CN104697431A - 使用多个霍尔传感器的感测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种感测装置，该感测装置包括：包含形成在第一平面上的传感器的第一传感器单元；以及包含形成在第二平面上的另一传感器的第二传感器单元，其中，所述第二传感器单元的所述另一传感器与所述第一传感器单元的所述传感器沿Z轴方向布置。本发明还涉及使用该感测装置的感测设备，该感测设备能够通过使用可以以三维结构布置的传感器单元的感测数据来确定包括磁性模块的主体的相对位置。

Description

使用多个霍尔传感器的感测装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年12月5日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2013-0150618号的权益，其全部公开内容通过引用并入本文用于所有目的。
技术领域
以下描述涉及使用多个霍尔传感器的感测装置及使用该感测装置的装置。例如，感测装置能够通过使用以三维结构布置有多个霍尔传感器的传感器单元的感测数据来确定包含附加磁性模块的主体的相对位置。
背景技术
通常，将折叠移动终端(例如，翻盖式终端、或盖式终端、或折叠式终端)配置为通过检测盖的打开和关闭以及控制响应的终端来连接通道或操作显示模块的灯。折叠移动终端通常分成第一结构和第二结构，并且是指其中两个结构彼此连接，并且该结构打开或关闭的终端(下文中的“折叠移动终端”)。就是说，当用户在接收信息或电话的时候打开盖时，通道连接；当用户关闭盖时，通道断开。此外，当用户打开盖时，终端的灯通电；因而用户可以容易地看到显示模块。
在上述终端中，通常使用由具有永磁体和弹性的磁性物质制成的簧片开关(reed switch)来检测盖的打开及关闭。此外，在各种终端模型中，在不改变霍尔开关的磁体或者调整磁体与磁性物质之间距离的情况下，通过可变地放大霍尔传感器(根据终端模型为恰当的形状和大小)处输出的电压，开关的灵敏度是可制的。
通常，仅使用一个霍尔传感器来检测折叠移动终端是打开还是关闭。通过判断由一个传感器获得的传感器值是否大于特定值来确定折叠移动终端的打开或关闭。即，常规感测系统仅检测来自磁体的磁力的大小。此外，常规系统根据检测的值的大小二分地(dichotomously)操作。
另外，霍尔传感器与磁体之间的相对距离通常仅通过一个霍尔传感器检测。此外，磁体与具有霍尔传感器的主体之间的相对位置通常是不可检测的。因而，终端的打开或者关闭可能会误判。
发明内容
提供本发明内容来以简化的形式介绍下面在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。本发明内容非旨在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也非旨在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。
在一个一般性方面中，感测装置包括：包含形成在第一平面上的传感器的第一传感器单元；以及包含形成在第二平面上的另一传感器的第二传感器单元，其中第二传感器单元的另一传感器与第一传感器单元的传感器沿Z轴方向布置。
第二平面可以以一定间隔平行于第一平面，并且第二传感器单元的另一传感器可以沿Z轴方向与第一传感器单元的传感器对准。
第一传感器单元和第二传感器单元的各个传感器可以是包括霍尔器件的霍尔传感器，其中霍尔器件包括：配置为检测磁场的改变的导电型感测区；彼此面对并且配置为测量感测区上的电流的第一电极和第三电极；以及彼此面对并且配置为相对于第一电极和第三电极垂直地布置并且测量电压的变化的第二电极和第四电极。
感测装置还可以包括：包含第一传感器单元的第一传感器封装模块；以及包含第二传感器单元的第二传感器封装模块。
第一传感器封装模块和第二传感器封装模块可以是堆叠的。
第二传感器单元的另一传感器可以与第一传感器单元的传感器对准。
第二传感器单元的另一传感器可以不与第一传感器单元的传感器对准。
在另一个一般性方面，使用感测装置的设备可以包括：第一主体：配置为与第一主体可附接并且可分离的包含磁性模块的第二主体；以及包含在第一主体处以三维结构布置的多个传感器的传感器单元。
该设备还可以包括配置为通过使用由传感器单元的多个传感器中的各个传感器所感测到的值来确定第二主体相对于第一主体的相对位置的控制器，其中传感器单元形成在第一主体的一侧处以感测在第二主体处形成的磁力。
传感器单元的各个传感器可以是包括霍尔器件的霍尔传感器，所述霍尔器件包括：配置为检测磁场的改变的导电型感测区；彼此面对并且配置为测量感测区上的电流的第一电极和第三电极；以及彼此面对并且配置为相对于第一电极和第三电极垂直地布置并且测量电压的变化的第二电极和第四电极。
传感器单元可以包括：包含形成在第一平面上的传感器的第一传感器单元；以及包含形成在以一定间隔与第一平面平行的第二平面上的另一传感器的第二传感器单元。
第二传感器单元的另一传感器可以与第一传感器单元的传感器沿Z轴方向布置。
控制器可以配置为通过对由沿Z轴方向布置的第一传感器单元和第二传感器单元的各个传感器所感测到的值进行比较来确定第二主体相对于第一主体的相对位置。
控制器可以配置为通过使用第二主体相对于第一主体的确定的相对位置数据来确定第二主体是否附接到第一主体。
第一传感器单元可以包括其他传感器，并且第二传感器单元的另一传感器相对于第一传感器单元沿Z轴方向定位并且位于第一传感器单元的传感器之间。
在另一个一般性方面中，设备包括：第一主体；第二主体；布置在第一平面上的第一主体处的第一传感器和第二传感器，以及沿Z轴方向与第一传感器垂直地对准并且布置在平行于第一平面的第一主体的第二平面处的第三传感器。
第一传感器、第二传感器和第三传感器可以配置为提供用于确定第二主体相对于第一主体的相对位置的值。
设备还可以包括控制器，其中控制器响应于第一传感器、第二传感器和第三传感器提供的值而生成控制信号。
设备还可以包括磁性模块，该磁性模块形成在第二主体处并生成由第一传感器、第二传感器和第三传感器检测以用于确定第二主体相对于第一主体的相对位置的磁力。
附图说明
图1为示出感测系统的实施例的图。
图2a和图2b为示出传感器的实施例的图。
图3a和图3b为示出传感器单元中的传感器的布置结构的实施例的图。
图4a和图4b为示出传感器单元的传感器的布置结构的实施例的图。
图5a和图5b为示出传感器单元的传感器的布置结构的实施例的图。
图6为示出传感器单元在应用到感测系统时的布置结构的实施例的图。
图7a和图7b为示出确定附加磁性模块相对传感器单元的相对位置的方法的实施例的图。
图8a和图8b为示出确定附加磁性模块相对传感器单元的相对位置的方法的实施例的图。
在整个附图和具体实施方式中，除非另有说明或设定，相同的附图标记将理解为是指相同的元件、特征以及结构。附图可以不按比例，并且为了清楚、举例说明以及方便起见，元件的相对尺寸、比例以及描绘可能被放大。
具体实施方式
提供以下具体实施方式来帮助读者获得对本文中描述的方法、装置和/或系统的全面理解。然而，本文中所描述的系统、装置和/或方法的各种变化、更改、以及等同方案对于本领域的普通技术人员将是明显的。所描述的处理步骤和/或操作步骤的进行是实施例；然而，除了必须按照一定的顺序发生的步骤和/或操作之外，步骤和/或操作的顺序不限于本文中所阐述的顺序并且可以改变为本领域所公知的顺序。此外，为了更加清楚和简明，可以省略对于本领域的普通技术人员所公知的功能和构造的描述。
本文中描述的特征可以以不同形式实施，并且不应解释为限于本文中所描述的实施例。相反，已提供本文中描述的实施例使得该公开内容变得透彻和完整，并且将向本领域的普通技术人员传达公开内容的全部范围。
图1为示出感测系统的实施例的图。
如图1的实施例中所示，感测系统1包括：配置为通过以三维结构布置的多个传感器11、12来感测附加磁性模块的磁力的传感器单元100；以及配置为通过使用传感器单元100中的各个传感器所感测到的值来确定包括磁性模块的第二主体与具有传感器单元100的第一主体的相对位置的控制器400。在该实施例中，传感器单元100包括：包含形成在第一平面上的一个或更多个传感器的第一传感器单元110；以及包含形成在以一定间隔与第一平面平行且隔离的第二平面上的一个或更多个传感器的第二传感器单元120。在一个实施例中，第一传感器单元110包括从传感器1-1(11-1)至传感器1-M(11-M)的总数为M的传感器，并且第二传感器单元120包括从传感器2-1(12-1)至传感器2-N(12-N)的总数为N的传感器。N可以等于或小于M。在图1中，在第一传感器单元110内部的传感器为第一传感器11，并且在第二传感器单元120内部的传感器为第二传感器12。如果需要，这些结构可以彼此相同并且可以统称为传感器10。
另外，感测系统1还可以包括：配置为以一定比例放大各个传感器11、12感测到的值的信号放大器200；以及配置为控制各个传感器11、12感测到的值的偏移量的偏移控制器300。
传感器单元100包括多个传感器11、12。传感器可以是能够检测磁力的霍尔传感器。例如，根据器件特性、测量可信度和用途，可以调整应用在传感器单元的霍尔传感器的数量。
将参照图2a和图2b描述传感器的实施例。
图2a和图2b为示出传感器的实施例的图。
如图2a所示，传感器可以是由一个霍尔传感器50组成的半导体基霍尔传感器。
具体地，根据实施例的半导体基霍尔传感器可以包括形成在半导体衬底上的霍尔器件50。霍尔器件50可以包括：其平坦表面为八边形的感测区31a；以及形成在感测区31a的四个边侧处的具有高浓度的第一导电类型(N+)的第一电极至第四电极34a、34b、34c、34d。
彼此面对的第一电极34a和第三电极34c配置为测量感测区31a上的电流，彼此面对的第二电极34b和第四电极34d配置为与第一电极34a和第三电极34c垂直地布置并且配置为测量电压的改变。在感测区31a中，优选的是，形成有第一电极至第四电极34a、34b、34c、34d的四个侧边的长度比没有形成第一电极至第四电极34a、34b、34c、34d的四个侧的长度更短。
此外，第一电极至第四电极34a、34b、34c、34d是矩形。优选的是，较宽的边以45°的角度倾斜于与感测区31a的外周表面相接的线。因此，大量的电流可以流进感测区31a并且容易检测到电压的微小变化。
半导体衬底是P型掺杂区。感测区31a是N型掺杂区，即深N阱(DNW)。优选的是，感测区31a是磁性感测区。
另外，第一电极至第四电极34a、34b、34c、34d以高于感测区31a的掺杂浓度的N型浓度掺杂。这可能是为了降低由于与接触插塞(未示出)接触而产生的电阻。
如该实施例所示，第一电极至第四电极34a、34b、34c、34d可以是矩形。它们以较宽的边朝向中心的方式布置。
另外，在形成有第一电极至第四电极34a、34b、34c、34d的感测区31a上形成有具有高浓度的P型掺杂区35。因而，衬底表面具有露出的第二导电类型(P型)掺杂区35。在外边缘的掺杂区35可以用于给半导体衬底中的附加P型阱施加电压。为此，掺杂区35形成为具有比P型阱的浓度更高浓度的P型掺杂区。优选的是，第二导电型掺杂区的掺杂浓度高于感测区的掺杂浓度。这是为了防止耗尽层由于感测区的剂量而甚至扩展到衬底的表面。
在第一电极至第四电极34a、34b、34c、34d与掺杂区35之间形成有绝缘层33。此外，绝缘层33包围第一电极至第四电极34a、34b、34c、34d使得它们与掺杂区隔离。
掺杂区35形成为包围第一电极至第四电极34a、34b、34c、34d的四个侧。P型阱形成在感测区31a外侧的掺杂区35的底部。通过在半导体的衬底表面上形成P型掺杂区35，可以弥补DNW感测区31a中的半导体材料的不均匀或缺陷。因此，霍尔器件中的偏移电压减小，从而可以提高器件特性，并且从而，也可以增强霍尔电压的均匀性。
此外，如图2b所示，传感器可以是由多个霍尔器件50组成的半导体基霍尔传感器。
例如，如图2b所示，传感器10可以是由两个霍尔器件50a、50b组成的霍尔传感器。如图2b中所布置的，当两个霍尔器件50a、50b布置成成对地彼此相邻时，霍尔电压的灵敏度可以高于布置一个霍尔器件时的灵敏度。第一霍尔器件50a和第二霍尔器件50b可以以一定间隔彼此隔离。在另一实施例中，可以成对地布置四个霍尔器件。霍尔器件的数目越大，可以越容易地控制偏移电压和霍尔电压的改变。这是因为当具有垂直方向和水平方向的磁通量到达霍尔器件时，磁力的改变可以根据霍尔传感器的布置和数量被更精确地检测到。注意可以使用任意数量的霍尔器件，并且传感器10可以包括各式各样的霍尔传感器。
传感器单元100可以通过以三维结构布置的传感器形成。更具体地，传感器单元100可以包括：包含形成在第一平面上的一个或多个传感器的第一传感器单元110；以及包含形成在以一定间隔平行并隔离于第一平面的第二平面上的一个或更多个传感器的第二传感器单元120。
优选的是，第二传感器单元120中的各个传感器与第一传感器单元110中的各个传感器沿垂直方向布置。在本公开内容中，为了便于说明，横向方向、纵向方向和垂直方向分别是指X轴、Y轴和Z轴。
在本公开内容的所有附图和具体实施方式中，为了便于说明，第二平面形成在第一平面的下方。然而，在各种实施例中，第二平面也可以形成在第一平面的上方或者相对于第一平面的其他位置。
在下文中，将参照图3a至图5b描述多个传感器的布置结构的实施例。
图3a和图3b为示出传感器单元中的传感器的布置结构的实施例的图。
如图3a所示，由三个传感器11组成的第一传感器单元110可以布置在传感器单元100的第一平面21上。三个传感器11可以以如下方式布置：两个传感器11-2、11-3分别在X轴和Y轴方向上隔离并且一个传感器11-1作为基准。在下文中，为了便于说明，将基准传感器11称为传感器1-1(11-1)并且将布置在X轴和Y轴方向上的两个传感器称为传感器1-2(11-2)和传感器1-3(11-3)。
在图3a中，传感器1-2(11-2)沿向右的X轴方向隔离于传感器1-1(11-1)并且传感器1-3(11-3)沿向上的Y轴方向隔离于传感器1-1(11-1)。然而，传感器1-2(11-2)可以沿向左的X轴方向隔离于传感器1-1(11-1)并且传感器1-3(11-3)可以沿向下的Y轴方向隔离于传感器1-1(11-1)。
在该实施例中，传感器1-1(11-1)、传感器1-2(11-2)和传感器1-3(11-3)之间的隔离距离可以根据设备和待感测的磁性模块的特性而变化。
此外，可以存在在平行于且隔离于第一平面21的第二平面22上包括有一个或更多个第二传感器12的传感器单元120。尽管图3b示出在第二平面22上仅形成传感器2-1(12-1)，但是根据各个实施例也可以形成多个第二传感器12。
如图3a所示，传感器2-1(12-1)可以与传感器1-1(11-1)沿Z轴方向布置或对准。在其他实施例中，传感器2-1(12-1)可以与传感器1-2(11-2)或传感器1-3(11-3)沿Z轴方向布置或对准。
此外，传感器2-1(12-1)可以与传感器1-1(11-1)或传感器1-2(11-2)或传感器1-3(11-3)沿Z轴方向布置，并且可以布置在第一传感器单元110的传感器1-1(11-1)与传感器1-2(11-2)之间，并且与第一传感器单元110的传感器(未示出)不对准。或者，传感器2-1(12-1)可以布置在传感器1-2(11-2)与传感器1-3(11-3)(未示出)之间。因为并不总是按照制造方法实施布置，所以为了增强工艺的自由度，传感器2-1(12-1)可以布置在第一传感器组中的传感器之间。在这点上，形成在第二传感器单元120中的第二传感器可以沿Z轴方向朝向第一传感器单元布置并且也可以布置在第一传感器单元的传感器之间。
根据制造方法，多个传感器可以形成在一个晶圆上，或者可以以这样的方式形成：以特定的形状结构将多个传感器层叠。对于形成过程，可以应用各种制造工艺。例如，第一传感器单元110可以形成在第一晶圆上，并且然后，可以通过对其进行封装形成第一传感器封装模块(未示出)。同样地，第二传感器单元120可以形成在第二晶圆上，并且然后，可以通过其进行封装形成第二传感器封装模块(未示出)。
另外，第一封装模块和第二封装模块可以通过平行地堆叠和安装在感测系统(例如显示设备)中来形成。第一传感器单元可以形成在其中布置有许多模拟电路或数字电路的晶圆上以传递和接收信号。此外，可以形成金属引线层。可以执行封装(例如形成凸块)来形成钝化层并且打开焊盘电极。这将使焊盘电极与外部电压连接。为了减小封装件的尺寸，可以将封装实施为关于芯片尺寸类似地操作的晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP)。也可以将相同的生产方法应用到第二传感器单元120。
因此，感测系统可以具有堆叠有第一传感器封装模块和第二传感器封装模块的传感器单元。如上的传感器单元100可以以如图3b所示的横向结构进行配置。
图4a和图4b为示出传感器单元的传感器的布置结构的实施例的图。
如图4a所示，传感器单元100可以包括：形成在第一平面21上的四个第一传感器11；以及形成在第二平面22上并且与四个第一传感器11中的任一个沿z轴方向布置或对准的一个或更多个第二传感器12。
例如，传感器1-1至1-4(11-1,11-2,11-3,11-4)以正方形形状布置在第一平面21上。在实施例中，传感器2-1(12-1)可以与传感器1-1(11-1)沿Z轴方向布置或对准。
在其他实施例中，可以在第二平面22上形成多个第二传感器12。例如，如图4b所示，传感器2-1(12-1)和传感器2-2(12-2)可以分别与传感器1-1(11-1)和传感器1-2(11-2)沿Z轴方向布置或对准。
图4a和图4b示出传感器2-1(12-1)和传感器2-2(12-2)分别与传感器1-1(11-1)和传感器1-2(11-2)沿Z轴方向布置或对准的结构的实施例；然而，传感器2-1(12-1)和传感器2-2(12-2)也可以与其他传感器1-3(11-3)和传感器1-4(11-4)沿Z轴方向布置。
图5a和图5b为示出根据另一实施例的传感器单元的传感器的布置结构的实施例的图。
如图5a所示，传感器1-1至1-4(11-1,11-2,11-3,11-4)可以以菱形或者十字形布置在第一平面21上。传感器2-1(12-1)可以与传感器1-1(11-1)沿Z轴方向布置或对准。
在其他实施例中，可以在第二平面22上形成多个第二传感器12。例如，如图5b所示，传感器2-1(12-1)和传感器2-2(12-2)可以分别与传感器1-1(11-1)与传感器1-2(11-2)沿Z轴方向布置或对准。
图5a和图5b示出传感器2-1(12-1)和传感器2-2(12-2)布置为分别与传感器1-1(11-1)和传感器1-2(11-2)沿Z轴方向对应或对准的结构。然而，传感器2-1(12-1)和传感器2-2(12-2)也可以布置为与其他的传感器1-3(11-3)和1-4(11-4)沿Z轴方向对应或对准。
图6为示出传感器单元在应用到感测系统时的布置结构的实施例的图。
如图6所示，传感器单元100可以形成在第一主体1000的表面上。在实施例中，第一主体1000可以是电子设备的结构。例如，传感器单元100可以配置成手机、PDA(个人数字助理)、平板PC，笔记本PC或其它电子设备的特定部分。
如上所述，形成在第一主体1000的一个表面上的传感器单元100配置为感测形成在第二主体2000上的磁性模块500的磁力。第二主体2000可以是非第一主体1000的附加结构或者连接到第一主体1000的结构。就是说，第一主体1000和第二主体2000是彼此可附接和可分离的并且可以连接以进行驱动。
例如，附加装饰(ornament)(第二主体2000)可以与手机(第一主体1000)结合，或者笔记本PC的显示器(第二主体2000)可以与笔记本PC的键盘(第一主体1000)连接从而能够被部分地驱动。在图6的实施例中，示出移动设备和与其相连的附加装饰。然而，本公开内容不限于此。
至于传感器单元100，可以应用如图3a、图4a和图5a所示的实施例的传感器单元100中的任意一种布置。此外，可以应用根据图4b和图5b的传感器单元100中的任意布置。另外，可以应用其他布置。如上所述，传感器单元100由第一传感器单元110和第二传感器单元120组成。单元通过封装第一传感器和第二传感器来形成。例如，第一传感器单元110形成在第一晶圆上，并且通过对其封装形成第一传感器封装模块(未示出)。同样地，第二传感器单元形成在第二晶圆上，并且通过对其封装形成第二传感器封装模块(未示出)。另外，可以通过堆叠第一封装模块和第二封装模块将第一封装模块和第二封装模块安装在感测系统(例如显示设备)上。第一传感器单元形成在晶圆上并且可以在晶圆中布置有模拟电路或数字电路以传递和接收信号。此外，可以形成金属引线层。可以执行封装(例如形成凸块)来形成钝化层以打开焊盘电极，并且将焊盘电极与外电压连接。为了减小封装件的尺寸，封装可以为关于芯片尺寸类似地操作的晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP)的封装。
控制器400可以布置为通过使用由传感器单元100中的各个传感器所感测的值来确定具有附加磁性模块500的第二主体2000的对于包括传感器单元100的第一主体1000的相对位置。在该实施例中，将参照图7a至图8b详细描述确定磁性模块500(或第二主体2000)相对于第一主体1000的相对位置的方法。
图7a和图7b为示出确定附加磁性模块相对于传感器单元的相对位置的方法的实施例的图。
如图7a所示，包含第一传感器单元110和第二传感器单元120的传感器单元100包括在第一主体1000中。在该实施例中，图7a示出传感器单元100形成在第一主体1000内部。然而，传感器单元100可以形成在第一主体1000的表面。传感器单元100可以形成在第一主体1000内的各种位置处或第一主体1000的一个或者更多个表面上。传感器单元100的位置不受附图限制。
参照图7a，沿Z轴方向布置的传感器1-2(11-2)和传感器2-1(12-1)分别检测磁性模块500的磁力。磁性模块500由N极和S极组成。磁力线5从N极至S极生成。就是说，磁力线来自N极并且朝向S极。如果磁性模块500定位在第一主体1000的上侧，则传感器1-2(11-2)检测到的磁力变得大于传感器2-1(12-1)检测到的磁力。这是因为传感器1-2(11-2)定位成比传感器2-1(12-1)更靠近磁性模块500。
在另一实施例中，如图7b所示，如果磁性模块500位于第一主体1000的底侧，则传感器1-2(11-2)检测到的磁力变得小于传感器2-1(12-1)检测到的磁力。这是因为，与图7a中所示出的实施例不同，因为磁性模块500位于第一主体1000的底侧，所以传感器2-1(12-1)定位成比传感器1-2(11-2)更靠近磁性模块500。
通过如上所述在待以三维结构的方式层叠或者堆叠的传感器单元100中配置传感器，通过比较沿Z轴方向布置的两个传感器感测到的值的量值而得到的结果将根据磁性模块500与传感器单元100(或第一主体1000)的相对位置而改变。因此，通过这些结果，可以清楚地确定磁性模块500是否位于相对于传感器单元100的上侧或底侧。
图8a和图8b为示出确定附加磁性模块相对于传感器单元的相对位置的方法的图。
参照图8a和图8b，由传感器1-2(11-2)检测出的磁力的量值和由传感器2-2(12-2)检测出的磁力的量值可以彼此比较也可以与图7a和图7b中的实施例比较。在确定磁性模块500的相对位置的示例性方法中，可以通过另外使用由传感器1-2(11-2)和传感器2-2(12-2)检测到的磁力的比较结果来获得更高的可信度。
在该实施例中，控制器400可以通过判断磁性模块500(或第二主体2000)相对于传感器单元100的相对位置数据来判断包含磁性模块500的第二主体2000是否与第一主体1000附接。这可以通过上述方法以及通过进一步判断每个传感器值感测到的值中的最大值是否等于或大于预先设定的阈值来获得。例如，阈值可以由用户预先设定或输入。
就是说，当传感器单元100形成在由附加的显示部分(未示出)形成的第一主体1000的一个表面上时，控制器400可以判断包含磁性模块500的第二主体2000定位在传感器单元100的上侧处。此外，当通过某一传感器10感测到的值等于或大于阈值时，控制器400可以判断第二主体2000附接到第一主体1000的表面。
在另一实施例中，控制器400可以通过使用关于附接的数据来导通及断开附加显示部分(未示出)。具体地，控制器400可以响应于确定第二主体2000附接到第一主体1000的一侧而断开附加显示部分。响应于确定第二主体2000未连接到所述第一主体1000的一侧，可以导通附加显示部分。
此外，形成在第一平面21上的第一传感器单元110可以包括多个传感器，并且控制器400可以通过使用第一传感器单元110中的多个传感器感测到值来另外确定第二主体。具体地，控制器400配置为通过收集第一传感器单元110中的各个传感器所感测到的值并通过检测的数据确定第二主体2000来检测磁体模块500的极性、位置、强度中的至少之一。
优选的是，控制器400通过使用经信号放大器200放大的第一传感器单元110中的各个传感器所感测到的值来检测经磁性模块500传输的磁力。由于在特定霍尔传感器处所生成的输出值的电压是非常小的电压，所以相对于磁性模块500的磁力，通过使用信号放大器200放大感测到的值可以获得控制器400的更高的可信度。
另外，控制器400可以通过使用由偏移控制器300控制的第一传感器单元110中的各个传感器感测到的值来检测由磁性模块500传输的磁力。在控制器400中，因为感测到的值受偏移控制器300控制，所以可以以更高的可信度检测磁性模块500的磁力。
在其他实施例中，控制器400可以根据确定的第二主体2000的确定数据来以不同的模式控制待操作的附加显示部分。例如，在确定第二主体2000对应于“类型1”时，控制器400可以控制与“类型1”对应的视频数据在附加显示部分(未示出)输出。此外，控制器400可以控制附加显示部分(未示出)输出不同于原始操作模式的图标、字号和视频数据的形式。本领域的技术人员应该理解的是，可以以未脱离本公开内容的实质特征的各种形式使用以不同于原始模式的模式操作的许多结构。
根据实施例，使用感测系统1的装置包括：第一主体1000；配置为与第一主体1000是可附接和可分离的其中形成有磁性模块500的第二主体2000；形成在第一主体1000的一侧以感测形成在附加第二主体2000的磁性模块500的磁力的其中以三维结构布置有多个传感器的传感器单元100；以及配置为通过使用传感器单元100中的各个传感器感测到的值来确定第二主体2000与第一主体1000的相对位置的控制器400。使用感测系统1的装置还可以包括配置为按照一定的比例放大各个传感器感测到的值的信号放大器200以及配置为控制各个传感器感测到的值的偏移量的偏移控制器300。
如上配置的具有感测系统1的装置涉及包括第一主体1000和第二主体2000的结构。在下文中将省略与上述实施例基本相同的其他实施例。
在各个方面中，感测装置和使用感测装置的设备使得附加磁性模块与配置为感测磁力的传感器的相对位置能够通过以三维结构布置多个霍尔传感器而确定。
可以确定包括附加磁性模块的第二主体是否定位在基于包括传感器单元的第一主体的位置的上部或下部。该确定可以通过使用配置为感测磁力的传感器单元并且比较沿Z轴方向布置或对准的多个传感器感测到的值来做出。
另外，通过在平面上布置多个霍尔传感器，可以通过使用多个传感器的感测数据来确定包括附加磁性模块的第二主体。
上述的各种单元、模块、元件和方法可以使用一个或更多个硬件部件、一个或更多个软件部件、或者一个或更多个硬件部件与一个或更多个软件部件的组合来实现。
硬件部件可以是例如物理地执行一个或更多个操作的物理设备，但不限于此。硬件部件的示例包括麦克风、放大器、低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、模数转换器、数模转换器以及处理设备。
软件部件可以通过例如由用于执行一个或更多个操作的软件或指令控制的处理设备来实现，但不限于此。计算机、控制器或其他控制设备可以使处理设备运行软件或执行指令。可以通过一个处理设备实现一个软件部件，或者可以通过一个处理设备实现两个或更多个软件部件，或者可以通过两个或更多个处理设备实现一个软件部件，或者可以通过两个或多个处理设备实现两个或更多个软件部件。
处理设备可以用一个或更多个通用或专用计算机(例如，诸如处理器、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程阵列、可编程逻辑单元、微处理器、或者能够运行软件或者执行指令的任何其他设备)来实现。处理设备可以运行一个操作系统(OS)，并且可以运行在OS下操作的一个或更多个软件应用。当运行软件或执行指令时，处理设备可以访问、存储、操作、处理和产生数据。为了简便起见，可以在描述中使用单数术语"处理设备"，但是，本领域的普通技术人员将理解的是，处理设备可以包括多个处理元件和多种类型的处理元件。例如，处理设备可以包括一个或更多个处理器，或者一个或更多个处理器和一个或更多个控制器。另外，可以有不同的处理配置(例如并行处理器或多核处理器)。
配置为实施用于执行操作A的软件部件的处理设备可以包括被编程来运行软件或执行指令以控制处理器执行操作A的处理器。另外，配置为实施用于执行操作A、操作B和操作C的软件部件的处理设备可以具有各种配置，例如，诸如配置为实施用于执行操作A、B、和C的软件部件的处理器；配置为实施用于执行操作A的软件部件的第一处理器，和配置为实施用于执行操作B和C的软件部件的第二处理器；配置为实施用于执行操作A和B的软件部件的第一处理器，和配置为实施用于执行操作C的软件部件的第二处理器；配置为实施用于执行操作A的软件部件的第一处理器，配置为实施用于执行操作B的软件部件的第二处理器，和配置为实施用于执行操作C的软件部件的第三处理器；配置为实施用于执行操作A、B、和C的软件部件的第一处理器，和配置为实施用于执行操作A、B、和C的软件部件的第二处理器，或者均实现操作A、B、和C中的一个或更多个操作的一个或更多个处理器的任何其他配置。虽然这些示例涉及三个操作A、B、C，但可以实施的操作数量不限于三个，而是可以为实现期望的结果或执行期望的任务所需的任意数量的操作。
为了独立地或共同地指示或配置处理设备以执行一个或更多个期望的操作，用于控制处理设备以实施软件部件的软件或指令可以包括计算机程序、代码、指令、或其某些组合。软件或指令可以包括可以由处理设备直接执行的机器代码，例如，编译器产生的机器代码，和/或可以使用解释程序由处理设备执行的高级代码。软件或指令及任何相关的数据、数据文件和数据结构可以永久地或临时地嵌入在能够提供指令或数据或由处理设备解读的任何类型的机器、部件、物理或虚拟设备、计算机存储介质或设备，或传播信号波。软件或指令及任何相关的数据、数据文件和数据结构也可以分布在网络耦合的计算机系统上使得软件或指令及任何相关的数据、数据文件和数据结构以分散方式存储和执行。
例如，软件或指令及任何相关的数据、数据文件和数据结构可以记录、存储或安装在一个或更多个非瞬时计算机可读存储介质中。非瞬时计算机可读存储介质可以是能够存储软件或指令及任何相关的数据、数据文件和数据结构使其可以被计算机系统或处理设备读出的任何数据存储设备。非瞬时计算机可读存储介质包括只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)、闪存、CD-ROMs、CD-Rs、CD+Rs、CD-RWs、CD+RWs、DVD-ROMs、DVD-Rs、DVD+Rs、DVD-RWs、DVD+RWs、DVD-RAMs、BD-ROMs、BD-Rs、BD-R LTHs、BD-REs、磁带、软盘、磁光数据存储器、光数据存储器、硬盘、固态硬盘或者本领域的普通技术人员所公知的任何其他非瞬时计算机可读存储介质。
基于如在本文中所提供的附图及其相应描述，实施例所属的领域中的程序技术人员能够容易理解用于实现在本文中公开的实施例的功能程序、代码和代码片段。

Claims (19)

1.一种感测装置，包括：
包含形成在第一平面上的传感器的第一传感器单元；以及
包含形成在第二平面上的另一传感器的第二传感器单元，其中，所述第二传感器单元的所述另一传感器与所述第一传感器单元的所述传感器沿Z轴方向布置。
2.根据权利要求1所述的感测装置，其中，所述第二平面以一定间隔平行于所述第一平面，并且所述第二传感器单元的所述另一传感器沿Z轴方向与所述第一传感器单元的所述传感器对准。
3.根据权利要求1所述的感测装置，其中，所述第一传感器单元和所述第二传感器单元的各个传感器是包括霍尔器件的霍尔传感器，所述霍尔器件包括：
配置为检测磁场变化的导电型感测区；
彼此面对并且配置为测量所述感测区上的电流的第一电极和第三电极；以及
彼此面对并且配置为相对于所述第一电极和所述第三电极垂直地布置并测量电压变化的第二电极和第四电极。
4.根据权利要求1所述的感测装置，还包括：
包含所述第一传感器单元的第一传感器封装模块；以及
包含所述第二传感器单元的第二传感器封装模块。
5.根据权利要求3所述的感测装置，其中，所述第一传感器封装模块和所述第二传感器封装模块是堆叠的。
6.根据权利要求1所述的感测装置，其中，所述第二传感器单元的所述另一传感器与所述第一传感器单元的所述传感器对准。
7.根据权利要求1所述的感测装置，其中，所述第二传感器单元的所述另一传感器不与所述第一传感器单元的所述传感器对准。
8.一种使用感测装置的设备，包括：
第一主体；
包含磁性模块的第二主体，所述第二主体配置为可附接于所述第一主体并且可分离于所述第一主体；以及
传感器单元，所述传感器单元包括以三维结构布置在所述第一主体处的多个传感器。
9.根据权利要求8所述的设备，还包括控制器，所述控制器配置为通过使用由所述传感器单元的所述多个传感器中的各个传感器感测到的值来确定所述第二主体相对于所述第一主体的相对位置，其中所述传感器单元形成在所述第一主体的侧面处以感测在所述第二主体处形成的磁力。
10.根据权利要求8所述的设备，其中，所述传感器单元的各个传感器是包括霍尔器件的霍尔传感器，所述霍尔器件包括:
配置为检测磁场变化的导电型感测区；
彼此面对并且配置为测量所述感测区上的电流的第一电极和第三电极；以及
彼此面对并且配置相对于所述第一电极和所述第三电极垂直地布置并且测量电压变化的第二电极和第四电极。
11.根据权利要求8所述的设备，其中，所述传感器单元包括：
包含形成在第一平面上的传感器的第一传感器单元；以及
包含形成在以一定间隔平行于所述第一平面的第二平面上的另一传感器的第二传感器单元。
12.根据权利要求11所述的设备，
其中，所述第二传感器单元的所述另一传感器与所述第一传感器单元的所述传感器沿Z轴方向布置。
13.根据权利要求11所述的设备，其中，所述控制器配置为通过比较由沿Z轴方向布置的所述第一传感器单元和所述第二传感器单元的各个传感器感测到的值来确定所述第二主体相对于所述第一主体的相对位置。
14.根据权利要求9所述的设备，其中，所述控制器配置为通过使用所述第二主体相对于所述第一主体的所述确定的相对位置数据来确定所述第二主体是否附接于所述第一主体。
15.根据权利要求11所述的设备，其中，所述第一传感器单元包括其他传感器，并且所述第二传感器单元的所述另一传感器相对于所述第一传感器单元沿Z轴方向定位并且位于所述第一传感器单元的所述传感器之间。
16.一种设备，包括：
第一主体；
第二主体；
布置在所述第一主体处的在第一平面上的第一传感器和第二传感器；以及
第三传感器，所述第三传感器沿Z轴方向与所述第一传感器垂直对准并且布置在所述第一主体的与所述第一平面平行的第二平面处。
17.根据权利要求16所述的设备，其中，所述第一传感器、所述第二传感器和所述第三传感器配置为提供用于确定所述第二主体相对于所述第一主体的相对位置的值。
18.根据权利要求17所述的设备，还包括控制器，其中，响应于所述第一传感器、所述第二传感器和所述第三传感器提供的值，所述控制器生成控制信号。
19.根据权利要求16所述的设备，还包括磁性模块，所述磁性模块形成在所述第二主体处并且产生磁力，所述磁力被所述第一传感器、所述第二传感器和所述第三传感器检测以确定所述第二主体相对于所述第一主体的相对位置。
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