[发明专利]具有传感器配置的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有传感器配置的装置，并且也涉及一种传感器配置，还涉及一种感测方法。

这种装置的示例是便携式个人电脑(PC)和小型手持式电子装置，例如手机、个人数字助理、数码相机以及全球定位系统。

背景技术

美国专利US6,131,457公开了一种加速度传感器，所述加速度传感器包括安装于具有三维自由度的振动器上、并包括四个磁致电阻(magneto-resistive)元件的磁体。这四个磁致电阻元件检测从磁体产生的磁场的分量。在沿X轴定位的两个磁致电阻元件之间的输出电压差表示X方向上的加速度，并且沿Y轴定位的两个磁致电阻元件之间的输出电压差表示Y方向上的加速度。所有磁致电阻元件的输出电压总和表示Z方向上的加速度。

公知的加速度传感器是有缺陷的，尤其是由于以下事实：除了源自磁体的磁场之外，还需要偏置磁场以适当地运行。这种附加的偏置磁场提高了加速度传感器的灵敏度和线性度。

发明内容

特别地，本发明旨在提供一种包括传感器配置的装置，所述传感器配置能检测所述元件的平面上的加速度和垂直于所述元件的平面的加速度，而不需要为正确实现功能而附加偏置磁场。

本发明的目标还在于提供一种传感器配置以及一种感测方法，所述传感器配置能检测在所述元件的平面上的加速度和垂直于所述元件的平面的加速度，而不需要为正确地实现功能而附加偏置磁场，所述感测方法能检测在所述元件的平面上的加速度和垂直于所述元件的平面的加速度，而不需要为正确地实现功能而附加偏置磁场。

根据本发明的装置包括一种传感器配置，所述传感器配置包括：

场发生器，用于产生磁场的至少一部分；

第一场检测器，包括用于检测平面上的磁场的第一分量的第一元件；

第二场检测器，包括用于检测平面上的磁场的第二分量的第二元件；以及

可移动的物体，用于响应在相应的第一和第二方向上的所述可移动物体的相应的第一和第二加速度，改变平面上的磁场的第一和第二分量，所述第一方向是垂直于平面的方向，所述第二方向是在平面内的方向，并且所述第一场检测器对所述第一加速度比对第二加速度更敏感，而所述第二场检测器对所述第二加速度比对所述第一加速度更敏感。

通过引入至少两个独立的场检测器，其中每个所述场检测器包括用于检测平面(例如由所述这些元件形成的)上的磁场分量，并且通过使得第一场检测器对处于垂直于所述平面的方向的第一方向上的第一加速度比对处于在平面内的方向的第二方向上的第二加速度更敏感，而使得第二场检测器对第二加速度比对第一加速度更敏感，能够检测在独立的方向上的独立的加速度。根据本发明的这种装置具有良好的灵敏度和良好的线性度，因此不需要为正确地实现功能而附加偏置磁场。

此外，根据本发明的装置还由于能使温度扰动和外部场扰动最小化而具有优势。

根据本发明的装置的实施例由形成第一电桥的一部分的第一元件和形成第二电桥的一部分的第二元件限定，所述第二元件的第二长度轴比所述第一元件的第一长度轴更平行于平面上的磁场的第一和第二分量。例如，每个这种电桥包括串联结构的两个元件或惠斯通结构的四个元件。所述第二元件的第二长度轴被制成比所述第一元件的第一长度轴更平行于平面上的磁场的第一和第二分量。例如，这可通过使所述第二元件的第二长度轴位于或多或少平行于平面上的磁场的第一和第二分量的位置(具有在这些第二长度轴之间的角度和在0度到45度之间的分量)，以及使所述第一元件的第一长度轴位于或多或少垂直于平面上的磁场的第一和第二分量的位置(具有在这些第一长度轴之间的角度和在45度到90度之间的分量)实现。结果，相应的第一和第二场检测器被设计成主要检测沿着相应的第一和第二垂直轴的加速度。

根据本发明的装置的实施例由围绕第二元件的第一元件限定，反之亦然。所述第一元件可以是圆形或矩形或其他任何旋转对称的形状，并且所述第二元件可以采用离开太阳的太阳光束的形式。这样的实施例防止元件之间的位置干涉。

根据本发明的装置的实施例由基本饱和的第二元件限定。这种基本饱和的元件对于平面上磁场分量的方向的改变比对于场强的改变更敏感，并且对于杂散场的敏感度更低，而且需要更强的磁场以实现基本饱和。所述第一元件不饱和，是由于第一场检测器检测平面上的磁场分量的强度，并因此检测沿着垂直于所述平面的第一轴的加速度。