[发明专利]陀螺仪和电子设备

说明书

本申请实施例提供一种陀螺仪和电子设备，电子设备可以包括手机、电脑、手持计算机、对讲机、可穿戴设备、虚拟现实设备、蓝牙音响/耳机、或车载前装等拍摄的移动或固定终端，通过陀螺仪包括衬底，第一外框架以及分别与第一外框架相连的驱动结构和检测结构，驱动结构位于第一外框架内，包括相对于第一外框架的中心轴对称的两部分，检测结构包括位于第一外框架两侧的两部分，驱动结构和检测结构均与衬底相连。这样，该陀螺仪的驱动结构的力臂和力矩误差较小，降低了陀螺仪的输出误差，提高了陀螺仪的灵敏度，同时还提高了陀螺仪的振动性能和适应性能。

技术领域

本申请实施例涉及微机电系统技术领域，特别涉及一种陀螺仪和电子设备。

背景技术

微机电系统(Micro Electromechanical System，MEMS)是指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置，其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统，主要由传感器、动作器(执行器)和微能源三大部分组成。微机电系统涉及物理学、半导体、光学、电子工程、化学、材料工程、机械工程、医学、信息工程及生物工程等多种学科和工程技术，为智能系统、消费电子、可穿戴设备、智能家居、系统生物技术的合成生物学与微流控技术等领域开拓了广阔的用途。常见的产品包括MEMS加速度计、MEMS麦克风、微马达、微泵、微振子、MEMS压力传感器、MEMS陀螺仪、MEMS湿度传感器等以及它们的集成产品。

现有技术中，MEMS陀螺仪主要包括掺杂硅或者玻璃的衬底层和连接在衬底层上的器件层，该器件层包括两个子结构、工字型框架、扭杆、多折梁和隔离结构，两个子结构对称布置在工字型框架内，并通过驱动梁与工字型框架相连，子结构包括检测结构和驱动结构，检测结构与驱动结构之间通过检测支撑梁连接，工字型框架通过扭杆和多折梁与隔离结构相连，然后该隔离结构通过设置在隔离结构上的锚点与下面的衬底层上的固定基座键合。

然而，上述MEMS陀螺仪中的驱动结构布置在器件层结构的上下两侧，上下两部分的驱动结构中的驱动梳齿之间会产生较大的力臂和力矩误差，从而导致该MEMS陀螺仪容易产生较大的检测误差。

发明内容

本申请提供一种陀螺仪和电子设备，该陀螺仪的驱动结构中的驱动梳齿之间的力臂和力矩误差较小，降低了输出误差，提高了陀螺仪的灵敏度，同时还提高了陀螺仪的振动性能和适应性能。

本申请第一方面提供一种陀螺仪，包括：衬底、第一外框架以及分别与所述第一外框架相连的驱动结构和检测结构；所述驱动结构位于所述第一外框架内，所述驱动结构包括相对于所述第一外框架的中心轴对称的两部分，所述检测结构包括位于所述第一外框架两侧的两部分；所述驱动结构和所述检测结构均与所述衬底相连。

本申请提供的陀螺仪，通过将驱动结构布置在陀螺结构的中间，使该陀螺仪的驱动结构中的驱动梳齿之间的力臂和力矩误差较小，降低了输出误差，提高了陀螺仪的灵敏度，同时还提高了陀螺仪的振动性能和适应性能。同时，由于不同的检测结构同时布置在第一外框架上，这样使得不同的检测结构连接在一起，在检测结构运动时，能够确保检测梳齿运动的同步性。

在一种可能的实现方式中，所述检测结构沿着第一方向位于所述第一外框架的两侧，所述第一方向与所述中心轴的延伸方向垂直；或者，

所述检测结构沿着第二方向位于所述第一外框架的两侧，所述第二方向与所述中心轴的延伸方向平行。

在一种可能的实现方式中，所述检测结构位于所述第一外框架两侧的两部分中的每一部分均包括至少一个子检测结构，每个所述子检测结构包括：检测电极和第二外框架；所述第二外框架与所述第一外框架固定连接，所述检测电极的一端与所述衬底电连接，所述检测电极的另一端悬空。

在一种可能的实现方式中，所述检测电极上具有多个固定检测梳齿，所述第二外框架的内边缘具有多个活动检测梳齿，多个所述固定检测梳齿背离所述检测电极的一端和多个所述活动检测梳齿背离所述第二外框架的内边缘的一端悬空，以使多个所述固定检测梳齿和多个所述活动检测梳齿相互交错形成检测电容。