【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及磁传感器器件、系统和方法领域，并且更具体地涉及其中磁体相对于半导体衬底的位置指示至少两个物理量的磁传感器器件、系统和方法，这些物理量诸如例如力分量、或操纵杆的倾斜角、或拇指操纵杆的横向位置等。
技术介绍
1、磁传感器(例如，电流传感器、接近度传感器、位置传感器等)是本领域已知的。它们以测量一个或多个传感器位置处的磁场特性为基础。取决于应用，(一个或多个)所测量的磁场特性可用于推理另一量(诸如例如，电流强度、所谓目标的接近度、传感器器件与磁体的相对位置等)。
2、存在磁传感器器件、系统和方法的许多变体，从而解决以下要求中的一项或多项：使用简单或便宜的磁结构，使用简单或便宜的传感器器件，能够在相对较大的范围内进行测量，能够以高准确度进行测量，仅需要简单的算术，能够以高速进行测量，对定位误差高度稳健、对外部干扰场高度稳健，提供冗余，能够检测误差，能够检测和校正误差，具有良好的信噪比(signal-to-noise ratio,snr)等。这些要求中的两个或更多个要求经常相互冲突，因此需要作出权衡。
3、本专利技术涉及一类磁传感器系统，其包括相对于半导体衬底柔性或弹性安装的永磁体，并且其中磁体的位置指示2d或3d物理量，2d或3d物理量诸如由施加在表面上的力引起或由操纵杆或拇指操纵杆等的移动引起的力向量或位移向量。
4、总是存在改进或替代的空间。
技术实现思路
1、本专利技术的实施例的目的是提供用于确定与永磁体的位置相关的至少两个物理
2、本专利技术的实施例的目的是提供这样的系统和方法：其对外部干扰场不敏感，和/或对温度变化不敏感，和/或对磁体的退磁不敏感，并且优选地是这些中的两项或所有这些。
3、本专利技术的实施例的目的是提供这样的系统和方法：其使用不要求明确的解析或者数学公式或表达式的算法。
4、本专利技术的实施例的目的是，其中磁体嵌入在半导体电路上方或顶部的弹性体中。
5、本专利技术的实施例的目的是提供这样的磁传感器系统：其仅使用2d磁传感器，或仅使用3d磁传感器，或使用2d磁传感器和3d磁传感器的组合。
6、本专利技术的实施例的目的是提供这样的磁传感器系统和方法：其中磁场在至少四个传感器位置或至少五个传感器位置中被测量。
7、本专利技术的实施例的目的是提供这样的磁传感器系统和方法：其中磁体是轴向磁化的两极磁体。
8、本专利技术的实施例的目的是提供这样的磁传感器系统和方法：其中物理量由集成电路计算。
9、本专利技术的实施例的目的是提供这样的磁传感器系统和方法：其中确定所述至少两个物理量所需的时间为至多50ms、或至多40ms、或至多30ms、或至多20ms、或至多10ms。
10、本专利技术的实施例的目的还在于提供一种半导体器件(即，单个芯片)，其至少包括用于测量磁场的多个传感器，并且可选地还包括用于确定所述至少两个物理量的处理电路系统。
11、本专利技术的实施例的目的还在于提供力传感器系统。
12、本专利技术的特定实施例的目的是提供能够使用此类磁传感器系统测量两个或三个力分量(即，2d或3d力向量)的力传感器系统。
13、本专利技术的实施例的目的还在于提供包括至少一个力传感器系统的机器人手指、以及包括至少一个机器人手指的机器人臂。
14、本专利技术的实施例的目的还在于提供具有两个自由度(例如，两个倾斜移动)、或具有3个自由度(两个倾斜移动、以及向下移动)的操纵杆系统。
15、本专利技术的实施例的目的还在于提供具有两个自由度(例如，两个横向移动)、或具有3个自由度(两个横向移动、以及向下移动)的拇指操纵杆系统。
16、这些和其他目标通过本专利技术的实施例被实现。
17、根据第一方面，本专利技术提供了一种磁传感器系统，该磁传感器系统包括：集成电路，该集成电路包括半导体衬底，该半导体衬底包括多个磁传感器，该多个磁传感器被配置成用于测量按第一方向(x)定向的至少两个(或至少三个、或至少四个)第一磁场分量(bx1、bx2)，并且用于测量按第二方向(y；z)(例如，垂直于第一方向(x))定向的至少两个(或至少三个、或至少四个)第二磁场分量(bz1、bz2)；永磁体，该永磁体能相对于集成电路移动并且被配置成用于生成磁场；处理电路(在集成电路内部、或在集成电路外部)，该处理电路被配置成用于使用预定义算法来确定与磁体的位置相关的至少两个物理量(例如，2d或3d力向量、2d或3d位移向量、操纵杆的2d或3d位置、拇指操纵杆的2d或3d位置)，预定义算法基于所测量的第一磁场分量和第二磁场分量(bx1、bx2；bz1、bz2)或从其导出的值作为输入，并且使用利用机器学习确定的多个至少八个(或至少十二个、或至少十八个)常数(或系数或参数)。
18、“磁传感器系统”可以例如是力传感器系统、或操纵杆、或拇指操纵杆。
19、专利技术人发现，即使磁体例如由于特定的机械安装布置(例如，使用具有非线性应力-应变曲线的弹性体)而以高度非线性的方式移动，也不要求找到以最少数量的变量来表达物理量与磁体的移动之间的关系的明确的解析表达式或数学模型。
20、发现，通过执行使用由机器学习(machine learning,ml)确定的多个常数(或参数)的预定算法来非常准确地确定物理量是可能的。发现，这种方法允许以可管理的方式确定或近似所需的物理量。
21、受益于本公开的技术人员仅通过应用本专利技术的教导就可以容易地找到满足其需要的合适算法。
22、此类磁传感器系统可能特别适合于其中绝对准确度的小误差不会对该磁传感器系统在其中被使用的应用产生不利影响的应用。
23、在实施例中，处理电路被配置成用于使用预定义算法来确定所述至少两个物理量，该预定义算法使用从所述至少两个第一磁场分量和所述至少两个第二磁场分量导出的至少三个或至少四个磁场差作为输入，并且使用所述多个至少八个(或至少十二个、或至少十八个)常数。
24、如将进一步解释的，磁场差可以被计算为磁场梯度，或者可以通过减去在按原始磁场分量相同的方向定向的均值或平均磁场分量来计算。
25、在实施例中，集成电路包括第一可编程处理器，该作为所述处理电路的部分，被配置成用于执行所述算法的至少一部分。
26、处理电路可以与包括磁传感器的半导体管芯实现在同一半导体管芯上，或者可以实现在连接到第一半导体管芯并且还与第一半导体管芯嵌入在同一封装中的第二半导体管芯上。
27、该集成电路可以包括模拟处理电路，或者可以包括使用具有mac(乘法累加)指令的可编程dsp(数字信号处理器)核心的数字处理电路。
28、在该实施例中，集成电路优选地包括被配置成用于提供至少两个或三个物理值(例如，力值、角度值等)的输出。
29、在实施例中，磁传感器系统进一步包括第二可编程处理器，该第二可编本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磁传感器系统，包括：
2.根据权利要求1所述的磁传感器系统，
3.根据前述权利要求中的任一项所述的磁传感器系统，
4.根据前述权利要求中的任一项所述的磁传感器系统，
5.根据前述权利要求中的任一项所述的磁传感器系统，
6.根据前述权利要求中的任一项所述的磁传感器系统，
7.根据前述权利要求中的任一项所述的磁传感器系统，
8.根据权利要求7所述的磁传感器系统，
9.根据权利要求7或8所述的磁传感器系统，
10.根据权利要求9所述的磁传感器系统，
11.根据权利要求9或10所述的磁传感器系统，
12.根据权利要求1至8中的任一项所述的磁传感器系统，
13.根据前述权利要求中的任一项所述的磁传感器系统，
14.根据权利要求13所述的磁传感器系统，
15.根据权利要求13或14中的任一项所述的磁传感器系统，
16.一种力传感器系统
17.一种用于确定杆的2D或3D位置的杆系统，所述杆系统包括
18.一种测量与永磁体的位置相关的至少两个物理量的方法，所述永磁体能相对于集成电路移动并且被配置成用于生成磁场，所述方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种磁传感器系统，包括：
2.根据权利要求1所述的磁传感器系统，
3.根据前述权利要求中的任一项所述的磁传感器系统，
4.根据前述权利要求中的任一项所述的磁传感器系统，
5.根据前述权利要求中的任一项所述的磁传感器系统，
6.根据前述权利要求中的任一项所述的磁传感器系统，
7.根据前述权利要求中的任一项所述的磁传感器系统，
8.根据权利要求7所述的磁传感器系统，
9.根据权利要求7或8所述的磁传感器系统，
10.根据权利要求9所述的磁传感器系统，
<...【专利技术属性】
技术研发人员：G·克洛斯，N·杜普雷，T·莱西格诺，
申请(专利权)人：迈来芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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