所述永磁体(2)、所述导磁平板(3)以及至少所述检测部(4)设置在所述罩体(1)内。

8.根据权利要求7所述的磁图像传感器，其特征在于，所述罩体(1)包括：

第一罩体(11)，具有用于放置所述永磁体(2)以及所述导磁平板(3)的容纳槽，且所述电路基板(41)还设置在所述第一罩体(11)的具有所述容纳槽一侧的表面上；以及

第二罩体(12)，罩设在所述电路基板(41)设置有所述检测芯片(42)的表面上，用于保护所述检测芯片(42)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的磁图像传感器，其特征在于，所述永磁体(2)为合金永磁体或铁氧体永磁体。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的磁图像传感器，其特征在于，所述永磁体(2)具有凹槽(20)，所述导磁平板(3)设置在所述永磁体(2)的设置有所述凹槽(20)的表面上。