[发明专利]一种三轴MEMS陀螺仪

说明书

本发明公开了一种三轴MEMS陀螺仪，包括：基板；设置在基板上的可动部件，可动部件包括检测质量块以及多个驱动质量块；设置在基板上的固定锚点，固定锚点位于检测质量块与基板之间，且与检测质量块可动连接；设置在基板上的多个固定电极；多个固定电极分为第一电极组以及第二电极组；第一电极组中，固定电极位于基板表面，对称的设置在固定锚点的四周，且位于基板与检测质量块之间；第二电极组中，固定电极对称的设置在固定锚点的四周，且在初始状态下与可动部件同层设置；当进行角速度检测时，固定电极用于检测固定电极相与可动部件之间的电容变化，基于检测结果获取角速度信息。该MEMS陀螺仪结构简单，且需要的驱动电路结构简单。

技术领域

本发明涉及微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System简称MEMS)，更具体的说，涉及一种三轴MEMS陀螺仪。

背景技术

随着MEMS技术的日益发展，MEMS惯性传感器(如MEMS加速度计以及MEMS陀螺仪)的性能指标越来越高，以其尺寸小、价格便宜的优势在汽车、工艺、医疗以及移动终端电子设备等各个领域都得到了广泛的应用，为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为当今人们不可或缺的重要工具。

目前，常见的MEMS陀螺仪主要为电容谐振式陀螺仪，即通过驱动电容机械结构使质量块在驱动模态上振动，在通过检测电容检测由于科里奥利力导致的质量块在检测方向的运动引起的电容变化，从而实现检测角速度。

现有技术中的三轴MEMS陀螺仪，其机械部分分由三个独立的X，Y，Z单轴陀螺仪构成，每个单轴陀螺仪结构中需要分别包含独立的质量块以及驱动以及检测结构，并且相应的ASIC电路中需要采用三套独立的驱动电路分别驱动，导致三轴MEMS陀螺仪的芯片体积较大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种三轴MEMS陀螺仪，三轴MEMS陀螺仪的结构简单，且需要的驱动电路结构简单。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种三轴MEMS陀螺仪，所述三轴MEMS陀螺仪包括：

基板；

设置在所述基板上的可动部件，所述可动部件包括检测质量块以及多个驱动质量块；所述驱动质量块与所述检测质量块可动连接，且对称的设置在所述检测质量块四周；

设置在所述基板上的固定锚点，所述固定锚点位于所述检测质量块与所述基板之间，且与所述检测质量块可动连接；

设置在所述基板上的多个固定电极；所述多个固定电极分为第一电极组以及第二电极组，所述第一电极组以及所述第二电极组均具有多个所述固定电极；所述第一电极组中，所述固定电极位于所述基板表面，对称的设置在固定锚点的四周，且位于所述基板与所述检测质量块之间；所述第二电极组中，所述固定电极对称的设置在所述固定锚点的四周，且在初始状态下与所述可动部件同层设置；

其中，当进行角速度检测时，所述固定电极用于检测所述固定电极相与所述可动部件之间的电容变化，基于检测结果获取角速度信息；所述初始状态下，输入所述可动部件的角速度为零。

优选的，在上述三轴MEMS陀螺仪中，所述基板表面具有多个电极基座，所述电极基座与所述第二电极组中的所述固定电极一一对应，所述电极基座表面用于设置位于所述第二电极组的所述固定电极；

在Z轴的方向上，所述多个电极基座为中心对称图形，对称中心为所述固定锚点，Z轴垂直于所述基板。

优选的，在上述三轴MEMS陀螺仪中，所述可动部件为中心对称图形；

在所述初始状态下，所述固定锚点位于所述可动部件的对称中心。