[发明专利]检测质量块及采用该检测质量块的陀螺仪

说明书

本发明提供一种检测质量块及采用该检测质量块的陀螺仪，检测质量块包括锚点、第一质量块、第二质量块、第三质量块；所述锚点设置在所述第一质量块内，并固定在一外部基板上；所述第一质量块设置在第二质量块内，并通过在第一方向对称的第一弹性梁悬挂在所述锚点上；所述第二质量块设置在第三质量块内，并通过在第二方向对称的第二弹性梁悬挂在所述第一质量块上；所述第三质量块通过在第一方向对称的第三弹性梁悬挂在第二质量块上，并通过在第二方向对称的第四弹性梁与外部驱动质量块连接；所述第一方向与所述第二方向垂直；所述第一质量块具有第一方向的转轴，所述第二质量块具有第一方向和第二方向的转轴，所述第三质量块具有第二方向的转轴。

技术领域

本发明涉及微机械技术领域，尤其涉及一种检测质量块及采用该检测质量块的陀螺仪。

背景技术

MEMS（Micro Electro Mechanical System，微机电系统）陀螺仪利用科里奥利力（Coriolis force，又称为科氏力）现象。科氏力是对旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的直线运动的偏移的一种描述。科氏力来自于物体运动所具有的惯性，在旋转体系中进行直线运动的质点，由于惯性的作用，有沿着原有运动方向继续运动的趋势，但是由于体系本身是旋转的，在经历了一段时间的运动之后，体系中质点的位置会有所变化，而它原有的运动趋势的方向，如果以旋转体系的视角去观察，就会发生一定程度的偏离。MEMS陀螺仪体积小、成本低、集成性好，已得以越来越广泛的应用，如在移动终端、相机防抖、游戏手柄、玩具飞机、导航等产品中。

MEMS陀螺仪包括驱动部分和检测部分，通过驱动和检测运动的耦合作用实现对运动角速度的测量；当陀螺处于驱动运动模态，并且在与驱动模态运动轴向垂直的第二方向有角速度输入时，由于科氏效应陀螺仪在检测轴向产生检测模态运动，通过测量检测模态运动的位移，即刻测定物体的转动角速度。所述测量检测模态运动的位移可以通过测量电容的变化来实现，例如，通过在谐振条件下确定由移动电极的运动所产生的电容的变化，来以电容方法来检测检测模态运动的位移，电容的检测可以通过叉指电极或者平板电极来实现。随着微机电陀螺技术的发展，高集成度、低成本的两轴或者三轴测量陀螺满足了现代消费电子产品的需求，成为微机电陀螺仪发展的趋势。两轴或者三轴陀螺仪一般是将多个陀螺仪集成在单个基板上来实现。而且陀螺仪中的一种检测质量块仅能检测一个方向的角速度，若需要检测多个方向的角速度，则需要至少三个检测质量块，这不能满足消费电子产品对陀螺仪小型化的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种检测质量块及采用该检测质量块的陀螺仪，其能够采用一个检测质量块实现两个方向角速度的检测，减小陀螺仪体积。

为了解决上述问题，本发明提供了一种检测质量块，包括锚点、第一质量块、第二质量块、第三质量块；所述锚点设置在所述第一质量块内，并固定在一外部基板上；所述第一质量块设置在第二质量块内，并通过在第一方向对称的第一弹性梁悬挂在所述锚点上；所述第二质量块设置在第三质量块内，并通过在第二方向对称的第二弹性梁悬挂在所述第一质量块上；所述第三质量块通过在第一方向对称的第三弹性梁悬挂在第二质量块上，并通过在第二方向对称的第四弹性梁与外部驱动质量块连接；所述第一方向与所述第二方向垂直；所述第一质量块具有第一方向的转轴，所述第二质量块具有第一方向和第二方向的转轴，所述第三质量块具有第二方向的转轴。

进一步，所述第一质量块与所述第一弹性梁对应的位置设置有第一凹陷，所述第一凹陷用于容纳所述第一弹性梁。

进一步，所述第二质量块与所述第二弹性梁对应的位置设置有第二凹陷，所述第二凹陷用于容纳所述第二弹性梁。

进一步，所述第二质量块与所述第三弹性梁对应的位置设置有第三凹陷，所述第三凹陷用于容纳所述第三弹性梁。

进一步，所述第三质量块与所述第四弹性梁对应的位置设置有第四凹陷，所述第四凹陷用于容纳所述第四弹性梁。