CN112964308A - 传感器组件及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种传感器组件及电子设备，该传感器组件包括：基板，以及设置于所述基板的第一侧的至少两个传感器单元，所述至少两个传感器单元中的传感器单元依次层叠设置，且所述至少两个传感器单元包括第一传感器单元和第二传感器单元；其中，所述第一传感器单元用于实现第一类传感器功能，所述第二传感器单元用于实现第二类传感器功能。这样可以降低传感器组件所需的安装空间。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种传感器组件及电子设备。
背景技术
随着技术的发展，传感器的应用也越来越广泛，不同的工作场景，使用不同的传感器，以满足用户的需求。然而，随着用户需求的提高，手机等电子设备上设置的传感器种类也越来越多，传感器占用的安装空间也越来越大，进而影响其他功能器件的安装空间。
可见，现有的电子设备上的各类传感器存在空间占用大的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种传感器组件及电子设备，能够解决现有的电子设备上的各类传感器存在空间占用大的问题。
为解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种传感器组件，包括：基板，以及设置于所述基板的第一侧的至少两个传感器单元，所述至少两个传感器单元中的传感器单元依次层叠设置，且所述至少两个传感器单元包括第一传感器单元和第二传感器单元；
其中，所述第一传感器单元用于实现第一类传感器功能，所述第二传感器单元用于实现第二类传感器功能。
第二方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括上述传感器组件。
在本申请实施例中，通过将至少两个能够实现不同传感器功能的传感器单元层叠设置在基板的第一侧，以使传感器组件集成有至少两个不同传感器功能的传感器单元，进而实现不同类型的传感器功能的传感器的层叠集成设置；相较于单独设置两个或多个不同类型传感器，通过将至少两个不同传感器功能的传感器单元层叠集成设置在基板上，以构成传感器组件，可以降低传感器组件所需的安装空间，提高传感器组件的集成度。
附图说明
图1是本申请实施例提供的传感器组件的结构图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不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，以便本申请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，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
如图1所示，本申请实施例提供一种传感器组件，包括：基板10，以及设置于基板10的第一侧的至少两个传感器单元，至少两个传感器单元中的传感器单元依次层叠设置，且至少两个传感器单元包括第一传感器单元20和第二传感器单元30；
其中，第一传感器单元20用于实现第一类传感器功能，第二传感器单元30用于实现第二类传感器功能。
本实施方式中，通过将至少两个能够实现不同传感器功能的传感器单元层叠设置在基板10的第一侧，以使传感器组件集成有至少两个不同传感器功能的传感器单元，进而实现不同类型的传感器功能的传感器的层叠集成设置；相较于单独设置两个或多个不同类型传感器，通过将至少两个不同传感器功能的传感器单元层叠集成设置在基板10上，以构成传感器组件，可以降低传感器组件所需的安装空间，提高传感器组件的集成度。
其中，第一传感器单元20可以是磁敏传感器单元，第二传感器单元30可以是力敏传感器单元，即可以将具备磁通量检测功能的磁敏传感器单元和具备压力检测功能的力敏传感器单元层叠设置在基板10上，以使传感器组件既能具备磁通量检测功能，也具备压力检测功能，从而使传感器组件实现了不同类型传感器功能的集成设置，相较于单独设置两个或多个不同类型传感器，可以有效降低传感器组件所需的安装空间。
相应的，第一传感器单元20可以是力敏传感器单元，第二传感器单元30可以是磁敏传感器单元。
另外，至少两个传感器单元还可以包括温度传感器单元、声敏传感器单元、光学传感器单元中的一项或者多项。而且，至少两个传感器单元所包括的传感器类型包括但不限于上述类型的传感器单元。
一些实施例中，声敏传感器单元可以是麦克风阵列传感器单元，或者是受话器阵列传感器单元；磁敏传感器单元可以霍尔传感器单元，或者是陀螺仪与磁强计传感器单元；力敏传感器单元可以是压力传感器单元等。
可选的，至少两个传感器单元中除第一传感器单元20和第二传感器单元30之外，还包括集成设置有磁敏感应模块和力敏感应模块的第三传感器单元(未图示)。
本实施方式中，通过将不同类型的传感器功能集成在一个传感器单元中，可以进一步提升传感器组件的集成度，在同等安装空间下，可以使传感器组件能够集成更多的传感器功能。
另外，针对集成有两种或者多种传感器功能的传感器单元，其集成的传感器功能可以包括磁敏检测功能、力敏检测功能，还可以包括声敏检测功能、温度检测功能等。
可选的，第一传感器单元20和第二传感器单元30中的其中一个传感器单元为光学传感器单元，光学传感器单元具有感光区域，感光区域用于接收外界射入的光线。
本实施方式中，通过设置光敏传感器单元，可以使传感器组件实现光学传感器单元具备的光学检测功能，有效的丰富了传感器组件的功能类型。
另外，第一传感器单元20和第二传感器单元30中的另一个传感器单元可以激光传感器单元，也可以是声敏传感器单元等其他传感器单元。
在传感器组件集成有光敏传感器单元和声敏传感器单元的情况下，传感器组件既能实现声敏传感器单元具备的声音检测功能，也能实现光学传感器单元具备的光学检测功能。
在传感器组件集成有光敏传感器单元和激光传感器单元的情况下，传感器组件既能实现激光传感器单元具备的激光测距功能，也能实现光学传感器单元具备的光学检测功能。
需要说明的是，为保证光学传感器单元的光学检测性能，可以将光学传感器单元设置在传感器组件的最外层。
其中，至少两个传感器组件中包括目标传感器单元，目标传感器单元为至少两个传感器单元中的距离基板10最远的传感器单元；且目标传感器单元的远离基板10的一侧设有透镜(未图示)，透镜对应感光区域设置。
本实施方式中，透镜可以对射向感光区域的光线起到聚光作用，以提高射向感光区域的光线的强度，并提高光学传感器单元的光线检测性能。
其中，目标传感器单元可以是光学传感器单元，也可以是其他类型的传感器单元，比如声敏传感器单元、温度传感器单元等。
可选的，透镜与目标传感器单元之间设有滤波结构(未图示)。
本实施方式中，通过设置滤波结构，以对光学传感器单元进行滤波处理，从而降低其他波长的光线对光学传感器单元的检测结果造成干扰影响。
其中，当至少两个传感器单元中还包括其他类型的光学传感器单元的时候，还可以对其他类型的光学传感器单元设置滤波结构，进而实现不同的滤波结构对不同的波长的光线进行滤波处理，以使目标光线可以透过滤波结构，射向对应的感光区域。
比如，对应红外传感器单元设置的滤波结构，其可以去除光谱中除红外光线之外的光线，以便对应的红外传感器单元可以更好的接收红外光线，提高红外传感器单元的检测能力。
其中，当光学传感器单元位于目标传感器单元和基板10之间时，至少两个传感器单元中的位于光学传感器单元的远离基板10的一侧的至少一个传感器单元均设有透光结构，以使外界光线透过透光区域射向感光区域，以实现光学传感器单元的光学性能。
而且，光学传感器单元还可以是至少两个传感器单元中的距离基板10最远的传感器单元，且感光区域可以设置在光学传感器单元的远离基板10的一次，以缩短外界光线射向感光区域的传导路径，降低其他因素对光学传感器的检测结果的影响，提升光学传感器的检测性能，还可以在一定程度上提升传感器组件的综合性能。
本实施方式中，光学传感器可以是APS(有源像素，Activepixel Schematic)传感器单元、CCD(电荷耦合器件，Charge-coupled Device)传感器单元、动态视觉传感器单元、仿生视觉传感器单元、TOF(飞行时间法，Time Of Flight)传感器单元等中的任一项。
其中，仿生视觉传感器单元包括第一传感器电路和第二传感器电路；第一传感器电路，用于提取目标光信号中第一设定波段的光信号，并输出表征第一设定波段的光信号的光强变化量的电流信号；第二传感电路，用于提取目标光信号中第二设定波段的光信号，并输出表征第二设定波段的光信号的光强的电压信号；其中，第一设定波段和的第二设定波段中至少一种包括紫外线波段。
本实施方式中的仿生视觉传感器单元不但能够同时采集高质量的色彩光强信号与高速的灰度变化量信号，还能够感知目标光信号中紫外线的色彩光强信息和/或光强变化信息，可以有效提高仿生视觉传感器单元的应用场景，进而可以提高本申请提供的传感器组件的应用场景，提升了传感器组件的综合性能。
另外，本实施方式中的仿生视觉传感器单元的紫外线波段还可以是红外线波段，即仿生视觉传感器单元还可以是红外仿生视觉传感器单元，以进一步提高仿生视觉传感器单元的应用场景。
进一步的，传感器组件中还可以包括其他光学传感器单元，且传感器组件包括两个或者多个光学传感器单元的情况下，任意两个光学传感器单元的感光区域均可以错位设置，以使每一个光学传感器单元的感光区域均能够接收外界的光线，并实现对应的光学传感器单元的功能。
而且，通过将多个不同类型的光学传感器单元集成在一起，以使不同的光学传感器单元可以接收不同波长的光线，并使传感器组件可以实现不同的光学功能，比如，APS传感器单元具备的色彩还原度高、图像质量高等功能，CCD传感器单元具备的速度快、动态范围高等功能，红外传感器单元具备的红外检测功能。通过这样设计，可以使传感器组件集成有多种模态数据检测功能，并提高了传感器组件的综合性能。
TOF传感器单元主要是利用两个异步收发机之间往返的飞行时间来测量节点间的距离。
可选的，还包括存储结构(未图示)，至少两个传感器单元中每一传感器单元均通过硅互连结构(未图示)与存储结构电气连接。
本实施方式中，硅互连结构为采用全硅技术形成的硅结构，并具有功耗低、传输速度快的特点，可以有效提高各传感器单元与存储结构之间的数据交互速度，进而提高传感器组件的数据处理能力，并使传感器组件具有感知处理一体化的能力。
而且，存储结构与基板10之间也可以通过硅互连结构进行电气连接，以提高存储结构与基板10之间的数据交互速度。
另外，硅互连结构还可以通过TSV(硅通孔，Through Silicon Via)技术形成得到；TSV技术是通过将铜、钨、多晶硅等导电物质填充在对应的通孔内，从而在该通孔处上形成具有垂直电气互连功能的硅互连结构。
其中，存储结构包括静态随机存取存储器、阻变式存储器、动态随机存储器等。
在传感器组件包括光学传感器单元、声敏传感器单元、磁敏传感器单元、力敏传感器单元、激光传感器单元、温度传感器单元等的情况下，光学传感器单元一般设于最外层，而激光传感器设于光学传感器单元与声敏传感器单元、磁敏传感器单元、力敏传感器单元及温度传感器单元之间，即光学传感器单元的堆叠优先级高于激光传感器单元，且激光传感器单元的堆叠优先级高于声敏传感器单元、磁敏传感器单元、力敏传感器单元及温度传感器单元。
其中，声敏传感器单元、磁敏传感器单元、力敏传感器单元及温度传感器单元的堆叠优先级可以基于实际使用情况进行设置。比如，若是传感器组件为偏声敏的组件，则可以将声敏传感器的堆叠优先级高于磁敏传感器单元、力敏传感器单元及温度传感器单元设置。
本申请实施例还提供一种电子设备，包括上述传感器组件。
需要说明的是，上述传感器组件实施例的实现方式同样适应于该电子设备的实施例中，并能达到相同的技术效果，在此不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
Claims (11)
1.一种传感器组件，其特征在于，包括：基板，以及设置于所述基板的第一侧的至少两个传感器单元，所述至少两个传感器单元中的传感器单元依次层叠设置，且所述至少两个传感器单元包括第一传感器单元和第二传感器单元；
其中，所述第一传感器单元用于实现第一类传感器功能，所述第二传感器单元用于实现第二类传感器功能。
2.根据权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，所述第一传感器单元和所述第二传感器单元中的其中一个传感器单元为磁敏传感器单元，另一个传感器单元为力敏传感器单元。
3.根据权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，所述至少两个传感器单元中除所述第一传感器单元和所述第二传感器单元之外，还包括设置有磁敏感应模块和/或力敏感应模块的第三传感器单元。
4.根据权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，所述第一传感器单元和所述第二传感器单元中的一个传感器单元为光学传感器单元，所述光学传感器单元具有感光区域，所述感光区域用于接收外界射入的光线。
5.根据权利要求4所述的传感器组件，其特征在于，所述至少两个传感器单元中包括目标传感器单元，所述目标传感器单元为所述至少两个传感器单元中的距离所述基板最远的传感器单元；
所述目标传感器单元的远离所述基板的一侧设有透镜，所述透镜对应所述感光区域设置。
6.根据权利要求5所述的传感器组件，其特征在于，所述透镜与所述光学传感器单元之间设有滤波结构。
7.根据权利要求5所述的传感器组件，其特征在于，所述光学传感器单元位于所述目标传感器单元和所述基板之间，且所述至少两个传感器单元中的位于所述光学传感器的远离所述基板的一侧的至少一个传感器单元均设有透光区域，以使外界光线透过所述透光区域射向所述感光区域。
8.根据权利要求4所述的传感器组件，其特征在于，所述光学传感器单元为所述至少两个传感器单元中的距离所述基板最远的传感器单元，且所述感光区域位于所述光学传感器单元的远离所述基板的一侧。
9.根据权利要求4所述的传感器组件，其特征在于，所述光学传感器单元为有源像素APS传感器单元、电荷耦合器件CCD传感器单元、飞行时间法TOF传感器单元中的任一项。
10.根据权利要求4所述的传感器组件，其特征在于，所述第一传感器单元和所述第二传感器单元中的另一个传感器单元为激光传感器单元。
11.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至10中任一项所述的传感器组件。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210615 |