专利名称：传感器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括传感器装置的设备，还涉及一种传感器装置和传感方法。
该设备的示例是便携式PC和小型手持电子设备，例如移动电话、个人数字助理、数码相机以及全球定位系统设备。
背景技术：
该设备可从德国专利申请DE 43 17 512 A1中所了解。本文档的图6公开了带有可移动磁体和场检测器的传感器装置。图7公开的传感器装置带有直接位于场检测器之下的固定磁体和位于场检测器之上的包括铁磁材料的指示器。场检测器只对平面内(in-plane)的场分量灵敏。图6和图7中的传感器装置对平面内的杂散磁场非常的灵敏，这被认为是其缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种设备，其中传感器装置对面内的杂散磁场具有较少的灵敏性。
进一步地，本发明的目的是提供一种传感器装置，其对平面内的杂散磁场具有较少的灵敏性，以及提供一种传感方法，其对平面内的杂散磁场具有较少的灵敏性。
根据本发明，该设备包括传感器装置。传感器装置包括场检测器，其用于检测场检测器平面内的磁场分量；和可移动物体，其用于响应运动，至少改变场检测器平面内的磁场分量的一部分。场检测器至少包括一个饱和的场依赖组件。
场检测器至少包括一个场依赖组件，其是饱和的。由于该组件是饱和的，所以其对平面内的杂散磁场具有较少的灵敏性。因此，传感器装置对平面内的杂散磁场具有较少的灵敏性。该场依赖组件可以包括各向异性的磁阻材料(例如NiFe合金)或磁阻材料(例如巨磁阻或隧道型磁阻)，不排除其他的材料。
根据本发明设备的实施例含有可移动物体，该物体是用于产生磁场的可移动场发生器。在这种情况下，可移动物体和发生器是同一物体。
根据本发明设备的实施例还包括用于产生磁场的场发生器，包括可移动场导体的可移动物体。在这种情况下，场发生器和可移动物体是不同的物体。
根据本发明设备的实施例，其特征在于，该场发生器是或包括永久磁体，该永久磁体的优点在于不需要电源。尤其是对于便携式和小型手持电子设备，低能耗是最为重要的。
根据本发明设备的实施例，其特征在于，该磁场包括场检测器平面内的径向磁场。优选的，该磁场包括场检测器平面内的径向磁场，并且场检测器检测场检测器平面内的径向磁场分量。
根据本发明设备的实施例，其特征在于，该磁场使得至少一个场依赖组件是饱和的。该至少一个场依赖组件是通过磁场本身磁饱和的。
根据本发明设备的实施例，其特征在于，至少一个场依赖组件检测磁场的方向。在这种情况下，磁场分量是带有方向的。
根据本发明设备的实施例，其特征在于，至少一个场依赖组件包括带有螺旋带的电阻器。例如，该电阻器包括各向异性的磁阻带，其上设置有一个或多个螺旋带(金属带)。这些螺旋带是良导电体，可以改变各向异性的磁阻带中的电流方向。各向异性的磁阻带所具有的电阻值由材料磁化的方向和电流的方向之间的夹角决定。螺旋带的主要功能是线性化组件的响应曲线。
根据本发明设备的实施例，其特征在于，场发生器包括在平行于场检测器平面的平面内的尺寸，该尺寸小于处于场检测器平面内的场检测器的尺寸。场发生器可以做的比场检测器小，这是非常有利的。
根据本发明设备的实施例，其特征在于，可移动物体含有平行于场检测器平面的平面内的尺寸，该尺寸大于处于场检测器平面内的场检测器的尺寸。这减少了在已知传感器装置中存在的指示器对准问题。
根据本发明设备的实施例，其特征在于，可移动物体含有最靠近场检测器的倾斜平面，其倾斜角度由可移动物体的运动决定。可以证实，可移动物体的倾斜取代了已知设备中的移动是有利的。
根据本发明设备的实施例，其特征在于，可移动物体含有位于可移动物体的中心和最靠近场检测器的可移动物体的末端之间的旋转点。例如，这是为了改变可移动物体底部平面相对于场发生器的方向。优选的，该旋转点可以与最靠近场检测器的可移动物体的末端重合。在该旋转点与可移动物体中心和末端之间的位置重合的情况下，当可移动物体移动时，可以改变可移动物体与场检测器之间的角度和横向距离。通过移动旋转点到最靠近场检测器的可移动物体的末端，可以减少或是甚至避免横向距离的改变。
根据本发明设备的实施例，其特征在于，场检测器位于场发生器和可移动物体之间。这种配置被证明是非常有效的，使得可移动物体最为简单和坚固。
根据本发明设备的实施例，其特征在于，场检测器包括用于检测分量第一大小的第一惠斯通电桥，和用于检测分量第二大小的第二惠斯通电桥。优选的，这些惠斯通电桥中每个都包括一个或多个场依赖组件。优选的，对于最大灵敏度，每个惠斯通电桥中的所有组件都是场依赖组件。
根据本发明设备的实施例，其特征在于，场检测器包括惠斯通电桥。该惠斯通电桥包括可以在与X轴和Y轴大致成0度到45度的范围内设置的场依赖组件。这可以改善X运动和Y运动之间的独立性。
根据本发明设备的实施例，其特征在于，场依赖组件可以在与X轴和Y轴大致成20度到30度的范围内设置。这可以获得X运动和Y运动之间最理想的独立性。
根据本发明设备的实施例，其特征在于，场检测器包括弯曲系统。这可以增加场检测器的电阻值以减少功耗。
根据本发明设备的实施例，其特征在于，该弯曲系统包括8个弯曲，每个弯曲覆盖圆圈的一段。该带有8个弯曲的弯曲系统提供了X运动和Y运动之间最理想的独立性。每个弯曲大约覆盖圆圈的45度，因此一段的平均值为22.5度，这再次处于20到30度之间。
根据本发明传感器装置的实施例，以及根据本发明方法的实施例，与根据本发明设备的实施例相对应。
本发明基于如下认识场检测器只对平面内的场分量灵敏，这导致对于平面内的杂散磁场非常灵敏。本发明基于如下基本观点为了减少对该平面内的杂散磁场的灵敏度，场检测器应该包括至少一个饱和的场依赖组件。
本发明通过提供如下设备解决了该问题及其他问题，即设备中的传感器装置对平面内的杂散磁场具有较小的灵敏度，并且设备具有将平面内的任意杂散磁场对传感器装置的干扰减少到更小程度的优点。
上述的本发明设备可以作为外围设备，例如数据处理系统的指示设备，或是可以作为数据处理系统，例如蜂窝电话、PDA等，其本身就提供了指示设备。
结合参考如下描述的实施例，来详细阐明本发明的这些和其他的方面。
本发明还通过示例和参考附图的方式进行了说明，其中图1示出了本发明的设备，包括以截面图示出了根据本发明的传感器装置。
图2示出了根据本发明的传感器装置的操作。
图3示出了两个惠斯通电桥，用于在X方向和Y方向检测径向场分量，每个电桥都包括场依赖组件。
图4示出了场依赖组件以及响应特性，该组件包括其上装有螺旋带的各向异性磁阻带。
图5示出了惠斯通电桥，该电桥包括其上装有螺旋带的各向异性磁阻带。
图6示出了包括其上装有螺旋带的各向异性磁阻带的惠斯通电桥的第一配置，以及输出电压与径向场分量中心位置的函数关系。
图7示出了包括其上装有螺旋带的各向异性磁阻带的惠斯通电桥的第二配置，其表现出了在X方向运动和Y方向运动之间改进的独立性，以及示出了输出电压与径向场分量中心位置的函数关系。
图8示出了含有并联各向异性磁阻带的传感器装置，以增加总电阻并改善特性。
图9示出了根据本发明设备的实施例，其中可移动物体包括柔性磁性材料。
图10示出了当包括柔性磁性材料的可移动物体弯曲时，径向场的中心发生移位。
图11示出了Y电桥(沿Y方向放置)的输出信号与X方向的弯曲角度之间的函数关系的实验数据。
图12A示出了柔性操纵杆在垂直方向按压时的仿真。
图12B示出了当棒在垂直方向压缩5％和10％时，在传感器的位置上可以分别观测到大约6％和13％的磁场平面内分量(Hx)的变化。
具体实施例方式
在便携式PC或小型手持电子设备中，例如移动电话、PDA、数码相机或GPS设备，通常需要模拟指示(pointing)功能的设备。市场中已经存在模拟指示设备的各种设计方案，例如压电的或光学的指示设备。压电指示设备需要复杂的微控制器，以补偿传感器的漂移。光学指示设备是可行的，但是功耗相对较高。在本发明中，所提出的磁性指示设备结构简单、所需电子元件相对简单、功耗低，并且能够完全集成在半导体芯片封装中。
图1中所示的根据本发明的设备1，包括根据本发明的传感器装置10。该传感器装置10包括用于产生场的场发生器11，例如用于产生磁场的磁体。传感器装置10还包括用于检测磁场分量18(如图3所示)的场检测器12；和可移动的场导体这样的可移动物体13，例如，用于响应运动至少改变一部分分量18的操纵杆。例如，这种改变包括中心点19的偏移(如图2中所示)。分量18是带有方向的。
例如，永久磁体这类的场发生器11和铁氧体这类的可移动物体13集成在带封装的芯片中。该封装可以依如下方式进行修改，可移动物体13可以利用弹性胶14、O形环或任意的其他机械弹簧安装在封装的盲孔中。这样，可以保护该封装中的芯片免受常规封装中的潮湿、灰尘和擦划。此外，可以沿用常规的回流焊接工艺。在本实施例中，带有场检测器12的芯片放置在封装41中靠近信号处理芯片(例如微控制器)的地方。芯片之间短的距离减少了噪声的影响。使用微控制器的另一个优点是，可以对I/O信号的类型、滤波、阈值、放大因子，甚至一些封装导线的功能进行编程。场检测器12安装在基板16之上，其通过引线接合17与引线框架15相连接。
如图2中所示的带有可移动物体13的传感器装置10包括位于可移动物体13中心和最靠近场检测器12的可移动物体13的末端之间的旋转点。优选的，该旋转点大致与可移动物体13最靠近场检测器12的末端相重合。通过旋转可移动物体13，场检测器12检测到分量18(如图3中所示)中间点19的偏移。例如，该场检测器12包括图3中所示的两个惠斯通电桥(Wheatstone bridge)。
图3中的惠斯通电桥21和22检测X方向和Y方向的分量18。例如，该X方向和Y方向彼此是相互垂直的。惠斯通电桥21和22中的第一个检测分量18的第一部分，惠斯通电桥21和22中的第二个检测分量18的第二部分。惠斯通电桥21和22中的每一个包括一个或多个场依赖组件，例如磁场依赖电阻器，其在图4中更加详细的示出。为了限制功耗，电阻器的电阻值在千欧姆的范围内。由于所谓各向异性磁阻材料(例如NiFe合金)的应用，在磁场施加到电阻器时这种电阻值是改变的。典型的，在磁场的影响下，这种电阻器电阻值的变化大约为实际环境中的2％。其他磁阻材料的存在，例如巨磁阻和隧道型磁阻材料，可以提供更大的电阻值变化范围。基本上场检测器12也可以使用这些材料制造。然而，使用各向异性磁阻材料的主要优点在于材料本身简单(单层NiFe合金，相对于其他材料复杂的多层堆积)以及可以改变响应特性(例如，电阻值相对于磁场的关系曲线)的简易性。在其他材料的情况下，必须通过设置并固定叠层中的磁化方向的方式，操作响应特性，而在各向异性磁阻材料的情况下，仅仅通过迫使电流沿所需方向流过场依赖组件即可设置响应特性。这可以通过使用适当的设计方案而实现。
在X-Y场中，必须生成用于X方向和Y方向运动的检测器无关信号。对于每个方向(X、Y)，惠斯通电桥的结构是由各向异性磁阻材料制作的四个电阻器构成的。这两个惠斯通电桥21和22放置在静态的径向磁场中。该磁场是由永久磁体或例如铁氧体这样材料的磁化件生成的，相对于传感器的整体布局，永久磁体或例如铁氧体这样材料的磁化件在尺寸上是很小的。另一种可能的方法是，通过输送电流的螺线管或简单的导体产生磁场。在所提到的结构中，各向异性的磁阻材料在Si/SiO2基底上沉积并形成图案，永久磁体放置在该Si/SiO2基底之下。显而易见的是用于X方向和Y方向的两个惠斯通电桥，其中每个电桥由四个标号为RX1到RX4和RY1到RY4的电阻器组成。两个电桥彼此大致成90度布置。沿Y方向放置电桥Y感应磁场在X方向的变化(例如，由于布置在场检测器之上的可移动场导体导致的)，而电桥X感应磁场在Y方向的变化。
在惠斯通电桥21、22中四个电阻器的中间放置永久磁体。相对于场检测器12的整体尺寸，永久磁体的尺寸是很小的。在这种环境下，永久磁体在场检测器12的平面产生径向的磁场。图案(pattern)的中心与四个电阻器的中心相重合。当在径向结构中放置电阻器时，平面内的磁场线将平行于电阻器的长度方向。所描述的结构实际上是静止状态的场检测器12的磁场结构，即磁场线不会受到可移动场导体存在的干扰。优选的，磁场的强度要足够大，以使电阻器完全饱和，这意味着，电阻器带的磁化方向要平行于径向场线。这种强场具有的优点是，场检测器12对于传感器装置10周围的存在的杂散场的影响(例如，由于电流在传感器装置附近的流动)变得更不灵敏。
图4中所示的场依赖组件31包括各向异性磁阻带或AMR带形式的电阻器，其上装有螺旋(barberpole)带32。图4中示出了场依赖组件31的响应特性(以％计的AMR比相对于三个电流角度-45度、0度和45度的磁化角度的关系曲线)。在各向异性磁阻材料的电阻器中，电阻值由磁性层中的磁化和流经该磁性层的电流之间的角度决定。该电阻值可以用R＝R0+ΔRcos2表示，其中R0是该电阻器的基本电阻值，ΔR是电阻值可能的最大变化，是平面内磁化M和平面内电流I之间的角度。电阻器对垂直于平面的磁场是不灵敏的。通过线路的电气设计来设置电流的方向。对于这些场检测器12，通常使用螺旋结构来设置电流的方向。这种螺旋结构由沉积在AMR带顶部的厚金属带32组成。由于螺旋带32导电性能很好，所以电流将主要从螺旋带32之间垂直的流过。因此，通过选择螺旋带32与AMR带的长度方向间恰当的角度，就可以设置电流的方向，并且电流的方向完全可以由该配置的印版设计确定。
在没有外部磁场的情况下，AMR带的磁化方向由AMR带的形状(形状各向异性)和NiFe合金自身晶体的各向异性轴决定。可以通过在磁场中沉积NiFe合金，来设置该晶体各向异性轴的方向。通常，选择平行于AMR带长度方向的晶体各向异性方向。然而，例如有时在AMR带含有两个(或多个)方向的情况下，这是不可能的。在两个带方向的情况下，晶体的各向异性轴可以在与AMR带大致呈45度角的范围内进行设置，以生成某种对称的形状，但是如果存在更多的方向，这几乎是不可能的。
如果AMR带的宽度相比长度减少，那么形状各向异性开始占主导地位，并且在没有外部磁场的情况下，迫使磁化平行于AMR带的长度方向。如果螺旋带32也不存在，那么通过磁性层的电流将平行于磁化，并且AMR带具有高的电阻值，等于R0+ΔR(＝0)。由于cos2函数的形式，磁化方向小的变化几乎不会影响电阻。实际上，在0场周围的灵敏性为0。这可以通过使用螺旋带32改变电流的方向来改进。通常螺旋带32在与AMR带的长度方向成(+或-)45度的角度内设置。因此，流过场检测器12的电流和磁化之间的角度也是(+或-)45度。如果由于磁场的变化，磁化方向相对于AMR带的轴改变了，那么电流和磁化之间的角度将改变，并且从而改变AMR带的电阻值。图4中所示的为，对于三种不同的电流方向，作为磁化与AMR带长度轴之间角度的函数的AMR带的响应特性。对于(+或-)45度的电流方向，响应特性在0度附近表现为线性行为。螺旋带32的方向决定了响应特性的形状。在-45度下设置的螺旋带32将表现为镜像的响应特性。当构建完整的惠斯通电桥时，在不同电阻器上的螺旋带32的方向将是这样的，即惠斯通电桥表现为最大的灵敏性。图5示出了该配置。
参见图5-7，当可移动物体13在其静止位置时，电阻器中的磁化表现为根据永久磁体的平面内径向磁场线的图案。因此，磁化指向永久磁体的中心或是指向指示设备传感器的外侧。对于所有的AMR带，电流和磁化之间的角度是(+或-)45度，并且所有的响应特性位于其中心点。通过在永久磁体的中心放置磁性传导棒，可以影响该径向磁场。在所述的传感器装置10中，场检测器12放置在永久磁体和可移动物体或指示设备之间。可以优化永久磁体和场检测器12之间的距离，以及场检测器12和指示设备之间的距离。棒的实际功能是在保持磁场强度的同时改变永久磁体中心19的位置。图2示出了该磁性传导棒的功能。例如，这可以通过改变棒的角度位置来实现。该棒的设计是，底部部分不能改变其横向位置，而只能改变与场检测器表面之间的角度。
棒的角度位置改变所得到的净结果是，正如图2中小圆圈所表示的径向磁场中心19位置的改变。该变化改变了AMR带中所有磁矩的方向，从而改变了电阻值并因此改变了惠斯通电桥的输出信号。这在图6中示出。图6中还示出了作为径向磁场中心位置函数的惠斯通电桥输出信号的计算结果(以mV/V计的输出比相对于以mm计的位置的关系曲线)。在该计算结果中，假定不同的磁化处于场检测器12位置的径向场的方向。如果使用大的磁场，那么该假定是正确的。考虑惠斯通电桥Y的示例，其对X方向的位置改变是灵敏的。尽管希望输出完全与棒在Y方向的运动无关，但是可以看到，其仍轻微受到该运动的影响。然而，这可以通过选择如图7中所示的不同的AMR带的配置而改善。此时，在与X轴和Y轴大致成0度到45度的范围内设置AMR带，优选的是在与X轴和Y轴大致成20度到30度的范围内。图7中也示出了相应的输出特性(以mV/V计的输出比相对于以mm计的位置的关系曲线)。相对于最初的输出特性，获得了明显的改善。根据所需要的惠斯通电桥的电阻，电桥组件31的总电阻可以通过放置多个串联的线性组件而增加。此时，所有的线性部件以这样的方式布置，线性部件的轴通过永久磁体的中心，即，所有的线性部件表现为放射状的图案。
图8示出了为了增加总电阻而含有各向异性磁阻带的传感器装置，该传感器装置具有改进的特性。场检测器包括弯曲(meander)系统，这增加了场检测器的电阻值，并且减少了功耗。优选的，该弯曲系统包括8个弯曲，每个弯曲覆盖圆圈的一段。该带有8个弯曲的弯曲系统提供了X方向运动和Y方向运动之间最佳的独立性。每个弯曲大约覆盖圆圈的45度，因此一段的平均值大约为22.5度，这再次处于20到30度之间。
传感器装置10具有更为有效的配置，该配置导致和/或源于较小的场发生器11，通过场检测器12中场的更为有效的使用，能够更好的检测可移动物体13的运动，减少对干扰场的灵敏性，更低的成本，更为线性等。
可选的，在不脱离被发明范围的情况下，可移动物体13可以包括场发生器。
图9示出了根据本发明设备的实施例，其中，可移动物体13包括柔性磁材料形式的磁场发生器11。该柔性磁材料包含悬浮在例如合成橡胶的弹性材料中的永久磁体粉末或磁性材料微粒(例如NdFeB，Ba铁氧体，SmCo)。例如，该合成橡胶可以是聚二甲基硅氧烷(PDMS)，聚亚安酯(PU)，室温硫化(RTV)合成橡胶，buthyl橡胶等。象永久磁体一样，这些材料拥有剩余磁矩，而且其可以弹性变形。优选的，该柔性永久磁性材料具有小滞后的伸缩性，其剩余磁矩足可以使AMR传感器饱和。
柔性永久磁性材料制造的柔性磁体操纵杆(例如可移动物体13)在一端牢固的粘接在传感器基板的上表面(见图9)。操纵杆的外形可以是圆柱体或棱柱体(例如矩形棱柱)。
柔性磁体操纵杆沿棒11、13的长度方向磁化。按钮帽40可以安装在操纵杆的顶部以做装饰和保护。在没有外力的情况下，棒是直的并且竖直站立。在这种情况下，径向场的中心与传感器结构的中心吻合，因而在输出中没有信号(图10，左侧)。当操纵杆受到用户手指的推动，将轻微弯曲(例如几度)到某一方向(图10，右侧)。这将使径向场的中心沿相反的方向偏移，类似于图2和图3，这种偏移将导致X和Y电桥输出的信号变化。
在如下有限元仿真的示例中示出了柔性操纵杆的操作。外形为2mm×2mm、长度8mm的矩形棱柱的柔性操纵杆在X方向上倾斜了5度。计算磁场检测器12在棒底部50μm之下沿平行于X方向的线上检测到平面内的磁场分量(Hx)。在这种情况下，径向场中心在X方向上从棒底部表面的中心偏移了31μm。该偏移导致了位于Y方向的Y电桥输出信号大约1.5mV的变化。
图11中给出了实验结果，其中绘出了Y电桥输出信号的变化相对于操纵杆弯曲角度(X方向)的关系曲线。对于3V的电桥输入电压，灵敏度是0.42mV/度。
如果操纵杆的尺寸按比例增加，那么在相同的弯曲角度下径向场中心的偏移量也成比例扩大。因此，最大化操纵杆的尺寸是有利的。操纵杆的尺寸受到传感器和封装总体的尺寸和结构限制。
仿真显示出，在相同的直径和相同的弯曲角度下，棒越短，获得的偏移量越大。这是因为在相同的弯曲角度下，较短棒的曲率大于较长棒的曲率。
柔性操纵杆还可以用于在沿着垂直于X-Y平面的Z轴的垂直方向上操作。操纵杆材料的体积模量是如此之大，以至于当垂直按压时，棒的体积保持不变。这意味着，当按压时，棒在长度上减小了，在横向方向上扩大了。在二维仿真模型(图12A)中，直径为2.5mm、长度为4.5mm的操纵杆在垂直的Z方向(长度方向)上被压缩了5和10％。计算这些示例下的平面内场分量(Hx)(图12B)，揭示出当按压5％和10％时，在传感器的位置上可以分别获得大约6％和13％的磁场变化。在使用惠斯通电桥的普通模式时，该变化导致了X-Y平面内传感器输出信号中可检测的信号变化。
例如，一个或多个相对尺寸，和/或一个或多个场检测器，和/或一个或多个配置可以成为一个或多个分案申请的主题，而不限于饱和场依赖组件。
值得注意的是，上述实施例举例说明而非限制了本发明，并且本领域的技术人员在不脱离所附权利要求范围的情况下，能够设计很多可选的实施例。权利要求中，括号中的任何参考符号都不作为对权利要求的限制。动词“包括”及其变化形式的使用，不排除除了权利要求中说明的部件或步骤之外的部件或步骤的存在。组件的单数形式不排除多个该组件的存在。本发明可以通过包括多个独立组件的硬件，以及适合编程的计算机实现。在列举了多种装置的设备权利要求中，这些装置中的一些可以由同一硬件来实现。特定措施在彼此不同的从属权利要求描述的事实不表示这些措施的组合不能有利地使用。
权利要求
1.一种带有传感器装置(10)的设备(1)，包括场检测器(12)，用于检测处于场检测器(12)平面内的磁场分量(18)；和可移动物体(13)，用于响应运动，至少改变处于场检测器(12)平面内的磁场分量(18)的一部分；并且其中场检测器(12)包括至少一个饱和的场依赖组件(31)。
2.根据权利要求1所述的设备(1)，其中可移动物体(13)包括用于产生磁场的可移动场发生器。
3.根据权利要求1所述的设备(1)，还包括用于产生磁场的场发生器(11)，并且其中可移动物体(13)包括可移动的场导体。
4.根据权利要求3所述的设备(1)，其中场发生器(11)包括永久磁体。
5.根据权利要求1所述的设备(1)，其中磁场包括处于场检测器(12)平面内的径向磁场。
6.根据权利要求1所述的设备(1)，其中磁场使得所述至少一个场依赖组件(31)是饱和的。
7.根据权利要求1所述的设备(1)，其中所述至少一个场依赖组件(31)用于检测磁场的方向。
8.根据权利要求1所述的设备(1)，其中所述至少一个场依赖组件(31)包括带有螺旋带(32)的电阻器。
9.根据权利要求3所述的设备(1)，其中场发生器(11)含有位于与场检测器(12)的平面相平行的平面内的第一尺寸，该第一尺寸小于位于场检测器(12)平面内的场检测器(12)的第二尺寸。
10.根据权利要求1所述的设备(1)，其中可移动物体(13)含有位于与场检测器(12)的平面相平行的平面内的第一尺寸，该第一尺寸大于位于场检测器(12)平面内的场检测器(12)的第二尺寸。
11.根据权利要求1所述的设备(1)，其中可移动物体(13)含有最靠近场检测器(12)的倾斜平面，其倾斜角度由可移动物体(13)的运动决定。
12.根据权利要求1所述的设备(1)，其中可移动物体(13)包括位于可移动物体(13)中心和最靠近场检测器(12)的可移动物体(13)的末端之间的旋转点。
13.根据权利要求3所述的设备(1)，其中场检测器(12)位于场发生器(11)和可移动物体(13)之间。
14.根据权利要求1所述的设备(1)，其中场检测器(12)包括用于检测分量(18)第一部分的第一惠斯通电桥(21)和用于检测分量(18)第二部分的第二惠斯通电桥(22)。
15.根据权利要求1所述的设备(1)，其中场检测器(12)包括带有场依赖组件的惠斯通电桥，该场依赖组件设置为与X轴和Y轴实质上成0度到45度之间的角度。
16.根据权利要求12所述的设备(1)，其中场依赖组件设置为与X轴和Y轴实质上成20度到30度之间的角度。
17.根据权利要求1所述的设备(1)，其中场检测器(12)包括弯曲系统。
18.根据权利要求17所述的设备(1)，其中弯曲系统包括8个弯曲，每个弯曲覆盖圆圈的一段。
19.根据权利要求1、2、5、7、8、14、15、16、17或18所述的设备(1)，其中可移动物体包括柔性磁性材料。
20.根据权利要求19所述的设备(1)，其中柔性磁性材料包括悬浮于柔性材料中的磁性粉末或磁性微粒。
21.一种传感器装置(10)，包括场检测器(12)，用于检测处于场检测器(12)平面内的磁场分量(18)，并包括可移动物体(13)，用于响应运动，至少改变处于场检测器(12)平面内的磁场分量(18)的一部分，其中场检测器(12)包括至少一个饱和的场依赖组件(31)。
全文摘要
设备(1)包括带有场检测器(12)和可移动物体(13)的传感器装置(10)，场检测器(12)用于检测处于场检测器(12)平面内的磁场分量(18)，可移动物体(13)用于响应倾斜运动，至少部分改变平面内磁场分量(18)。通过使用带有饱和场依赖组件(31)的场检测器(12)，使得场检测器(12)对平面内的杂散磁场具有较小的灵敏度。可移动物体(13)可以包括用于产生磁场的移动场发生器，或者可移动物体(13)和场发生器(11)可以是不同的物体。磁场使得场依赖组件(31)是饱和的。场发生器(11)小于场检测器(12)，可移动物体(13)大于场检测器(12)，从而减少了对准问题。可移动物体(31)含有靠近场检测器(12)的旋转点(13)。
文档编号G01R33/09GK101065720SQ200580040546
公开日2007年10月31日 申请日期2005年9月21日 优先权日2004年9月27日
发明者汉斯·范索恩, 亚普·鲁伊格罗克, 让·C·范德霍芬, 金·攀尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司