[发明专利]三轴角加速度计

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求2016年1月7日提交的、名称为"三轴角加速度计"的、代理人卷号为No.G0766.70071US00的、美国临时专利申请No.62/276,217的优先权，在此通过引用将该申请的全部内容并入本文。本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求2016年5月2日提交的、名称为"三轴角加速度计"的、代理人卷号为No.G0766.70071US01的、美国临时专利申请No.62/330,788的优先权，在此通过引用将该申请的全部内容并入本文。

技术领域

本申请涉及微电子机械系统(MEMS)的角加速度计。

背景技术

MEMS角加速度计构造成检测质量块的围绕一个或多个轴的角加速度。质量块通常悬挂在基板的上方。在一些MEMS角加速度计中，通过使用一个或多个电容式传感器实现角加速度的检测。

发明内容

本文描述了角加速度计以及采用这种加速度计的系统。角加速度计可以包括质量块和朝向质量块中心的旋转加速度检测梁。角加速度计可以具有对围绕三个正交轴的角加速度的感测能力。围绕三个轴之一的角加速度的感测区域比围绕其他两个轴的角加速度的感测区域在径向上可以更接近质量块中心。质量块可以通过一个或多个锚与基板连接。

在一些实施例中，提供角加速度检测设备，包括质量块，具有外边缘、内边缘和中心，所述外边缘界定出第一区域，所述内边缘位于在所述第一区域内并且界定出小于第一区域的第二区域，中心位于所述第二区域内。所述质量块还包括多个梁，所述多个梁固定在所述质量块的内边缘上并且朝着所述质量块的中心延伸。

在一些实施例中，提供角加速度计，包括质量块和多个自由端梁，所述质量块具有外周边和中心，所述梁具有接近所述外周边的相应固定端和接近所述中心的相应自由端。

在一些实施例中，提供角加速度感测方法，包括：通过检测多个自由端梁的动作来感测质量块围绕旋转轴的角加速度，其中所述梁具有接近所述质量块外周边的相应固定端和接近所述质量块中心的相应自由端。

附图说明

将参考下面的附图描述本申请的各个方面和实施例。应当意识到，附图不必按照比例描绘。在所出现的所有附图中，用相同的附图标记表示在多个附图中出现的项目。

图1示意性示出根据本申请非限制性实施例的角加速度计的质量块，其中质量块可以构造成检测围绕x-轴、y-轴和/或z-轴的运动。

图2A是根据本申请非限制性实施例的角加速度计的质量块的俯视图，该质量块包括多根梁。

图2B是根据本申请非限制性实施例的另一个角加速度计的质量块的俯视图。

图3是根据本申请非限制性实施例的z-感测元件的俯视图，该z-感测元件包括一端固定在质量块的内边缘上的梁。

图4示出通过根据本申请非限制性实施例的z-感测元件产生的两个差分信号的实例。

图5A是根据本申请非限制性实施例的角加速度计的yz-平面的侧面图，该角加速度计包括质量块、锚柱和x-感测电极。

图5B是根据本申请非限制性实施例的角加速度计的xz-平面的侧面图，该角加速度计包括质量块、锚柱和y-感测电极。

图5C是根据本申请非限制性实施例的角加速度计的俯视图，该角加速度计包括x-感测电极、y-感测电极和z-感测电极。

图5D是示出根据一些非限制性实施例的角加速度计的一部分的俯视图，该角加速度计具有多个锚柱。

图6A是根据本申请非限制性实施例的角加速度计的质量块的俯视图，更详细地示出了栓带。

图6B是根据本申请非限制性实施例的具有对称栓带的角加速度计的一部分的俯视图。

图7A是示出根据本申请非限制性实施例的运动挡块的俯视图，该运动挡块布置在质量块的外边缘的旁边。

图7B是示出根据本申请非限制性实施例的运动挡块的俯视图，该运动挡块布置在质量块的中心附近。

图8是根据本申请非限制性实施例的角加速度计的俯视图，该角加速度计包括质量块和多个盖挡块。

图9是根据本申请非限制性实施例的角加速度计的侧面图，该角加速度计包括质量块，该质量块具有布置在质量块下侧的多个凸部和布置在质量块上侧的多个凸部。

图10A-10D示出结合有本文所述类型的角加速度计的各种系统的结构图。