用于能够利用人的呼吸控制设备的微电机系统检测器的方法和系统的制作方法

专利名称：用于能够利用人的呼吸控制设备的微电机系统检测器的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明的某些实施例涉及控制电子设备。更具体地，本发明的某些实施例涉及用 于能够利用人的呼吸控制设备的MEMS检测器的方法和系统。
背景技术：
移动通信已经改变了人们通信的方式，且移动电话已经从奢侈品转变为日常生活 中必不可少的部分。今天移动电话的使用是受到社会环境的支配，而不是受位置或技术的 阻碍。当语音连接满足了通信的基本需求，并且移动语音连接继续进一步渗入日常生活 的结构时，通过因特网的服务的移动访问已经成为移动通信变革的下一步。当前，大多数 移动设备都配备了允许用户访问通过因特网提供的服务的用户界面。例如，一些移动设备 可能具有浏览器，且提供了能够导航和/或控制所述用户界面的软件和/或硬件按钮。一 些诸如智能电话等的移动设备配备了触摸屏能力，其允许用户在一只手握住所述设备的同 时，通过另一只手的触摸，导航或控制所述用户界面。耳机最初被用于在不打扰音乐源周围的其他人的情况下的个人音乐享受。耳机可 以包括包耳式、耳塞式和管道式耳机。包耳式耳机覆盖了耳朵，且相当大，相比于与便携式 音频设备一起适用，其更切合家庭音频应用。耳塞式耳机被典型地用于便携式音频设备应 用，例如盒式磁带、光盘和MP3播放器等。由于使用蜂窝电话时操作机动车存在的危险性，
，164(代理人案号 ，203(代理人案号 ，171(代理人案号 ，061(代理人案号 ，187(代理人案号所以耳塞式耳机的应用后来扩展到蜂窝电话应用中，典型地作为单耳耳机。随着无线技术的发展，无线耳机已经变得越来越普遍。随着更多的蜂窝电话用户 已经发现不用手(hands-free)的操作的使用简单，蓝牙头戴式耳机和/或耳塞的使用被显 著扩张，不仅在汽车的应用中，还在任意优选不用手的操作的应用中。当前，大多数移动设备都配备了允许用户访问通过因特网提供的服务的用户界 面。例如，一些移动设备可能具有浏览器，且提供了能够导航和/或控制所述用户界面的软 件和/或硬件按钮。一些诸如智能电话等的移动设备配备了触摸屏能力，其允许用户在一 只手握住所述设备的同时，通过另一只手的触摸，导航或控制所述用户界面。如本申请的其余部分将参考附图所说明的，通过将这些系统与本发明相比较，本 领域的技术人员将明显看出常规的和传统的方法的更多局限和劣势。

发明内容
一种用于能够使用人的呼吸控制设备的MEMS检测器的系统和/或方法，基本上如 联系至少一个附图所示和/或所述，在权利要求部分有更完整的说明。通过下面的说明和附图会将更全面地理解本发明的不同优势、方面和新颖特征， 以及其示例性实施例的细节。


图1是根据本发明的一个实施例的、使用人的呼吸控制多个设备的用户界面的示 例性系统的框图；图2是说明根据本发明的一个实施例的示例性MEMS传感模块和蓝牙头戴式耳机 的框图；图3是说明根据本发明的一个实施例的示例性MEMS可偏转部件的结构的框图；图4是说明根据本发明的一个实施例的示例性MEMS可偏转部件的结构的顶视图 的框图；图5是根据本发明的一个实施例的用于MEMS检测器阵列的示例性陶瓷模块的框 图；图6是根据本发明的一个实施例的示例性MEMS检测器模块的框图；图7是根据本发明的一个实施例的示例性MEMS检测器模块的斜角视图的框图；图8是说明根据本发明的一个实施例的示例性MEMS检测器模块的剖面的框图；图9是说明根据本发明的一个实施例的示例性MEMS部件偏转的框图；图10是根据本发明的一个实施例的示例性空气流检测器组件的框图；图11是说明根据本发明的一个实施例的、MEMS检测器的动力学传感操作的框图；图12是说明根据本发明的一个实施例的示例性MEMS检测器使用过程的流程图。
具体实施例方式本发明的某些方面可能在用于能够使用人的呼吸控制设备的MEMS检测器的方法 和系统中出现。本发明的示例性方面可以包括通过微电机系统(MEMQ检测器检测由人的 呼吸的排气引起的空气的运动。所述MEMS检测器可以包括一个或多个可操作来检测由人的呼吸的排气引起的空气运动的可偏转或可移动部件。所述可偏转或可移动部件的偏转可 以通过MEMS检测器内的隔离体(spacer)被限制。所述可偏转部件的偏转量可以通过测 量MEMS可偏转部件反射的光信号、测量所述可偏转部件的偏转产生的压电信号、测量所述 可偏转部件的偏转产生的电容变化、或测量磁场中的已偏转部件的偏转所产生的电流来确 定。可以基于检测出的运动产生一个或多个输出信号。所述MEMS检测器可以包括基片、隔 离体和MEMS可偏转部件。所述基片可以包括陶瓷材料和/或硅，也可以包括嵌入的器件和 互连。所述嵌入的器件可以是无源器件，诸如电感器、电阻器和/或电容器。集成电路可以 被电连接到所述基片。空气流可以被引导出MEMS检测器的侧面。图1是根据本发明的一个实施例的、使用人的呼吸控制多个设备的用户界面的典 型系统的框图。参考图1，其显示了用户102、微电机系统(MEMS)传感和处理模块104以及 多个要被控制的设备，诸如多媒体设备106a、蜂窝电话/智能电话106b、个人计算机(PC)、 便携式或笔记本计算机106c、显示设备106d和/或电视机(TV) 106e等。所述多媒体设备 106a可以包括用户界面107a，所述蜂窝电话/智能电话106b可以包括用户界面107b，个 人计算机(PC)、便携式或笔记本计算机106c可以包括用户界面107c。另外，所述显示设备 106d可以包括用户界面107d，电视机(TV)106e可以包括用户界面107e。要被控制的所述 多个设备中的每一个都被有线或无线地连接到用于信息的侧装载(side loading)的多个 其他设备108。所述MEMS传感和处理模块104可以包括合适的逻辑、电路和/或代码，它们能够 检测由用户102的呼吸的排气引起的运动。响应于人的呼吸的排气引起的运动的检测，所 述MEMS传感和处理模块104能够产生一个或多个控制信号。所述MEMS传感和处理模块104 可以包括可操作来传感由人的呼吸的排气产生的动力学能量、并相应地产生一个或多个控 制信号的一个或多个部分或部件。所产生的一个或多个控制信号能够控制多个设备中的一 个或多个的用户界面，诸如多媒体设备106a的用户界面107a、蜂窝电话/智能电话106b的 用户界面107b、PC、便携式或笔记本计算机106c的用户界面107c、显示设备106d的用户界 面107d、TV 106e的用户界面107e以及移动多媒体播放器和/或遥控器的用户界面等。根据本发明的一个实施例，对由人的呼吸的排气引起的运动的检测可以在不使用 通道的情况下进行。对由人的呼吸的排气引起的运动的检测可以响应于人的呼吸向开放空 间中的排气，其接着被传感。根据本发明的另一个实施例，所述MEMS传感和处理模块104能够通过所产生的一 个或多个控制信号在诸如手持设备(例如多媒体设备106a、蜂窝电话/智能电话106b)、 PC、便携式或笔记本计算机106c、显示设备106d和/或TV 106e等的多个设备的一个或多 个的用户界面内导航。所述MEMS传感和处理模块104能够通过所产生的一个或多个控制 信号，在多个设备的用户界面内选择一个或多个组件。所产生的一个或多个控制信号可以 包括一个或多个有线和/或无线信号。根据本发明的另一个实施例，使诸如手持设备(例如，多媒体设备106a和/或蜂 窝电话/智能电话106b)和/或PC、便携式或笔记本计算机106c等的多个设备中的一个 或多个能够从另一个设备108接收一个或多个定义所述用户界面的输入。所述另一个设备 108可以是PC、便携式或笔记本计算机106c和/或手持设备(例如，多媒体设备106a和/ 或蜂窝电话/智能电话106b)中的一个或多个。在这一点上，数据可以从所述其他设备108传送至蜂窝电话/智能电话106b，且该数据可以被关联或映射到可以由蜂窝电话/智能电 话106b通过诸如蜂窝或PCS服务提供商的服务提供商远程访问的媒体内容。被关联或映 射到媒体内容的所述传送的数据可以被用于定制(customize)蜂窝电话/智能电话106b 的用户界面107b。在这一点上，与一个或多个接收到的输入相关联的媒体内容可以变为正 受控制的设备的用户界面的构成(integral)部分。可以在所述其他设备108和/或蜂窝 电话/智能电话106b中任意一个上执行所述关联和/或映射。在所述关联和/或映射在 其他设备108上被执行的情况下，被关联和/或映射的数据可以从所述其他设备108传送 到蜂窝电话/智能电话106b。在本发明的示例实施例中，从其他设备108传送到蜂窝电话/智能电话106b的图 标可以被关联或映射到可以被蜂窝电话/智能电话106b通过蜂窝电话/智能电话106b的 服务提供商远程访问的、诸如RSS馈送(feed)的媒体内容上。因此，当用户102向MEMS传 感和处理模块104上吹气时，由MEMS传感和处理模块104产生的控制信号可以导航到所述 图标并选择所述图标。一旦所述图标被选择，则可以通过蜂窝电话/智能电话106b的服务 提供商访问RSS馈送，且相应的RSS馈送内容可以被显示在用户界面107b上。美国申请序
列号No._(代理人案号No. 19454US01)公开了一种用于定制设备的用户界面的示例
性方法和系统，在此通过引用将其全部内容包含于此。在操作中，用户102可以呼气到开放的空间中，所呼出的气可以被一个或多个检 测器件或检测器传感，例如MEMS传感和处理模块104中的一个或多个检测器、传感部件和/ 或传感部分。使所述MEMS传感和处理模块104能够检测由用户102的呼吸的排气引起的 运动。响应于对人的呼吸的排气所引起的运动的检测，MEMS传感和处理模块104中的一个 或多个检测器件或检测器可以产生一个或多个电、光和/或磁信号。MEMS传感和处理模块 104中的处理器固件能够利用各种算法处理从一个或多个检测器件或检测器接收到的电、 光和/或磁信号，并对正被控制的设备(例如，所述多媒体设备106a)产生一个或多个控制 信号。所产生的一个或多个控制信号可以通过有线和/或无线信号，被传递到正被控制的 设备(例如，多媒体设备106b)。正被控制的设备中的处理器可以利用传递的控制信号来 控制所述正被控制的设备的用户界面，例如，多媒体设备106a的用户界面107a、蜂窝电话/ 智能电话106b的用户界面107b、个人计算机(PC)、便携式或笔记本计算机106c的用户界 面107c、显示设备106d的用户界面107d、TV 106e的用户界面107e以及移动多媒体播放 器和/或遥控器的用户界面等。美国专利申请序列号No._(代理人案号No. 19449US01)公开了一种用于
通过可操作来检测由于人的呼吸的排气而引起的空气运动的MEMS检测器来控制设备的用 户界面的示例性方法和系统，在此通过引用将其全部内容包含于此。图2是说明根据本发明的一个实施例的示例性MEMS传感模块和蓝牙头戴式耳机 的框图。参考图2，显示了无线挂脖式耳机203和包括传感模块201、电力控制块205、无线 模块211和通信接口 213的微电机系统(MEMQ检测器系统200。所述传感模块201可以包 括检测器控制块207和检测器209A-209E。所述无线挂脖式耳机203可以包括例如蓝牙头戴式耳机，其可以与MEMS检测器系 统200和诸如参考图1所说明的多媒体设备106a、蜂窝电话/智能电话106b、个人计算机 (PC)、便携式或笔记本计算机106c、显示设备106d以及/或者电视机(TV) 106e的其他设备进行通信。虽然这里公开了挂脖式耳机，但本发明并不局限于这一点。例如，MEMS检测器
可以被集成到诸如蓝牙头戴式耳机或双耳式耳机等耳机中。美国专利申请序列号No._
(代理人案号No. 19449US01)公开了一种示例性挂脖式耳机，在此通过引用将其全部内容 包含于此。所述检测器控制块207可以包括能够偏置和传感来自检测器209A-209E的电信号 的合适电路、逻辑和/或代码。所述检测器控制块207可以通信地连接到检测器209A-209E、 电力控制块205和通信接口 213。所述检测器209A-209E可以包括能够检测来自用户的呼吸的空气流的不同速度 的MEMS器件。在本发明的一个实施例中，检测器209A-209E中的可偏转MEMS部件可以被空 气流偏转，并阻碍发射光从可偏转MEMS部件反射到多个检测器。源和检测器的数量和类型 不局限于图2所示的数量。相应地，可以根据期望的尺寸、灵敏度和/或分辨率利用任意数 量的检测器和源。相似地，源和检测器的类型可以包括除可见光之外的其他传感机制。例 如，压电、超声波、霍尔效应、静电和/或永磁或电磁的检测器都可以被偏转的MEMS部件激 活，从而产生要与检测器控制芯片207通信的信号。将至少参考图3-9进一步说明示例性 的光学MEMS检测器。所述电力控制块205可以包括使得能够供电给MEMS检测器系统200的各种电路 的合适电路、逻辑和/或代码。所述电力控制块205能够对可集成到诸如电力控制块205、 BT模块211或传感控制模块201内的电池充电，并在电池操作期间控制电力使用。所述无线模块211可以包括用于与诸如无线挂脖式耳机203等无线设备进行无线 通信的合适电路、逻辑和/或代码。所述无线模块211可以包括蓝牙、Zigbee、无线局域网 以及它们的变型，或者其他无线协议传送和接收能力，用于可由传感模块201产生的控制 信号以及来自无线挂脖式耳机203或其他无线设备的反馈信号。所述无线模块211可以通 信地连接到通信接口 213。诸如线缆等的有线连接也可以被用于与挂脖式耳机203通信。例如，所述通信接口 213可以包括使得能够在MEMS检测器系统200和诸如个人计 算机的外部设备之间进行有线通信的合适电路、逻辑和/或代码。使所述通信接口 213能 够将传感模块201产生的信号切换到无线模块211或通过有线连接到通信接口 213的外部 设备。例如，所述通信接口 213可以包括通用的异步接收器/传送器(UART)和/或集成电 路件(I2C)的接口能力。在操作中，检测器209A-209E可以传感由于空气(例如，来自用户呼吸的空气)的 排放而引起的空气流，并可以产生可以经由检测器控制芯片207、通信接口 213和无线模块 211传递到诸如无线挂脖式耳机203等无线设备的信号。所述电力控制块205可以提供适 当的检测器209A-209E的偏置条件，并可以在电池供电时提供用于MEMS检测器模块200的 电力。利用传感模块201的用户交互可以允许无线设备的不用手或单手控制，所述无线设 备诸如参考图1所述的无线设备、多媒体设备106a、蜂窝电话/智能电话106b、个人计算机 (PC)、便携式或笔记本计算机106c、显示设备106d和/或电视机(TV) 106e等。图3是说明根据本发明的一个实施例的示例性MEMS可偏转部件的结构的框图。参 考图3，显示了包括可偏转部件301A-301D和支撑结构303的MEMS部件阵列300。所述可 偏转部件301A-301D也被称为可移动部件或部分。在本发明的一个实施例中，所述MEMS部 件阵列300可以包括微机械硅(Si)结构，从而使可偏转部件301A-301D的厚度可以被空气流物理偏转而不破碎。例如，可以利用诸如各向异性蚀刻等MEMS技术制造所述MEMS部件 阵列300。所述支撑结构303可以包括可以悬挂可偏转部件301A-301D并使MEMS部件阵列 300能够集成到检测器封装内的刚性支撑结构，例如，如至少参考图5-8所描述的。在操作中，所述可偏转部件301A-301D可以被来自空气(诸如来自用户呼吸的 空气)排气的空气流偏转或移动。在本发明的一个实施例中，光源可以被可偏转部件 301A-301D的底面反射，从而可以通过测量从各个可偏转部件301A-301D的反射所接收到 的光信号来确定偏转量。在本发明的各种实施例中，确定可偏转部件301A-301D的偏转的 源和检测器可以利用其他传感技术，诸如压电、霍尔效应、超声波、磁或静电等。在可以利用 压电技术的实例中，可偏转部件301A-301D的偏转可以通过挤压压电材料而产生正比于施 加的空气流的电信号。在本发明的另一个实施例中，通过可偏转部件301A-301D的偏转调 节电容值，电容的改变产生电信号。在本发明的又一个实施例中，可以在邻近或位于所述可 偏转部件301A-301D的表面上使用永磁体或电磁体来产生正比于所述空气流的速度的电 流。因此，所述测量技术不局限于光学测量。因此，可以利用多种多样的偏转测量技术。图4是说明根据本发明的一个实施例的示例性MEMS可偏转部件的结构的顶视图 的框图。参考图4，显示了包括可偏转部件301A-30ID和支撑结构303的MEMS部件阵列300。 所述支撑结构303的垂直厚度能够使可偏转部件301A-301D悬挂在止档(stopper)结构上 方，如至少参考图6-9所述。另外，所述止档结构可以减少和/或消除一个或多个可偏转部 件301A-301D过偏转或损坏的可能性。在操作中，所述可偏转部件301A-301D可以被用户呼吸的空气流所偏转。在本发 明的一个实施例中，光源可以从可偏转部件301A-301D的底面反射，从而可以通过测量从 各个可偏转部件301A-301D的反射所接收到的光信号确定偏转量。在本发明的不同实施例 中，确定可偏转部件301A-301D的偏转的源和检测器可以利用其他传感技术，诸如压电、霍 尔效应、超声波、磁或静电等。图5是根据本发明的一个实施例的用于MEMS检测器阵列的示例性陶瓷模块的框 图。参考图5，显示了基片501、检测器503A-503C、源505、通风口 507、509、511和513，以及 集成电路515。第四个检测器(未显示)可以集成在基片501的凹洞内。源和检测器的数 量不局限于图5中所示的数量。所述基片501可以包括例如低温共烧陶瓷或其他绝缘材料的机械块，并可以充当 支撑参考图3和4所述的MEMS部件阵列300以及检测器503A-503C、源505和集成电路 (IC) 515的基片。因此，可以根据期望的尺寸、灵敏度和期望的分辨率利用任意数量的检测 器和源。所述基片501的顶面的凹洞可以被用于创建多个分别对应于MEMS部件阵列300 的可偏转部件的独立凹洞。例如可以在基片501中化学蚀刻、磨削、或激光加工所述凹洞。在本发明的一个实施例中，所述基片501可以替代地包括微机械硅块。利用硅使 得能够使用均勻和可控制造工艺的半导体微机械技术，例如通过湿化学或等离子蚀刻的各 向异性蚀刻，和/或离子束磨削。用这种方式，例如可以通过诸如扩散或离子注入的半导体 掺杂技术将所述检测器503A-503C和源505直接制造在基片501上。在本发明的另一个实 施例中，所述检测器503A-503C和源505可以外延生长到基片501上。另外，所述基片501可以包括多层材料，包括绝缘、半导体，和导电材料，以使得能够制造无源器件，以及，使得能够在集成在基片501内或之上的各个器件之间互连。基片 501内或上的导电材料可以包括导电墨水，其是互连基片501的平面内的器件的成本高效 的方法。例如，可以在陶瓷顶面的大凹洞上沉积导电墨水图案，从而提供检测器503A-503C、 源505和可以通过基片501延伸至与所述基片501的底面连接的IC 515的互连线之间的互 连。此外，可以在基片501的底层上沉积另一图案化的导电层，以使得能够连接到IC 515。所述检测器503A-503C可以包括半导体光电二极管或光电导体，它们可操作来传 感从位于基片501的顶部上的MEMS部件阵列300中的可偏转部件反射的光，例如，如至少 参考图6-10所述。例如，所述检测器503A-503C可以通过诸如导电墨水等而被电连接到所 述基片501，并可以通过诸如热环氧树脂等而被机械地连接到所述基片501。所述源505可以包括半导体发光二极管(LED)或激光，它们使得能够在关于所述 基片501的顶面的大凹洞的底部的垂直方向上发出光。例如，所述源505可以发出可见光， 用于由检测器503A-503C检测。源和检测器的类型可以包括除可见光之外的其他传感机制。例如，压电、超声波、 霍尔效应、静电和/或永磁或电磁的检测器都可以被MEMS部件阵列300中的偏转的MEMS 部件激活。所述IC 515可以包括使得能够偏置和接收来自检测器503A-503C的信号并偏置 所述源505的合适电路、逻辑和/或代码。另外，所述IC 515可以包括用于在将信号传递 到MEMS检测器系统200中的其它部件之前处理从检测器503A-503C接收的信号的处理能 力。在操作中，所述源可以通过由IC 515产生的偏置条件来产生期望的光强度。在光 电二极管被用作检测器503A-503C的实例中，也可以通过IC 515向它们提供偏置电压。由 源505发出的光可以被如参考图3和4所述的MEMS部件阵列300中的可偏转部件反射和 /或阻挡。由各个检测器接收到的光的量可以指示MEMS部件阵列300的各个可偏转部件的 偏转量。MEMS部件阵列300的可偏转部件的偏转可能由用于控制例如手持设备的用户呼吸 的空气流引起。所述通风口 507、509、511和513可以减少和/或消除基片501的顶面中的 凹洞内的压力旋窝/积累(buildup)。压力旋窝/积累可能对MEMS部件阵列300的可偏转 部件的偏转造成不利影响，引入噪声到所产生的信号中。所接收到的光强度可以通过检测器503A-503C而被转换为电信号，所述电信号可 以通过基片501中的传导信道而被传递到IC 515。所述IC 515可以使MEMS部件阵列300 的可偏转部件的偏转能被传递到无线设备，诸如无线挂脖式耳机203或其他无线设备，诸 如多媒体设备106a、蜂窝电话/智能电话106b、个人计算机(PC)、便携式或笔记本计算机 106c、显示设备106d和/或电视(TV)106e。用这种方式，用户可以不用手或通过单手，利用 他们的呼吸来控制无线设备。图6是根据本发明的一个实施例的示例性MEMS检测器模块的框图。参考图6，显 示了 MEMS检测器模块600，其包括MEMS部件阵列300、基片501和隔离体601。可以参考图 3和5说明所述MEMS部件阵列300和基片501。虚线AB示出了图8的剖面图的切割面。所述隔离体601可以包括“十字”形的结构，其可以使得在MEMS部件阵列300的 可偏转部件和基片501之间创建单独的凹洞。例如，所述隔离体可以包括特氟隆(Teflon)，也可以提供止档机制以防止MEMS部件阵列300的可偏转部件的过偏转。另外，隔离体601 的中间部分可以被打开以允许从源505发光，所述源505可以被键合到基片501的顶面的 大凹洞的中间，如参考图5和8所述。在操作中，MEMS部件阵列300的可偏转部件可以被来自用户呼吸的空气流偏转。 在完全偏转的情况下，所述可偏转部件被压靠在止档器601上，从而参考图5所述的传感机 制可以传感最小的光强度。图7是根据本发明的一个实施例的示例性MEMS检测器模块的斜角视图的框图。参 考图7，显示了 MEMS检测器模块600，其包括MEMS部件阵列300、基片501和隔离体601，每 一个都如参考图6所说明的。所述基片501的顶面上的虚线可以对应于MEMS部件阵列300 的示例性布置。在操作中，MEMS部件阵列300的可偏转或可移动部件可以被来自用户呼吸的空气 流偏转。在完全偏转的情况下，所述可偏转部件可以被压靠在止档器601上，从而参考图5 所述的传感机制可以传感最小的光强度。 图8是说明根据本发明的一个实施例的示例性MEMS检测器模块的剖面的框图。参 考图8，显示了 MEMS检测器模块600，其包括可偏转部件301A-301B、基片501、检测器503A 和50;3B、源505、IC 515、隔离体601以及嵌入的器件和互连805。所述可偏转部件301A和 301B、基片501、检测器503A禾口 50!3Β、源505、IC 515和隔离体601如参考图3_6所说明的。所述嵌入的器件和互连805可以包括嵌入在基片内的导电材料和/或半导体材 料，其可以创建分离的器件和/或器件互连。例如，导电墨水可以被用于创建器件互连。所 述嵌入的器件和互连805可以使能对检测器503Α和50 以及源505提供合适的偏置条件， 也可以提供到IC 515的电互连。在操作中，可以由空气(诸如来自用户的呼吸)的排出而引起的空气流可以偏转 或移动可偏转部件301A和301B。所述源505可以产生光信号，所述光信号可以从可偏转部 件301A和301B反射。在没有偏转的实例中，检测器503A和50!3Β接收到的反射光信号可 以是最大值，并可被用于在开始时或周期性地校准MEMS检测器系统200，如参考图2所述。 在可偏转部件301Α和301Β被完全偏转到抵靠隔离体601的实例中，检测器503Α和50!3Β 接收到的光信号可以是零或最小水平，以指示最大偏转。将参考图9对该过程进一步说明。由检测器503Α和5(Χ3Β接收的反射光可以产生电信号，所述电信号可以通过嵌入 的器件和互连805而被传递到IC 515。图9是说明根据本发明的一个实施例的示例性MEMS部件偏转的框图。参考图9， 显示了可偏转部件301Β、检测器5(Χ3Β、源505以及隔离体601。所述可偏转部件301Β、检测 器50;3Β、源505以及隔离体601可以如参考图3_6所述。在操作中，在没有空气流被引导到检测器模块600的实例中，所述可偏转部件 301Β可以位于松弛(rest)位置，如图9中“无偏转”或上面的图所示。所述源505可以发 射光信号到可偏转部件301B，光信号从可偏转部件301B反射到检测器50 上。在无偏转 时所测量的此信号可以包括在开始时或周期性地测量的校准值。在有空气流被引导到检测器模块600的实例中，所述可偏转部件301B可以被偏 转。在空气流可能较高的实例中，所述可偏转部件301B可以被偏转直到其抵靠隔离体601， 其代表最大空气流，高于其，MEMS检测器组件600将不能区别。在该实例中，由源505发射的光可以被完全阻挡，则所述检测器50 可以接收到零或最小的信号。可偏转部件的偏转 量，以及由检测器5(X3B由此产生的信号可以对应于引起所述偏转的空气流的速度。在本发明的一个实施例中，各个可偏转部件301A-301D的厚度和/或面积可以被 配置来用于期望的最大空气流。另外，隔离体601的厚度可以被配置为允许可偏转部件 301A-301D的期望偏转量。图10是根据本发明的一个实施例的示例性空气流检测器组件的框图。参考图10， 显示了空气流检测器组件1000，其可以包括机械地连接到为用户操作而设计的支撑部件 1003的外壳1001内的MEMS检测器组件600。所述外壳1001可以包括，例如四组排气孔 1007，其可与参考图5所述的通风口 507、509、511和513对齐，所述外壳1001还可以包括 四个与可偏转部件301A-301D对齐的进气孔1005A-1005D。在操作中，空气流可以沿着参考图8所述的外壳1001内的路径进入进气孔 1005A-1005D,然后通过一个或多个排气孔1007离开外壳1001。用这种方式，可以减小或消 除外壳1001内的压力漩涡或压力累积，所述压力漩涡或压力累积可以负面的影响检测器 的信号。图11是说明根据本发明的一个实施例的、MEMS检测器的动力学传感操作的框图。 参考图11，显示了 MEMS部件阵列300、检测器输出绘图1101A-1101D、示例性吹气模式1103 以及所引起的控制行为1105A和1105B。所述MEMS部件300参考图3所述。所述示例性吹气模式1103表示用户可以对着MEMS部件阵列300吹气的模式。在 该实例中，示例性吹气模式1103横跨MEMS部件阵列300沿着向下的方向移动，导致用于各 个可偏转部件的检测器输出绘图1101A-1101D。所述检测器绘图1101A指示了检测器信号 与时间的关系，其指示了在“上”可偏转部件下方的检测器被首先偏转，随后是“左”和“右” 可偏转部件，最后是“下”可偏转部件。可以在例如IC 515中处理这些信号，以产生期望的 行为，如所产生的控制行为1105A和1105B所示。所述控制行为1105A可以指示用户意在 向下滚动内容，并且在控制行为1105B中，所述向下滚动可以基于动量，导致更高的滚动速 率。图12是说明根据本发明的一个实施例的示例性MEMS检测器使用过程的流程 图。参考图12，在开始步骤1201之后的步骤1203中，所述源505可以发射在可偏转部件 301A-301D没有偏转的情况下的信号。在步骤1205中，可以根据所反射的信号确定基准偏 转信号。在步骤1207中，所述MEMS检测器组件600可以被空气流激活。在步骤1209中， 可以测量来自可偏转部件301A-301D的反射信号，且所述信号可以被传送到可以由MEMS检 测器组件1000控制的无线设备，随后是结束步骤1211。在本发明的示例性实施例中，公开了一种用于MEMS检测器600的方法和系统，其 能够利用人的呼吸控制设备，并可以包括通过微电机系统(MEMS)检测器600检测由例如人 的呼吸的排气引起的空气运动。所述MEMS检测器600可以包括一个或多个可偏转或可移 动部件301A-301D，其可操作来检测由人的呼吸的排气所引起的空气运动。可以通过MEMS 检测器600内的隔离体601限制所述可偏转或可移动部件301A-301D的偏转。可以通过测 量从MEMS可偏转部件301A-301D反射的光信号、测量由可偏转部件310A-301D的偏转产生 的压电信号、测量由可偏转部件301A-301D的偏转产生的电容变化、或测量由磁场中的已 偏转部件301A-301D的偏转产生的电流来确定所述可偏转或可移动部件301A-301D的偏转量。可以基于所检测到的运动产生一个或多个输出信号。所述MEMS检测器600可以包括 基片501、隔离体601以及MEMS可偏转部件310A-301D。所述基片501可以包括陶瓷材料 和/或硅，并可以包括嵌入的器件和互连805。集成电路515可以被电连接到所述基片501。 空气流可以被引导出MEMS检测器600的侧面。本发明的某些实施例可以包括其上已存储计算机程序的机器可读存储器，所述计 算机程序具有至少一个代码部分用于能够利用人的呼吸控制设备的MEMS检测器，所述至 少一个代码部分被机器执行来使所述机器执行这里所说明的一个或多个步骤。相应地，可以通过硬件、软件、固件或其组合来实现本发明的方面。可以以集中的 方式在至少一个计算机系统上，或者以不同的元件分布在若干互连的计算机系统中的分布 式方式来实现本发明。适于执行这里所说明的方法的任意类型的计算机系统或其他装置都 是适合的。硬件、软件和固件的典型组合可以是具有计算机程序的通用计算机系统，当所述 计算机程序被加载或执行时，控制所述计算机系统执行这里说明的方法。本发明的一个实施例可以被实施为板级产品、单一芯片、专用集成电路(ASIC)，或 不同等级地集成到单一芯片而系统的其它部分作为独立组件。主要由速度和成本的考虑确 定系统的集成度。由于现代处理器的成熟特性，可以利用商业可得的处理器，其可以在本系 统的ASIC实施之外被实施。可选择地，如果所述处理器可用作ASIC核或逻辑块，则商业可 得的处理器可以被实施为ASIC器件的一部分，所述ASIC器件具有被实施为固件的不同功 能。本发明也可以嵌入计算机程序产品，其包括能使这里说明的方法被实施的所有特 征，且当被加载到计算机系统时，其能够执行这些方法。例如，当前上下文中的计算机程序 可以指一组意在引起具有信息处理能力的系统直接或在以下步骤之一或两者之后执行特 定功能的任意语言、代码或注解中的任意表达a)转换为另一种语言、代码或注解；b)以不 同的材料形式再生。然而，本领域技术人员的理解范围内的计算机程序的其他含义也在本 发明的考虑范围内。虽然已经参考某些实施例说明了本发明，但本领域的技术人员将理解，在不脱离 本发明的范围的情况下，可以作不同的改变和替代等同物。另外，在不脱离本发明的精神和 范围的情况下，可以作很多修改以适应特定的情况或材料。因此，本发明不意在受限于公开 的特定实施例，但本发明将包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。
权利要求
1.一种用于无线通信的方法，所述方法包括经由微电机系统(MEMS)检测器检测由人的呼吸的排气引起的空气的运动。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述MEMS检测器包括一个或多个可偏转部件，所述 可偏转部件可操作来检测由所述人的呼吸的排气引起的所述空气的运动。
3.如权利要求2所述的方法，包括经由所述MEMS检测器内的隔离体限制所述可偏转部 件的偏转。
4.如权利要求2所述的方法，包括通过测量所述MEMS可偏转部件反射的光信号确定所 述可偏转部件的所述偏转的量。
5.如权利要求2所述的方法，包括通过测量由所述可偏转部件的所述偏转产生的压电 信号确定所述可偏转部件的所述偏转的量。
6.如权利要求2所述的方法，包括通过测量由所述可偏转部件的所述偏转产生的电容 变化确定所述可偏转部件的所述偏转的量。
7.如权利要求2所述的方法，包括通过测量由磁场中的所述已偏转部件的所述偏转产 生的电流确定所述可偏转部件的所述偏转的量。
8.如权利要求1所述的方法，包括将空气流引导出所述MEMS检测器的侧面。
9.如权利要求1所述的方法，包括基于所检测出的运动产生一个或多个输出信号。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述MEMS检测器包括基片、隔离体、以及所述一个 或多个MEMS可偏转部件。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述基片包括陶瓷材料和/或硅。
12.如权利要求10所述的方法，其中所述基片包括嵌入的器件和互连。
13.如权利要求10所述的方法，其中集成电路被电连接到所述基片。
14.一种用于无线通信的系统，所述系统包括一个或多个电路，用于经由微电机系统(MEMS)检测器检测由人的呼吸的排气引起的 空气的运动。
15.如权利要求14所述的系统，其中所述MEMS检测器包括一个或多个可偏转部件，所 述可偏转部件可操作来检测由所述人的呼吸的排气引起的所述空气的运动。
16.如权利要求15所述的系统，其中经由所述MEMS检测器内的隔离体限制所述可偏转 部件的偏转。
17.如权利要求15所述的系统，其中所述一个或多个电路通过测量所述MEMS可偏转部 件反射的光信号确定所述可偏转部件的所述偏转。
18.如权利要求15所述的系统，其中所述一个或多个电路通过测量由所述可偏转部件 的所述偏转产生的压电信号确定所述可偏转部件的所述偏转。
19.如权利要求15所述的系统，其中所述一个或多个电路通过测量由所述可偏转部件 的所述偏转产生的电容变化确定所述可偏转部件的所述偏转。
20.如权利要求15所述的系统，其中所述一个或多个电路通过测量由磁场中的所述已 偏转部件的所述偏转产生的电流确定所述可偏转部件的所述偏转。
21.如权利要求14所述的系统，其中所述空气的运动流出所述MEMS检测器的侧面。
22.如权利要求14所述的系统，其中所述一个或多个电路基于所检测出的运动产生一 个或多个输出信号。
23.如权利要求14所述的系统，其中所述MEMS检测器包括基片、隔离体、以及所述一个 或多个MEMS可偏转部件。
24.如权利要求23所述的系统，其中所述基片包括陶瓷材料和/或硅。
25.如权利要求23所述的系统，其中所述基片包括嵌入的器件和互连。
26.如权利要求23所述的方法，其中包括所述一个或多个电路的集成电路被电连接到 所述基片。
27.如权利要求23所述的系统，其中所述一个或多个电路被部署在所述基片内和/或 所述基片上。
28.—种MEMS空气流检测器，所述MEMS空气流检测器包括 一个或多个可偏转部件；隔离体，位于所述可偏转部件之下；基片，包括一个或多个绝缘、半导体、和/或绝缘层；一个或多个偏转检测器，位于各个所述可偏转部件之下的独立凹洞中；以及集成电路，电连接到所述基片和所述偏转检测器。
29.如权利要求28所述的系统，其中所述偏转检测器包括光源和一个或多个光电二极管。
30.如权利要求观所述的系统，其中所述绝缘、半导体和/或绝缘层包括电连接到所述 集成电路和所述偏转检测器的嵌入的器件和/或互连。
31.如权利要求观所述的系统，其中所述偏转检测器利用压电、超声波、霍尔效应、电 容、磁和电磁场测量技术中的一个或多个。
32.如权利要求观所述的系统，其中所述隔离体在各个所述可偏转部件下方限定所述 独立凹洞。
33.如权利要求观所述的系统，其中所述基片限定所述独立凹洞的底面。
34.如权利要求28所述的系统，其中所述隔离体对所述可偏转部件限定偏转限制。
全文摘要
本发明公开了用于能够利用人的呼吸控制设备的MEMS检测器的方法和系统，其可以包括经由微电机系统(MEMS)检测器对由人的呼吸引起的空气流的检测，所述MEMS检测器可以包括可操作来检测空气的运动的可偏转部件。可以经由MEMS检测器内的隔离体限制所述部件的偏转。可以通过测量反射光信号、压电信号、电容变化或由磁场中的偏转产生的电流来确定偏转量。可以基于检测出的运动来产生输出信号。所述MEMS检测器可以包括基片、隔离体和MEMS可偏转部件。所述基片可以包括陶瓷材料和/或硅，并可以包括嵌入的器件和互连。集成电路可以被电连接到所述基片。空气流可以被引导出MEMS检测器的侧面。
文档编号G01L9/00GK102099664SQ200980119385
公开日2011年6月15日 申请日期2009年3月26日 优先权日2008年3月26日
发明者皮埃尔·邦纳特 申请人:皮埃尔·邦纳特