[发明专利]具有能量收集器件的传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器，更具体地说，涉及一种具有能量收集器件的传感器。

背景技术

传感器有时被放在没有电源或者电源受到例如蓄电池寿命或尺寸限制的位置。在MEMS传感器有效的很多应用中，一些微机电系统(MEMS)传感器具有足够大以影响蓄电池寿命的功率消耗。这种MEMS传感器包括用于检测位置、速度、加速度或磁场的传感器。用于这种MEMS传感器的应用包括例如对智能手机的导航。

动态电磁感应MEMS能量收集器通过将机械运动(诸如，能量收集器的一部分或所有的变形、位移、速度、和/或加速度)转化为电流和电压，来将机械能转化为电能。电能被用于给附加器件供电。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种器件，包括：基板；传感器元件，连接至所述基板并且包括板件，所述板件相对于所述基板可移动；以及能量收集器件，所述能量收集器件形成在所述传感器元件的所述板件上。

优选地，所述能量收集器件包括形成在所述板件上的线圈。

优选地，该器件进一步包括：控制器，适于使用由所述能量收集器件收集的能量的至少一部分给所述器件供电。

优选地，能量收集器件适于使用所述板件的振动模式收集能量。

优选地，所述传感器元件是磁场传感器。

优选地，所述传感器元件是具有响应于所述板件的运动进行电容检测的洛伦兹力磁场传感器。

优选地，所述传感器元件是运动传感器。

优选地，所述传感器元件是具有响应于所述板件的运动进行电容检测的运动传感器。

根据本发明的另一方面，提供一种系统，包括：基板；板件，相对于所述基板可移动，可移动板件适于响应于环境改变而移动；能量收集器件，形成在可移动板件上；以及控制器，适于使用由所述能量收集器件收集的能量的至少一部分给传感器系统供电。

优选地，可移动板件形成在所述基板上，并且所述控制器形成在该相同的基板上。

优选地，可移动板件形成在所述控制器之上。

优选地，该系统进一步包括：将可移动板件连接至所述基板的弹性连接件，并且所述能量收集器件包括形成在可移动板件上的经由所述弹性连接件连接至所述控制器的螺旋形线圈。

优选地，该系统进一步包括：永磁体，被定位成使磁场通过所述螺旋形线圈。

优选地，所述能量收集器件适于使用可移动板件的振动模式收集能量。

优选地，该系统进一步包括：电极，用于响应于所述可移动板件的运动进行电容检测。

优选地，可移动板件进一步包括线环并且形成磁场传感器。

优选地，可移动板件进一步包括在所述电极之间从所述可移动板件延伸的指状物，可移动板件以及电极形成运动传感器。

根据本发明的再一方面，提供一种制造器件的方法，包括：在基板之上形成可移动板件；在所述可移动板件中形成能量收集线圈；以及在所述可移动板件周围形成电极，所述电极适于感应所述可移动板件的运动。

优选地，该方法进一步包括：形成至少一个弹簧或铰链，以将所述可移动板件连接至所述基板；以及形成将所述能量收集线圈连接至形成在所述基板上的接合焊盘或控制电路中的至少一个上的布线。

附图说明

在附图中的图中，一个或多个实施例通过实例示出并且不被限制，其中，具有相同参考数字标记的元件表示类似元件，并且其中：

图1是根据实施例的包括洛伦兹力磁性传感器和集成能量收集功能的器件；

图2是根据实施例的包括运动传感器和集成能量收集器的器件；

图3A-图3K是根据实施例的在制造的多个阶段期间图1的器件或者图2的器件的横截面图；

图4A-图4K是根据另一实施例的在制造的多个阶段期间图1的器件或者图2的器件的横截面图；

图5是根据实施例的包括图1的器件或图2的器件的传感器系统的高级功能框图。

具体实施方式