[發(fā)明專利]三軸移動(dòng)傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 02122165.0
• 申請(qǐng)日: 2002-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN1389704A
• 公開（公告）日: 2003-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·G·哈特維爾;D·J·法森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 惠普公司
• 主分類號(hào): G01B7/004
• 分類號(hào): G01B7/004
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王岳,王忠忠

1.一種微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)器件(10)，包括：

第一層(30)，它包括一相反電極(80，82)；

第二層(40)，安置在該第一層(30)的鄰近，該第二層(40)包括：

中間晶片(40)，它與該第一層(30)相連接；

動(dòng)子(50)，它附連在該中間層(40)上，而且能夠相對(duì)于該中間層(40)和第一層(30)進(jìn)行三維移動(dòng)，該動(dòng)子(50)包括一動(dòng)子電極(70，72)，動(dòng)子電極安置鄰近于該相反電極(80，82)，并能在該相反電極(80，82)和該動(dòng)子電極(70，72)之間產(chǎn)生一電容，其中，動(dòng)子(50)的移動(dòng)引起該動(dòng)子電極(70，72)相對(duì)于該相反電極(80，82)的移動(dòng)，其中該電容依賴于該動(dòng)子的位置而變化；

電容檢測(cè)器(90)，用來檢測(cè)所述電容。

2.按照權(quán)利要求1所述的器件，其中，該第一層(30)包括一X-Y相反電極(82)，而該動(dòng)子(50)包括一X-Y動(dòng)子電極(70)，其中X-Y相反電極(82)和該X-Y動(dòng)子電極(70)被用來檢測(cè)沿平行于該中間晶片(40)的方向的移動(dòng)。

3.按照權(quán)利要求1或2所述的器件，其中，第一層(30)包括一Z相反電極(82)，而該動(dòng)子(50)包括一Z動(dòng)子電極(72)，該Z相反電極(82)和Z動(dòng)子電極(72)被用來檢測(cè)沿與該中間層(40)垂直的方向的移動(dòng)。

4.按照權(quán)利要求1，2或3所述的器件，其中：當(dāng)動(dòng)子(50)只在該X-Y平面內(nèi)移動(dòng)時(shí)，Z相反電極(82)所檢測(cè)的電容基本上不發(fā)生變化。

5.按照權(quán)利要求1，2，3或4所述的器件，其中，該第一層(30)包括X-Y相反電極(80)和Z相反電極(82)，而該動(dòng)子(50)包括一X-Y動(dòng)子電極(70)和一Z動(dòng)子電極(72)；而且動(dòng)子(50)能夠進(jìn)行三維移動(dòng)，該移動(dòng)由X和Y以及Z方向所限定，所述X和Y方向限定一基本與中間層(40)平行的X-Y平面，所述Z方向則與該X-Y平面正交；以及其中在X或Y方向上的移動(dòng)使該X-Y動(dòng)子電極(70)和X-Y相反電極(80)之間的電容發(fā)生變化；并且其中在Z方向的移動(dòng)則使該Z動(dòng)子電極(72)和Z相反電極(82)之間的電容發(fā)生變化。

6.按照權(quán)利要求5所述的器件，其中：在X或Y方向的移動(dòng)使該X-Y動(dòng)子電極(70)和X-Y相反電極(80)之間的重疊面積發(fā)生變化；在Z方向的移動(dòng)則使該Z動(dòng)子電極(72)和Z相反電極(82)之間的距離發(fā)生變化。

7.按照權(quán)利要求1，2，3，4，5或6所述的器件，還包括一第三層(20)，將它這樣與該第一層(30)和第二層(40)平行安置，以便使該第二層(40)處于第一和第三層之間。

8.一種電子裝置(100)，包括：

處理器(120)；

微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)器件(10)，與該處理器(120)相連，用來檢測(cè)該電子裝置(100)的移動(dòng)，該MEMS器件(10)包括：

第一層(30)；

第二層(40)，與該第一層(30)相鄰；

動(dòng)子(50)，與該第二層(40)相連，當(dāng)在該MEMS器件(10)上施加一力時(shí)，這動(dòng)子(50)就相對(duì)于該第一層(30)進(jìn)行三維移動(dòng)；

多個(gè)X-Y電容器，用來檢測(cè)該動(dòng)子(50)在X或Y方向的移動(dòng)，這多個(gè)電容器中的每一個(gè)都包括：

與該動(dòng)子(50)相連的X-Y動(dòng)子電極(70)；

與該第一層(30)相連的X-Y相反電極(80)；

其中動(dòng)子(50)在X或Y方向的移動(dòng)會(huì)引起該X-Y動(dòng)子電極(70)相對(duì)于該X-Y相反電極(80)的移動(dòng)；

用來檢測(cè)Z向移動(dòng)的Z電容器，包括：

與動(dòng)子(50)相連的Z動(dòng)子電極(72)；

與第一層(30)相連的Z相反電極(82)；

其中，該動(dòng)子(50)的Z向移動(dòng)會(huì)引起Z動(dòng)子電極(72)相對(duì)于Z相反電極(82)的移動(dòng)。

9.按照權(quán)利要求8所述的器件，還包括與多個(gè)X-Y電容器和與Z電容器相連的電容檢測(cè)器。

10.按照權(quán)利要求8所述的器件，其中：動(dòng)子(50)的Z向移動(dòng)使該Z動(dòng)子電極(72)和Z相反電極(82)之間的距離發(fā)生變化，并且其中在X或Y方向的移動(dòng)則使至少一對(duì)動(dòng)子電極和相反電極(70，80)之間的重疊面積發(fā)生變化。