[發(fā)明專利]AMR傳感器的校準(zhǔn)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200880023107.0
• 申請(qǐng)日: 2008-05-08
• 公開（公告）號(hào): CN101688789A
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 漢斯·范索恩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: NXP股份有限公司
• 主分類號(hào): G01D5/14
• 分類號(hào): G01D5/14;G01R33/09;G05G9/047;G06F3/033
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 王波波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及包括信號(hào)處理子系統(tǒng)的系統(tǒng)，該信號(hào)處理子系統(tǒng)具有物體和用于響應(yīng)對(duì)參考平面中的磁場(chǎng)分量的感測(cè)來產(chǎn)生信號(hào)的傳感器，所述信號(hào)代表所述物體相對(duì)于所述平面的位置和/或方位。本發(fā)明還涉及用在這樣的系統(tǒng)中的子系統(tǒng)、用于在這樣的系統(tǒng)中執(zhí)行的校準(zhǔn)方法、以及用于執(zhí)行該校準(zhǔn)方法的軟件。本發(fā)明具體的但非排他的興趣在于具有一個(gè)或多個(gè)磁電阻傳感器的這種系統(tǒng)和子系統(tǒng)。

背景技術(shù)

AMR(各向異性磁電阻)類型的磁電阻傳感器對(duì)于汽車應(yīng)用中的轉(zhuǎn)速測(cè)量以及角度測(cè)量來說是已知的。其他應(yīng)用可以在例如移動(dòng)電話之類的感興趣的消費(fèi)市場(chǎng)中，與汽車工業(yè)相比，在這樣的消費(fèi)市場(chǎng)中所涉及的更多。這些新應(yīng)用的示例是小的集成指針控制設(shè)備(操縱桿)、加速度計(jì)或傾斜傳感器、以及集成麥克風(fēng)。典型地，它們是可以用在移動(dòng)電話或諸如膝上型計(jì)算機(jī)、PDA、GPS系統(tǒng)、(遠(yuǎn)程)控制以及數(shù)字?jǐn)z像機(jī)之類的其他便攜式設(shè)備中的集成部件。

到目前為止，大多數(shù)移動(dòng)電話都配備有基于切換(開/關(guān))機(jī)制的“數(shù)字”操縱桿。然而，目前移動(dòng)電話制造商正在尋找提供全模擬信號(hào)而不是僅切換信號(hào)的操縱桿，具體地以便于在他們的高端電話中進(jìn)行游戲應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)瀏覽。

本發(fā)明人的且并通過引用結(jié)合在本文中的WO2006/035350公開了一種使用AMR傳感器技術(shù)的傳感器模塊。該模塊包括操縱桿以及襯底上的小的集成模擬磁傳感器。操縱桿可以相對(duì)于傳感器管芯移動(dòng)。傳感器對(duì)操縱桿在X-Y平面(即，在靜止時(shí)與操縱桿垂直的平面)的移動(dòng)以及Z方向(即，在靜止時(shí)沿著操縱桿的方向)的移動(dòng)敏感。

傳感器提供了與這些移動(dòng)成比例的信號(hào)。由于該傳感器對(duì)與X-Y平面垂直的操縱桿移動(dòng)敏感，所以該傳感器可以用于例如“按壓選擇”功能或“確認(rèn)”功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到在WO2006/035350中描述的模塊對(duì)X-Y平面中的移動(dòng)的靈敏度依賴于操縱桿與磁傳感器之間的距離。操縱桿與傳感器之間的距離越短，對(duì)操縱桿的X-Y移動(dòng)的靈敏度越高。另一方面，這可以用作為用戶給出更多控制的額外的操縱桿特征。另一方面，這在實(shí)際使用中還可能具有一些缺點(diǎn)。操縱桿典型地用于控制在例如膝上型PC或移動(dòng)電話的顯示器監(jiān)控器的屏幕上的指針圖標(biāo)的移動(dòng)。傳感器的輸出信號(hào)確定指針圖標(biāo)的方向，以及還確定指針圖標(biāo)在屏幕上移動(dòng)的速度。傳感器的輸出信號(hào)V_out＝S·θ依賴于操縱桿相對(duì)于傳感器的傾角θ以及依賴于傳感器的靈敏度S。如果靈敏度受到操縱桿與傳感器之間的距離的影響，則輸出也受到影響，從而指針?biāo)俣纫彩艿接绊憽Ｓ捎谝虿倏v桿與傳感器之間的較短的距離而導(dǎo)致的增大的靈敏度使得產(chǎn)生較大的信號(hào)，所以當(dāng)按壓操縱桿時(shí)，指針加速。這在實(shí)際使用中是不期望的效果。

更具體地，典型地以mV/deg表示的操縱桿的傾斜靈敏度S依賴于操縱桿與傳感器之間的距離，并且在該距離縮短時(shí)該傾斜靈敏度S增大。在理想操縱桿的情況下，如果傾角θ等于零度則輸出V_out＝S·θ是零伏，如果操縱桿與傳感器之間的距離改變則輸出保持為零。然而，在制造過程中很難實(shí)現(xiàn)這種理想的操縱桿。這將需要操縱桿底部的磁板與傳感器管芯良好地平行對(duì)齊。由于操縱桿懸浮的容限，在膠合連接中、部件的機(jī)械加工中等，將總是有略微的錯(cuò)位。該錯(cuò)位包括磁板相對(duì)于相對(duì)于傳感器管芯的特定傾斜偏移θ_offset。這意味著即使沒有觸摸操縱桿(θ＝0)，也存在小的傾角并且結(jié)果傳感器的輸出信號(hào)將是非零的V_out＝S·(θ-θ_offset)。輸出信號(hào)對(duì)傾角的靈敏度是操縱桿與傳感器管芯之間的距離z的函數(shù)S(z)。因此，如果操縱桿與傳感器管芯之間的距離改變，則靈敏度改變，因此輸出信號(hào)也改變。因此，在Z方向上按壓操縱桿引起了被膝上型計(jì)算機(jī)或移動(dòng)電話解釋為操縱桿的特定傾斜的輸出信號(hào)。這是一種不期望的效果，因?yàn)楝F(xiàn)在在Z方向上按壓操縱桿使顯示屏上的光標(biāo)或指針移動(dòng)或加速。