[发明专利]加速度计

说明书

技术领域

本发明涉及加速度计，尤其涉及一种光学式加速度计。

背景技术

近年来，手持游戏机等消费性电子产品受到消费者的青睐。为 了更好地实现人机互动，许多手持设备都引入了加速度计以感测外 界加速度变化，而且，越来越多的微机电结构(Microelectronic  Mechanical Structure，MEMS)电容式加速度计被应用于手持设备。 关于微机电结构电容式加速度计的分析请参阅Beliveau，A.等人于 Design&Test of Computers，IEEE，Volume 16，Issue 4，Oct.-Dec. 1999Page(s)：48--56发表的文章“Evaluation of MEMS capacitive  accelerometers”。

微机电结构电容式加速度计一般具有可动臂和固定臂，可动臂 与固定臂之间平行板电容距离改变，而后通过电容-电压转换电路将 电容变化讯号读出。然而，可动臂和固定臂之间的距离毕竟有限， 若要具有更高的灵敏度就需要增加可动臂和固定臂之间的距离，这 将带来体积增加的问题，因此电容式加速度计的灵敏度受限于体积。

发明内容

有鉴于此，提供一种灵敏度高且体积小的加速度计十分必要。

一种加速度计，该加速度计包括一个基底、一个盖板、一个光 源、一个具有第一表面的衬底、一个可动板及位于该衬底第一表面 的第一锚定件、第二锚定件、第一弹性连接部和第二弹性连接部， 该基底与该盖板构成一封闭空间，该基底承载该衬底，该封闭空间 收容该光源，该光源用于提供检测用光线，该可动板包括仅一个第 一透光区和若干非透光区，该可动板两端分别与该第一弹性连接部 和该第二弹性连接部相连，该第一弹性连接部、该第二弹性连接部 分别由第一锚定件、第二锚定件锚接于该衬底第一表面，该可动板 悬于该衬底第一表面上方且具有一平行于该衬底第一表面的移动方 向，该光线经由该可动板的第一透光区照射到该衬底第一表面，该 衬底第一表面对应于该可动板的区域、沿该可动板的移动方向交替 分布有多个光电感测器及多个非光电感测区，该第一透光区的宽度 与该多个光电感测器之一的宽度相同，该可动板进一步包括分布于 该第一透光区一侧且沿该可动板移动方向排列的一个第二透光区和 一个第三透光区，第一透光区、第二透光区、第三透光区的宽度相 同，与该第一透光区的垂直投影区相邻的两个光电感测器的间距等 于该第一透光区的宽度，与该第二透光区的垂直投影区相邻的两个 光电感测器的间距等于该第一透光区宽度的三倍，与该第三透光区 的垂直投影区相邻的两个光电感测器的间距等于该第一透光区宽度 的五倍。

相对于现有技术，该加速度计的可动板根据受到的加速度大小 而水平移动，具有光电转换功能的区域所受的光强也随可动板的移 动而改变，从而影响输出电流的大小，其灵敏度不受加速度计机械 结构和体积的影响。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的加速度计晶片立体示意图。

图2是图1中沿II-II方向剖视图。

图3是本发明第二实施例提供的加速度计示意图。

图4是本发明第三实施例提供的加速度计晶片的示意图。

具体实施方式

请一并参阅图1和图2，本发明第一实施例提供的加速度计晶 片10包括衬底12，光电感测区20，非光电感测区21，可动板30， 第一锚定件32和第二锚定件34，第一弹性连接部31和第二弹性连 接部33，透光区36，不透光区38和电路单元40。

其中，衬底12的材料为硅或砷化镓或其他半导体。衬底12具 有一个表面121，在衬底20上利用互补金属氧化物半导体 (Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)工艺，制成 光电感测区20，光电感测区20的表面和衬底12的表面121重合。 光电感测区20是一个光电感测器阵列，具体地，可以是晶体管阵列， 光电二极管阵列或者光电倍增管阵列。

光电感测区20包括相互平行排列的光电感测器14，15，16， 17，18，和19。每个光电感测器所在区域的截面大致为一长方形。