微型角速度传感器
阅读：37发布：2021-10-26
专利汇可以提供微型角速度传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种微型 角 速度 传感器 ，包括位于第一 基板 上表面的检测 电极 ，悬于所述第一基板上的驱动 质量 块 、平动质量块、转动质量块、第一梳齿、第二梳齿、检测梳齿、弹性梁，以及固定于所述第一基板上的 锚点 ，还包括用于电连接的多个焊盘及引线。本发明可用以检测一个方向或相互垂直的两个方向的外部角速度，也可同时检测相互 正交 的三个方向的外部角速度，其中，三个方向为垂直于所述微型角速度传感器所在平面的方向、及位于所述微型角速度传感器所在平面内且相互垂直的两个方向。本发明采用两个转动质量块分别检测所述传感器所在平面内相互垂直的两个方向的外部角速度，有效减少检测 信号 之间的耦合，降低相互干扰，从而提高检测 精度 。，下面是微型角速度传感器专利的具体信息内容。
1.一种微型角速度传感器，其特征在于，至少包括：
第一基板，包括位于其上表面的检测电极；
第二基板，位于所述第一基板上表面，包括：
两个驱动质量块，悬于第一基板上，可沿第一方向运动且对称分布在垂直于第一方向的第二方向两侧；
两个平动质量块，可沿第一方向或第二方向运动且对称分布在第二方向两侧，设置在与其对应的驱动质量块中且悬于第一基板上，用以检测垂直于所述微型角速度传感器所在平面的方向外部角速度；
两个转动质量块，与所述第一基板上的检测电极相对应，对称分布在第二方向两侧，设置在与其对应的驱动质量块中且悬于第一基板上，同时，所述二转动质量块各自以第三方向或第四方向为自身的对称轴，各该转动质量块在所述传感器所在平面内以第五方向为中心轴振动或绕自身的对称轴振动，其中，第一方向、第二方向、第三方向、第四方向均位于所述传感器所在平面，第五方向垂直于所述微型角速度传感器所在平面，第三方向和第四方向对称分布在第二方向两侧，且第三方向、第四方向、第五方向彼此正交，第一方向、第二方向、第五方向彼此正交；所述二转动质量块用以分别检测位于所述微型角速度传感器所在平面内且相互垂直的两个方向的外部角速度；
两组第一梳齿，对称分布在第二方向两侧，并位于其对应的驱动质量块的外侧，均悬于第一基板之上；
四组第二梳齿，对称分布在第一方向和第二方向两侧，并位于其对应的驱动质量块之间，均悬于第一基板之上；
八组检测梳齿，对称分布在第一方向和第二方向两侧，并设置在与其对应的平动质量块中，均悬于第一基板之上；
所述的两个驱动质量块之间、驱动质量块和平动质量块之间、驱动质量块和转动质量块之间以悬于第一基板之上的弹性梁进行连接，固定在第一基板上的锚点与各该转动质量块、驱动质量块、及平动质量块之间通过悬于第一基板之上的弹性梁、第一梳齿、第二梳齿、及检测梳齿进行结合。
2.根据权利要求1所述的微型角速度传感器，其特征在于：所述驱动质量块，通过驱动梁与第一锚点相连接，该驱动质量块还通过第一梳齿与第二锚点相结合；也通过第二梳齿与第三锚点相结合；所述两个驱动质量块之间通过耦合梁连接，其中，所述的驱动梁和耦合梁均为所述弹性梁的一种。
3.根据权利要求2所述的微型角速度传感器，其特征在于：所述第一锚点、一个第二锚点、及一组第一梳齿对应一个驱动质量块，且均位于其对应的驱动质量块的外侧；所述第一梳齿包括沿梳齿长度方向相对交叉对应的可动第一梳齿和固定第一梳齿，所述的可动第一梳齿与其对应的驱动质量块相连接，所述的固定第一梳齿与第二锚点相连接。
4.根据权利要求2所述的微型角速度传感器，其特征在于：四组第二梳齿和两个第三锚点均位于二所述驱动质量块之间，对称分布在第一方向两侧的两组第二梳齿与一个驱动质量块相对应，包括沿梳齿长度方向相对交叉对应的可动第二梳齿和固定第二梳齿，其中，所述的可动第二梳齿与其对应的驱动质量块相连接，对称分布在第二方向两侧的两组固定第二梳齿与位于其中间的一个第三锚点相连接。
5.根据权利要求1所述的微型角速度传感器，其特征在于：一个平动质量块与一个驱动质量块相对应，且所述平动质量块通过检测梁与其对应的驱动质量块相连接，并通过检测梳齿与第四锚点相结合，其中，所述检测梁为所述弹性梁的一种。
6.根据权利要求5所述的微型角速度传感器，其特征在于：对称分布在第一方向和第二方向两侧的四组检测梳齿同对称分布在第一方向两侧的两个第四锚点与一个平动质量块相对应，且设置在与其对应的平动质量块中，所述检测梳齿包括沿梳齿长度方向相对交叉对应的可动检测梳齿和固定检测梳齿，其中，所述的可动检测梳齿与平动质量块相连接，所述的固定检测梳齿与第四锚点相连接。
7.根据权利要求6所述的微型角速度传感器，其特征在于：与一个所述第四锚点相连接的两组固定检测梳齿位于与其相对应的可动检测梳齿的一侧，与另一个所述第四锚点相连接的另两组固定检测梳齿位于与其相对应的可动检测梳齿的另一侧。
8.根据权利要求1所述的微型角速度传感器，其特征在于：一个转动质量块与一个驱动质量块、一个斜驱动梁、一个斜检测梁、及一个第五锚点相对应，且所述转动质量块通过斜驱动梁与其对应的驱动质量块相连接，并通过斜检测梁与第五锚点相连接，同时，所述斜驱动梁、斜检测梁与第五锚点均位于其对应的转动质量块自身的对称轴上，其中，所述斜驱动梁设置在与其对应的驱动质量块中并位于其对应的转动质量块之外，所述斜检测梁和第五锚点设置在与其对应的转动质量块中，其中，所述的斜驱动梁和斜检测梁均为所述弹性梁的一种。
9.根据权利要求8所述的微型角速度传感器，其特征在于：所述斜驱动梁和斜检测梁位于第五锚点两侧。
10.根据权利要求8所述的微型角速度传感器，其特征在于：所述斜驱动梁和斜检测梁位于第五锚点同侧。
11.根据权利要求1所述的微型角速度传感器，其特征在于：所述的驱动质量块、平动质量块、转动质量块、第一梳齿、第二梳齿、检测梳齿、及弹性梁厚度相同，且均小于所述锚点的厚度。
12.根据权利要求1所述的微型角速度传感器，其特征在于：所述微型角速度传感器还包括多个焊盘及引线，所述多个焊盘分别形成在第二锚点、第三锚点、第四锚点上表面、以及第一基板上表面，其中形成在第一基板上表面的焊盘藉由引线与所述的检测电极连接。
13.根据权利要求1所述的微型角速度传感器，其特征在于：所述第一梳齿为驱动梳齿，所述第二梳齿为反馈梳齿；或所述第一梳齿为反馈梳齿，所述第二梳齿为驱动梳齿。
14.根据权利要求1所述的微型角速度传感器，其特征在于：驱动模态下，所述二平动质量块随其对应的各该驱动质量块一起进行无相对位移的沿所述第一方向的反相振动，所述二转动质量块在所述微型角速度传感器所在平面内以所述第五方向为中心轴角振动。
15.根据权利要求1所述的微型角速度传感器，其特征在于：检测模态下，所述的二平动质量块与其相对应的检测梳齿相配合，用以检测第五方向的外部角速度，且所述二平动质量块受第五方向的外部角速度影响沿第二方向反相振动。
16.根据权利要求1所述的微型角速度传感器，其特征在于：检测模态下，所述的以第四方向为自身对称轴的转动质量块与其对应的检测电极相配合，用以检测第三方向的外部角速度，且受第三方向的外部角速度影响，所述以第四方向为自身对称轴的转动质量块绕自身的对称轴角振动。
17.根据权利要求1所述的微型角速度传感器，其特征在于：检测模态下，所述的以第三方向为自身对称轴的转动质量块与其对应的检测电极相配合，用以检测第四方向的外部角速度，且受第四方向的外部角速度影响，所述以第三方向为自身对称轴的转动质量块绕自身的对称轴角振动。
微型角速度传感器
技术领域
背景技术
[0002] 角速度传感器在汽车导航和控制系统、摄像机消振系统等领域获得广泛应用。利用微电子机械加工技术（Micro-Electro-Mechanical Technology）制作的微机械角速度传感器（微型角速度传感器），具有成本低、可批量生产、稳定性好等优点。微型角速度传感器，以驱动方式划分，主要有静电式、压电式、电磁式等；以检测方式划分，主要有电容式、压阻式、压电式等；以检测方向划分，主要有单轴、双轴、三轴等。
[0003] 最早的微型三轴角速度传感器为三驱动设计，也就是将三个微型单轴角速度传感器拼在一起（如Invensense的ITG3200,详见Integrated Multiaxis Motion Sensor,US2010/0071467A1）。而后，为了达到工艺的一致性，功耗低，面积小的要求，又提出单驱动设计的微型三轴角速度传感器，其中，STM的L3G4200D和VTI的CMR3000是单驱动微型三轴角速度传感器的代表。单驱动微型三轴角速度传感器的基本设计思路是通过弹性梁的连接使两个或三个质量块能够彼此连动，而且在一个驱动结构的作用下，这些质量块能够沿着（绕着）至少两个方向运动（转动）。所以，每个方向的外部角速度都会造成特定的质量块上的Coriolis效应(科里奥利效应)，使与检测质量块相连的梳齿结构的静电电容发生正比例变化，通过检测这种变化可以获得相应的被检测外部角速度值，从而实现三个彼此正交方向的外部角速度检测。
[0004] L3G4200D（详见Integrated Microelectromechanical Gyroscope with Improved Driving Structure,US 2011/0154898A1）采用了两组（各两个）运动方向彼此垂直的质量块相连接的结构。其中一组质量块为驱动质量块，可以沿X方向运动，也可沿面外的Z方向运动；另外一组质量块为从动质量块，可以沿Y方向运动，也可沿X方向或Z方向运动；连接两组质量块的弹性梁与X方向成45°角。当驱动质量块沿X方向反相运动时，从动质量块会在连接梁的作用下沿Y方向反相运动。这样，驱动质量块可以检测Y方向的外部角速度；从动质量块可以检测X方向和Z方向的外部角速度。
[0005] CMR3000（详见Vibrating Micro-Mechanical Sensor of Angular Velocity，US2009/0260437A1）为两个平动质量块和一个转动质量块连接的结构。其中，平动质量块呈框状，可以沿Y方向运动，内部连接着Z方向角速度的检测结构，与一般的Z方向角速度的检测结构无异；所述转动质量块位于二平动驱动质量块之间，通过弹性梁与平动质量块连接，可绕Z方向转动，也可绕X方向或Y方向转动。驱动状态下，两个平动质量块沿Y方向反相运动，从而转动质量块在连接梁的作用下会绕Z方向转动。检测模态下，反相运动的平动质量块可以检测Z方向的外部角速度；转动质量块则可以检测X方向和Y方向的外部角速度。
[0006] 上述两种设计均采用彼此连动的多个质量块实现三个彼此正交方向的角速度的检测，但是，二者存在一个相同的问题，即都是只使用一组（个）质量块（L3G4200D中的从动质量块和CMR3000中的转动质量块）检测相互垂直的两个方向角速度。当多个方向的角速度同时需要检测时，这些质量块的运动会变得非常复杂，使得轴与轴间的信号耦合变得显著。以CMR3000为例，当X方向和Y方向的角速度同时需要检测时，转动质量块的运动变得复杂。这样，X方向的外部角速度会造成Y方向的检测信号输出，同样，Y方向的外部角速度也会造成X方向的检测信号输出，从而使此二方向的信号耦合变得比较显著，并造成相互间的干扰，降低了同时被检测的两个方向（X和Y方向）的外部角速度检测精度。
发明内容
[0007] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种微型角速度传感器，用于解决现有技术中只采用一个质量块同时检测两个方向的外部角速度导致检测信号耦合显著，从而降低检测精度的问题。
[0008] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种微型角速度传感器，至少包括：
[0010] 第二基板，位于所述第一基板上表面，包括：
[0011] 两个驱动质量块，悬于第一基板上，可沿第一方向运动且对称分布在垂直于第一方向的第二方向两侧；
[0012] 两个平动质量块，可沿第一方向或第二方向运动且对称分布在第二方向两侧，设置在与其对应的驱动质量块中且悬于第一基板上，用以检测垂直于所述微型角速度传感器所在平面的方向外部角速度；
[0013] 两个转动质量块，与所述第一基板上的检测电极相对应，对称分布在第二方向两侧，设置在与其对应的驱动质量块中且悬于第一基板上，同时，所述二转动质量块各自以第三方向或第四方向为自身的对称轴，各该转动质量块在所述传感器所在平面内以第五方向为中心轴振动或绕自身的对称轴振动，其中，第一方向、第二方向、第三方向、第四方向均位于所述传感器所在平面，第五方向垂直于所述微型角速度传感器所在平面，第三方向和第四方向对称分布在第二方向两侧，且第三方向、第四方向、第五方向彼此正交，第一方向、第二方向、第五方向彼此正交；所述二转动质量块用以分别检测位于所述微型角速度传感器所在平面内且相互垂直的两个方向的外部角速度；
[0014] 两组第一梳齿，对称分布在第二方向两侧，并位于其对应的驱动质量块的外侧，均悬于第一基板之上；
[0015] 四组第二梳齿，对称分布在第一方向和第二方向两侧，并位于其对应的驱动质量块之间，均悬于第一基板之上；
[0016] 八组检测梳齿，对称分布在第一方向和第二方向两侧，并设置在与其对应的平动质量块中，均悬于第一基板之上；
[0017] 所述的两个驱动质量块之间、驱动质量块和平动质量块之间、驱动质量块和转动质量块之间以悬于第一基板之上的弹性梁进行连接，固定在第一基板上的锚点与各该转动质量块、驱动质量块、及平动质量块之间通过悬于第一基板之上的弹性梁、第一梳齿、第二梳齿、及检测梳齿进行结合。
[0018] 可选地，所述驱动质量块，通过驱动梁与第一锚点相连接，通过第一梳齿、第二梳齿与第二锚点和第三锚点相结合；所述两个驱动质量块之间通过耦合梁连接，其中，所述的驱动梁和耦合梁均为所述弹性梁的一种。
[0019] 可选地，所述的四个第一锚点、一个第二锚点、及一组第一梳齿对应一个驱动质量块，且均位于其对应的驱动质量块的外侧；所述第一梳齿包括沿梳齿长度方向相对交叉对应的可动第一梳齿和固定第一梳齿，所述的可动第一梳齿与其对应的驱动质量块相连接，所述的固定第一梳齿与第二锚点相连接。
[0020] 可选地，四组所述第二梳齿和两个第三锚点均位于二所述驱动质量块之间，所述的对称分布在第一方向两侧的两组第二梳齿与一个驱动质量块相对应，包括沿梳齿长度方向相对交叉对应的可动第二梳齿和固定第二梳齿，其中，所述的可动第二梳齿与其对应的驱动质量块相连接，所述的对称分布在第二方向两侧的两组固定第二梳齿与位于其中间的一个第三锚点相连接。
[0021] 可选地，所述的一个平动质量块与一个驱动质量块相对应，且所述平动质量块通过检测梁与其对应的驱动质量块相连接，并通过检测梳齿与第四锚点相结合，其中，所述检测梁为所述弹性梁的一种。
[0022] 可选地，所述的对称分布在第一方向和第二方向两侧的四组检测梳齿同对称分布在第一方向两侧的两个第四锚点与一个平动质量块相对应，且设置在与其对应的平动质量块中，所述检测梳齿包括沿梳齿长度方向相对交叉对应的可动检测梳齿和固定检测梳齿，其中，所述的可动检测梳齿与平动质量块相连接，所述的固定检测梳齿与第四锚点相连接。
[0023] 可选地，与一个所述第四锚点相连接的两组固定检测梳齿位于与其相对应的可动检测梳齿的一侧，与另一个所述第四锚点相连接的另两组固定检测梳齿位于与其相对应的可动检测梳齿的另一侧。
[0024] 可选地，所述的一个转动质量块与一个驱动质量块、一个斜驱动梁、一个斜检测梁、及一个第五锚点相对应，且所述转动质量块通过斜驱动梁与其对应的驱动质量块相连接，并通过斜检测梁与第五锚点相连接，同时，所述斜驱动梁、斜检测梁与第五锚点均位于其对应的转动质量块自身的对称轴上，其中，所述斜驱动梁设置在与其对应的驱动质量块中并位于其对应的转动质量块之外，所述斜检测梁和第五锚点设置在与其对应的转动质量块中，其中，所述的斜驱动梁和斜检测梁均为所述弹性梁的一种。
[0025] 可选地，所述斜驱动梁和斜检测梁位于第五锚点两侧。
[0026] 可选地，所述斜驱动梁和斜检测梁位于第五锚点同侧。
[0027] 可选地，所述的驱动质量块、平动质量块、转动质量块、第一梳齿、第二梳齿、检测梳齿、及弹性梁厚度相同，且均小于所述锚点的厚度。
[0028] 可选地，所述微型角速度传感器还包括多个焊盘及引线，所述多个焊盘分别形成在所述的第二锚点、第三锚点、第四锚点上表面、以及第一基板上表面，其中形成在第一基板上表面的焊盘藉由引线与所述的检测电极和检测梳齿连接。
[0029] 可选地，所述第一梳齿为驱动梳齿，所述第二梳齿为反馈梳齿；或所述第一梳齿为反馈梳齿，所述第二梳齿为驱动梳齿。
[0030] 可选地，驱动模态下，所述二平动质量块随其对应的各该驱动质量块一起进行无相对位移的沿所述第一方向的反相振动，所述二转动质量块在所述微型角速度传感器所在平面内以所述第五方向为中心轴角振动。
[0031] 可选地，检测模态下，所述的二平动质量块与其相对应的检测梳齿相配合，用以检测第五方向的外部角速度，且所述二平动质量块受第五方向的外部角速度影响沿第二方向反相振动。
[0032] 可选地，检测模态下，所述的以第四方向为自身对称轴的转动质量块与其对应的检测电极相配合，用以检测第三方向的外部角速度，且受第三方向的外部角速度影响，所述以第四方向为自身对称轴的转动质量块绕自身的对称轴角振动。
[0033] 可选地，检测模态下，所述的以第三方向为自身对称轴的转动质量块与其对应的检测电极相配合，用以检测第四方向的外部角速度，且受第四方向的外部角速度影响，所述以第三方向为自身对称轴的转动质量块绕自身的对称轴角振动。
[0034] 如上所述，本发明的微型角速度传感器，具有以下有益效果：本发明为微型三轴角速度传感器，可检测相互正交的三个方向的外部角速度，即通过两个平动质量块，检测垂直于所述微型角速度传感器所在平面的第五方向的外部角速度，通过两个转动质量块，分别检测位于所述微型角速度传感器所在平面内且相互垂直的两个方向（第三方向和第四方向）的外部角速度，且第三方向、第四方向、第五方向彼此正交；也可只检测一个方向的外部角速度（即所述的第三方向、第四方向或第五方向的外部角速度）或只检测相互垂直的两个方向的外部角速度（即第三方向和第四方向的外部角速度、第三方向和第五方向的外部角速度、或第四方向和第五方向的外部角速度）。区别于现有技术中只采用一个转动质量块来同时检测相互垂直的两个方向外部角速度，本发明采用不同的转动质量块分别或同时检测相互垂直的两个方向外部角速度，从而有效减少了检测信号之间的耦合，降低相互干扰，提高了被检测方向的外部角速度检测精度。附图说明
[0035] 图1和图2a显示为本发明微型角速度传感器的结构俯视图。
[0036] 图2b显示为本发明微型角速度传感器沿图2a的A-A方向的截面结构示意图。
[0037] 图3显示为本发明微型角速度传感器附焊盘及引线的结构俯视图。
[0038] 图4a显示为本发明微型角速度传感器图1中C区域平动质量块及检测梳齿的结构俯视图。
[0039] 图4b显示为本发明微型角速度传感器图1中C区域平动质量块及检测梳齿附焊盘和引线的结构俯视图。
[0040] 图5a显示为本发明微型角速度传感器图1中D区域转动质量块的结构俯视图。
[0041] 图5b显示为本发明微型角速度传感器图1中D区域转动质量块对应的检测电极及焊盘的结构俯视图。
[0042] 图5c显示为本发明微型角速度传感器图1中D区域转动质量块附检测电极及焊盘的结构俯视图。
[0043] 图6a至6b显示为本发明微型角速度传感器中二转动质量块的相关结构对应不同组合的结构示意图。
[0044] 图7a至7b显示为本发明微型角速度传感器的Coriolis力理论原理示意图。
[0045] 元件标号说明
[0046] 1 第一基板
[0047] 103 检测电极
[0048] 2 第二基板
[0049] 201 驱动质量块
[0050] 202 平动质量块
[0051] 203、2031、2032 转动质量块
[0052] 204 第一梳齿
[0053] 2041 可动第一梳齿
[0054] 2042 固定第一梳齿
[0055] 205 第二梳齿
[0056] 2051 可动第二梳齿
[0057] 2052 固定第二梳齿
[0058] 206 检测梳齿
[0059] 2061、2061a1 可动检测梳齿
[0060] 2062、2062a1 固定检测梳齿
[0061] 207 弹性梁
[0062] 2071 驱动梁
[0063] 2072 检测梁
[0064] 2073 斜驱动梁
[0065] 2074 斜检测梁
[0066] 2075 耦合梁
[0067] 209 锚点
[0068] 2091 第一锚点
[0069] 2092 第二锚点
[0070] 2093 第三锚点
[0071] 2094、2094a1、2094a2 第四锚点
[0072] 2095 第五锚点
[0073] 210、2101至2104 焊盘
[0074] 211 引线
[0075] F1 第一方向
[0076] F2 第二方向
[0077] F3 第三方向
[0078] F4 第四方向
[0079] F5 第五方向
具体实施方式
[0080] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0081] 请参阅图1至图7b，其中，所述各图中的F1、F2、F3、及F4用以表示所述图中的第一方向、第二方向、第三方向、及第四方向，另外，实施例中涉及的第五方向由F5表示。需要说明的是，以下具体实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0082] 本发明的一种微型角速度传感器，包括位于第一基板上表面的检测电极，悬于所述第一基板上的驱动质量块、平动质量块、转动质量块、第一梳齿、第二梳齿、检测梳齿、弹性梁，以及固定于所述第一基板上的锚点，还包括用于电连接的多个焊盘及引线。本发明用以同时检测相互正交的三个方向的外部角速度，即通过两个平动质量块，检测垂直于所述微型角速度传感器所在平面的方向（所述的第五方向F5）的外部角速度，并通过两个转动质量块，分别检测位于所述微型角速度传感器所在平面内且相互垂直的两个方向（所述的第三方向F3和第四方向F4）的外部角速度，其中，各该转动质量块自身的对称轴位于所述的第三方向F3和第四方向F4上对称分布在所述第二方向两侧，且均与所述第二方向成45°夹角，以保证被检测方向（所述的第三方向F3和第四方向F4）的正交性；也可只检测一个方向的外部角速度（即所述的第三方向F3、第四方向F4或第五方向F5的外部角速度）或只检测相互垂直的两个方向的外部角速度（即第三方向F3和第四方向F4的外部角速度、第三方向F4和第五方向F5的外部角速度、或第四方向F4和第五方向F5的外部角速度）。
[0083] 区别于现有技术中只采用一个转动质量块来同时检测相互垂直的两个方向的外部角速度，本发明采用不同的转动质量块分别或同时检测相互垂直的两个方向的外部角速度，有效减少了检测信号之间的耦合，降低相互干扰，从而提高了被检测方向的外部角速度检测精度。
[0084] 如图1至图6b所示，本发明提供一种微型角速度传感器，至少包括：
[0085] 第一基板1、及包括驱动质量块201、平动质量块202、转动质量块203、第一梳齿204、第二梳齿205、检测梳齿206、弹性梁207、锚点209的第二基板2。
[0086] 所述第一基板1，如图1至图3所示，包括位于其上表面的四个检测电极103，所述检测电极103与转动质量块203相对应，其中两个所述检测电极103与一个转动质量块203相对应（请参阅图5a至5c），其中，所述的转动质量块203悬于第一基板1上，所述的位于第一基板1上表面的检测电极103在转动质量块203下方（详见图5c中虚线表示的检测电极103），且所述的转动质量块203和检测电极103配合用于检测第三方向或第四方向的外部角速度。所述第一基板1为玻璃或带有绝缘层的硅，以保证所述第一基板表面具有绝缘性；所述检测电极103为铝或多晶硅。在本实施例中，所述第一基板1为玻璃，所述检测电极103为铝。
[0087] 如图1至图3所示，所述第二基板2，位于所述第一基板1上表面，包括悬于所述第一基板1上的驱动质量块201、平动质量块202、转动质量块203、第一梳齿204、第二梳齿205、检测梳齿206、弹性梁207，以及固定于所述第一基板上的锚点209，还包括用于电连接的多个焊盘210及引线211。所述第二基板2为硅、锗或锗硅，所述焊盘210和引线211为铝。在本实施例中，所述第二基板2为硅。
[0088] 需要指出的是，所述的驱动质量块201、平动质量块202、转动质量块203、第一梳齿204、第二梳齿204、检测梳齿206、及弹性梁207的厚度相同，且均小于所述锚点209的厚度。
[0089] 固定在第一基板上的所述锚点209，如图1所示，包括八个对称分布在第一方向和第二方向两侧的并位于所述驱动质量块201外侧的第一锚点2091，两个对称分布在第二方向两侧的并位于所述驱动质量块201外侧的第二锚点2092，两个对称分布在第一方向两侧的并位于所述驱动质量块201之间的第三锚点2093，四个对称分布在第一方向和第二方向两侧并设置于所述平动质量块202中的第四锚点2094，及两个对称分布在第二方向两侧并设置在所述转动质量块203中的第五锚点2095。
[0090] 悬于第一基板上的所述弹性梁207，如图1所示，包括驱动梁2071、检测梁2072、斜驱动梁2073、斜检测梁2074、及耦合梁2075，以供所述驱动质量块201、平动质量块202、及转动质量块203悬于第一基板1上，其中，连接所述的驱动质量块201和第一锚点2091的弹性梁207为驱动梁2071，连接所述的驱动质量块201和平动质量块202的弹性梁207为检测梁2072，连接所述的驱动质量块201和转动质量块203的弹性梁207为斜驱动梁2073，连接所述的转动质量块203和第五锚点2095的弹性梁207为斜检测梁2074，连接所述两个驱动质量块201的弹性梁207为耦合梁2075。
[0091] 所述驱动质量块201为两个，如图1至图3所示，二者之间通过耦合梁2075连接在一起并悬于第一基板上，可沿第一方向运动且对称分布在垂直于第一方向的第二方向两侧。需要说明的是，所述二驱动质量块沿第一方向进行反相振动（如图3粗箭头所示），为各该平动质量块202提供反相的驱动。
[0092] 所述平动质量块202为两个，如图1至图3所示，可沿第一方向或第二方向运动且对称分布在第二方向两侧，设置在与其对应的驱动质量块201中且悬于第一基板上，其中一个驱动质量块201对应一个平动质量块202。各该平动质量块202，与其对应的驱动质量块201、检测梳齿206和锚点209（即第四锚点2094）相配合，用以检测第五方向的外部角速度。需要说明的是，各该平动质量块202，如图3粗箭头所示，可以随其对应的各该驱动质量块201一起进行无相对位移的沿第一方向的反相振动，也可以沿与第一方向垂直的第二方向进行反相振动（请参阅图3细箭头方向）。
[0093] 需要进一步说明的是，所述驱动质量块201和平动质量块202均为两个，目的是为了避免另有外加的沿第二方向的加速度对检测第五方向的外部角速度造成的干扰。具体内容请详见工作原理说明部分。
[0094] 所述转动质量块203为两个，如图1至图3所示，对称分布在第二方向两侧，设置在与其对应的驱动质量块201中且悬于第一基板上，其中，一个所述的转动质量块203与两个第一基板上的检测电极103相对应（请参阅图5a至5c），且与一个驱动质量块相对应，同时，所述二转动质量块203各自以第三方向或第四方向为自身的对称轴，其中，第一方向、第二方向、第三方向、第四方向均位于所述传感器所在平面，第五方向垂直于所述微型角速度传感器所在平面，第三方向和第四方向对称分布在第二方向两侧，且第三方向、第四方向、第五方向彼此正交，第一方向、第二方向、第五方向彼此正交，即所述的第三方向或第四方向均与第二方向成45°夹角。以第三方向为自身的对称轴的转动质量块2031对应一个驱动质量块和两个检测电极103，用以检测第四方向的外部角速度；以第四方向为自身的对称轴的转动质量块2032对应另一个驱动质量块和另两个检测电极103，用以检测第三方向的外部角速度。需要说明的是，各该转动质量块2031和2032，可以在所述微型角速度传感器所在平面内以第五方向为中心轴角振动，且为反相的角振动；也可以绕自身的对称轴角振动，即转动质量块2031绕第三方向做角振动，转动质量块2032绕第四方向做角振动。
[0095] 需要指出的是，如图1所示，所述的一个转动质量块203与设置在其中的一个斜检测梁2074和一个第五锚点2095相对应，且与一个斜驱动梁2073相对应，其中，所述斜驱动梁2073设置在其对应的转动质量块203和驱动质量块201之间，即所述斜驱动梁2073设置在与其对应的驱动质量块201中并位于其对应的转动质量块203之外；所述斜驱动梁2073、斜检测梁2074与第五锚点2095均位于其对应的转动质量块自身的对称轴上，即所述的斜驱动梁2073与驱动质量块201和转动质量块203的连接点、斜检测梁2074与转动质量块203和第五锚点2095的连接点均位于其对应的转动质量块203自身的对称轴上，且所述斜检测梁2074位于转动质量块自身的对称轴（所述的第三方向或第四方向）上，均与所述第二方向成45°夹角。
[0096] 需要进一步说明的是，在本实施例中，如图1所示，所述的斜驱动梁2073和斜检测梁2074位于第五锚点2095的两侧，在其他实施例中，请参阅图6b，所述的斜驱动梁2073和斜检测梁2074位于第五锚点2095的同侧。
[0097] 需要特别说明的是，图1中的所述转动质量块2031和2032不是唯一的一种分布情况，在本实施例中，所述转动质量块203各自的对称轴可以呈“八字”形状分布（如图1所示），在其他实施例中，所述转动质量块203各自的对称轴也可呈“倒八字”形状分布（请参阅图6b）；另外，图1中各该转动质量块203与其对应的驱动质量块201通过斜驱动梁2073的连接位置不是唯一的一种，在本实施例中，所述的斜驱动梁2073与其对应的转动质量块203和驱动质量块201的连接位置位于所述转动质量块203的左下或右下两个角，在其他实施例中，所述的斜驱动梁2073与其对应的驱动质量块201和转动质量块203的连接位置也可在转动质量块203的左上或右上两个角，具体请参阅图6a。
[0098] 两组所述第一梳齿204，如图1所示，对称分布在第二方向两侧，并位于其对应的驱动质量块201的外侧，均悬于第一基板之上，包括沿梳齿长度方向相对交叉对应的可动第一梳齿2041和固定第一梳齿2042。其中，所述的一组第一梳齿204与一个驱动质量块201相对应，所述的一组第一梳齿204与位于其外侧的一个第二锚点2092相对应。
[0099] 四组所述第二梳齿205，如图1所示，对称分布在第一方向和第二方向两侧，并位于其对应的驱动质量块201之间，均悬于第一基板之上，包括沿梳齿长度方向相对交叉对应的可动第二梳齿2051和固定第二梳齿2052（请参阅图6a及6b）。其中，所述的对称分布在第一方向两侧的两组第二梳齿205与一个驱动质量块201相对应，所述的对称分布在第二方向两侧的两组第二梳齿205与位于其中间的一个第三锚点2093相对应。
[0100] 其中，第一梳齿204为驱动梳齿，第二梳齿205为反馈梳齿；或第一梳齿204为反馈梳齿，第二梳齿205为驱动梳齿，即第一梳齿204、第二梳齿205与其对应的驱动质量块201相互配合，以提供平动质量块202和转动质量块203的沿第一方向的反相驱动。
[0101] 八组所述检测梳齿206，如图1所示，对称分布在第一方向和第二方向两侧，并设置在与其对应的平动质量块202中，均悬于第一基板之上，包括沿梳齿长度方向相对交叉对应的可动检测梳齿2061和固定检测梳齿2062。所述的一个平动质量块202与四组检测梳齿206和两个对称分布在第一方向两侧的第四锚点2094相对应，其中，对称分布在第二方向两侧的两组检测梳齿206同时对称分布在与其对应到一个第四锚点2094的两侧。
[0102] 需要说明的是，请参阅图4a，与一个所述第四锚点2094a1相对应的两组固定检测梳齿2062a1位于与其相对应的可动检测梳齿的2061a1一侧，与另一个所述第四锚点2094a2相对应的另两组固定检测梳齿2062a2位于与其相对应的可动检测梳齿2061a2的另一侧，以确保进行差分电容的检测。
[0103] 如图3、图4b、及图5c所示，所述多个焊盘210分别形成在所述的第二锚点2092、第三锚点2093、第四锚点2094上表面、以及第一基板1上表面，其中，形成在所述的第二锚点2092、第三锚点2093上表面的焊盘2101和2102以供施加电压进而驱动所述微型角速度传感器；形成在所述的第四锚点2094上表面的焊盘2104、以及形成在第一基板1上表面的藉由引线211与所述的检测电极103连接的焊盘2103，以供输出检测差分电容值，进而检测出外部角速度。
[0104] 本实施例中，如图1所示，以上各组件的具体连接方式如下：
[0105] 一个所述驱动质量块201，与位于其外侧的所述的四个第一锚点2091、一个第二锚点2092、及一组第一梳齿204相对应，且与设置在其内的所述的一个平动质量块202和一个转动质量块203相对应；同时，在两个所述驱动质量块201之间，存在所述的四组第二梳齿205和两个第三锚点2093，且所述二驱动质量块201通过所述耦合梁2075相连接。具体地，所述驱动质量块201，通过所述的位于其外侧四个角的驱动梁2071与第一锚点2091相连接，通过位于所述平动质量块202两侧（平行于第一方向的两边）的检测梁2072与平动质量块202相连接，通过位于所述转动质量块203一个角的斜驱动梁2073与转动质量块203相连接，通过第一梳齿204、第二梳齿205与第二锚点2092和第三锚点2093相结合。其中，所述的可动第一梳齿2041与其对应的驱动质量块201相连接，所述的固定第一梳齿2042与位于其外侧的第二锚点2092相连接；所述的可动第二梳齿2051与其对应的驱动质量块201相连接，所述的对称分布在第二方向两侧的两组固定第二梳齿2052与位于其中间的一个第三锚点2093相连接。
[0106] 一个所述平动质量块202，与设置在其中的所述的对称分布在第一方向和第二方向两侧的四组检测梳齿206和对称分布在第一方向两侧的两个第四锚点2094相对应，其中，对称分布在第二方向两侧的两组固定检测梳齿2062与位于其中间的一个第四锚点2094的相连接，对称分布在第二方向两侧的两组可动检测梳齿2061与所述平动质量块202相连接。
[0107] 需要特别说明的是，请参阅图4a，一个第四锚点2094a1与另一个第四锚点2094a2对称分布于第一方向两侧，与所述的一个第四锚点2094a1相连接的两组固定检测梳齿2062a1位于与其相对应的可动检测梳齿的2061a1一侧，与另一个所述第四锚点2094a2相连接的另两组固定检测梳齿2062a2位于与其相对应的可动检测梳齿2061a2的另一侧，以确保进行差分电容的检测。
[0108] 如图1至图3所示，一个所述转动质量块203，与设置在其中的一个第五锚点2095和一个斜检测梁2074、及设置在其外且设置在其对应的驱动质量块201中的一个斜驱动梁2073相对应，并且与两个第一基板上的检测电极103相对应，其中，所述的转动质量块203通过位于其一角的斜驱动梁2073与驱动质量块201相连接，所述的转动质量块203通过位于其自身对称轴的斜检测梁2074与同样位于其身对称轴的第五锚点2095相连接，即所述的斜驱动梁2073与驱动质量块201和转动质量块203的连接点、斜检测梁2074与转动质量块203和第五锚点2095的连接点均位于其对应的转动质量块203自身的对称轴上。需要说明的是，在本实施例中，所述的斜驱动梁2073和斜检测梁2074位于第五锚点2095的两侧，在其他实施例中，请参阅图6b，所述的斜驱动梁2073和斜检测梁2074位于第五锚点
2095的同侧。
2095的同侧。
[0109] 需要进一步说明的是，图1中所述转动质量块203与其对应的驱动质量块201通过斜驱动梁2073的连接位置不是唯一的一种，在本实施例中，所述的斜驱动梁2073与其对应的转动质量块203和驱动质量块201的连接位置位于所述转动质量块203的左下或右下两个角，在其他实施例中，所述的斜驱动梁2073与其对应的驱动质量块201和转动质量块203的连接位置也可在转动质量块203的左上或右上两个角，具体请参阅图6a。
[0110] 为了更好的理解所述微型角速度传感器各组件的结构及其联接方式和作用，结合图1至图3及图7a至7b，对微型角速度传感器的工作原理进行说明：
[0111] 所述微型角速度传感器的检测原理是建立在Coriolis效应理论基础上的，其驱动形式可分为平动形式驱动和转动形式驱动。
[0112] 如图7a所示，如果物体a沿X轴方向运动（平动形式驱动），而其所在的物体b绕Z轴转动存在Z轴方向的角速度，该转动的Z轴方向的角速度即为被检测的外部角速度，此时，物体a会在Y轴上受到Coriolis力。如公式（1）和（2）所示：
[0113]
[0114]
[0115] 其中， 为物体a在Y轴上受到的Coriolis力，m为物体a的质量， 为物体a绕Z轴转动存在Z轴方向的角速度，为物体a沿X轴方向的速度， 为物体a在Y轴上受到的Coriolis力的加速度。
[0116] X轴方向运动为平动形式的驱动，由于只有运动的物体在存在外部角速度时才会受到Coriolis力，因此使用微型角速度传感器预检测所述外部角速度 时，必须将所述微型角速度传感器先驱动起来，由公式（2）可知，平动形式的驱动时，所述预检测的外部角速度 与Coriolis力的加速度 成正比。当预检测Z轴方向的角速度 时，可在X轴方向驱动，从而在Y轴方向获得检测到的Coriolis力，或者在Y轴方向驱动，从而在X轴方向获得检测到的Coriolis力。同理，当预检测X轴方向的角速度 时，可在Z轴方向（或Y轴方向）驱动，从而在Y轴方向（Z轴方向）获得检测到的Coriolis力；当预检测Y轴方向的角速度 时，可在Z轴方向（或X轴方向）驱动，从而在X轴方向（Z轴方向）获得检测到的Coriolis力。
[0117] 前述为平动形式的驱动的工作原理，转动形式的驱动的工作原理如下所述：如图7b所示，当驱动形式为转动形式的驱动时，即微型角速度传感器的质量块在外力的驱动下绕着Z轴方向转动，存在角速度为 时，所述微型角速度传感器存在预检测的X轴方向的外部角速度 时（即微型角速度传感器所在的物体b绕X轴方向转动），那么微型角速度传感器的质量块会因为Coriolis力的存在，而在Y轴方向上受到一个转矩 而引起转动。如公式（3）和（4）所示：
[0118]
[0119]
[0120] 其中， 为微型角速度传感器的质量块由Coriolis力引起的在Y轴上的转矩，I为转动惯量， 为预检测的X轴方向的外部角速度， 为微型角速度传感器的质量块在外力的驱动下绕着Z轴方向转动的角速度， 为微型角速度传感器的质量块在Y轴上受到的Coriolis力引起的角加速度。
[0121] 绕着Z轴方向转动为转动形式的驱动，由于只有运动的物体在存在外部角速度时才会受到Coriolis力，因此使用微型角速度传感器预检测所述外部角速度 时，必须将所述微型角速度传感器先驱动起来，由公式（4）可知，转动形式的驱动时，所述预检测的外部角速度 与Coriolis力引起的角加速度 成正比。当预检测X轴方向的角速度 时，可绕Z轴方向（或Y轴方向）施加转动驱动 （或 ），从而在Y轴方向（或Z轴方向）获得检测到的Coriolis力引起的角加速度 （或 ）。同理，当预检测Y轴方向的角速度 时，可绕Z轴方向（或X轴方向）施加转动驱动，从而在X轴方向（Z轴方向）获得检测到的Coriolis力引起的角加速度；当预检测Z轴方向的角速度 时，可在X轴方向（或Y轴方向）驱动，从而在Y轴方向（X轴方向）获得检测到的Coriolis力引起的角加速度 （或 ）。
[0122] 所述微型角速度传感器可同时检测相互正交的三个方向的外部角速度，即相互正交第三方向、第四方向和第五方向的外部角速度（其中所述两个方向位于所述微型角速度传感器所在的平面内，另一个所述方向垂直于所述微型角速度传感器所在的平面），也可只检测一个方向的外部角速度（即所述的第三方向、第四方向或第五方向的外部角速度）或只检测相互垂直的两个方向的外部角速度（即第三方向和第四方向的外部角速度、第三方向和第五方向的外部角速度、或第四方向和第五方向的外部角速度）。
[0123] 具体地，在本实施例中，以分别单独检测相互正交的三个方向中的一个方向的外部角速度为例进行说明，当同时检测相互正交的三个方向的外部角速度时，则为分别检单独测情况的组合。其中，被检测的相互正交的三个方向是第三方向（X轴方向）、第四方向（Y轴方向）、第五方向（Z轴方向）。
[0124] 所述微型角速度传感器静止时如图1所示。若在所述的第二锚点2092上表面的焊盘2101和第三锚点2093上表面的焊盘2102（如图3所示）上施加一定频率的交变驱动电压，且此时没有被检测的外部角速度，则所述微型角速度传感器开始工作并处于最初的驱动状态，所述二平动质量块202，随其对应的驱动质量块201一起进行无相对位移的沿第一方向的反相振动（请参阅图3粗箭头方向），为平动形式的驱动；所述二转动质量块2031和2032，在所述微型角速度传感器所在平面内以第五方向（Z轴方向，垂直于所述微型角速度传感器所在平面）为中心轴角振动，为转动形式的驱动。
[0125] 当只有垂直于所述微型角速度传感器所在平面的第五方向（Z轴方向）有外部角速度 时，即 为预检测的第五方向（Z轴方向）的外部角速度，所述微型角速度传感器处于检测模态，所述的二平动质量块202与其对应的检测梳齿206（即设置在所述平动质量块202中的检测梳齿）相配合，用以检测第五方向的被检测的外部角速度，具体地，即所述的驱动质量块201、平动质量块202、及设置在平动质量块202中的检测梳齿206和第四锚点2094组合，用以检测第五方向的被检测的外部角速度。此时，由于前述驱动模态下平动质量块202为沿第一方向的反相振动（请参阅图3粗箭头方向），则受到的驱动为平动形式的驱动，当垂直于所述微型角速度传感器所在平面的第五方向（Z轴方向）有外部角速度时，在垂直于第一方向的第二方向（如图3细箭头所示）产生由第五方向的外部角速度引起Coriolis力，即产生Coriolis加速度，使所述二平动质量块202沿第二方向（请参阅图3细箭头方向）进行反相振动，即所述二平动质量块202受第五方向的外部角速度 影响沿第二方向反相振动，此时，其余各该质量块仍保持驱动模态下的状态。如图4a所示，设置在所述的平动质量块202中的并与其相连接的四组可动检测梳齿2061a1和2061a2也沿第二方向进行反相振动，而与所述的可动检测梳齿2061a1和2061a2相对应的四组固定检测梳齿2062a1和2062a2是与固定在所述第一基板上的第四锚点2094a1和2094a2相连，因此，可动检测梳齿2061a1和2061a2和与其相对应的固定检测梳齿2062a1和2062a2之间的距离发生变化，相对于初始距离d0存在位移Δd，从而引起一对（两个）对称分布在所述的第四锚点2094a1两侧的可动检测梳齿2061a1及其对应的固定检测梳齿2062a1之间的电容C1、以及另一对（两个）对称分布在所述的第四锚点2094a2两侧的可动检测梳齿2061a2及其对应的固定检测梳齿2062a2之间的电容C2发生变化，具体地，由于固定检测梳齿2062a1位于与可动检测梳齿的2061a1一侧且固定检测梳齿2062a2位于与可动检测梳齿2061a2的另一侧，则当固定检测梳齿2062a1位于与可动检测梳齿的2061a1之间的距离增加即电容C1减小时，固定检测梳齿2062a2位于与可动检测梳齿的2061a2之间的距离减少即电容C2增加。
在本实施例中，固定检测梳齿2062与可动检测梳齿2061的交叉部分的长度L相等，且对应所述的第四锚点2094a2和2094a1的固定检测梳齿2062与可动检测梳齿2061的个数相等。
在本实施例中，定义对称分布在第四锚点2094a1两侧的两个可动检测梳齿2061a1及其对应的固定检测梳齿2062a1之间的检测差分电容为ΔC1、以及对称分布在第四锚点2094a2两侧的两个可动检测梳齿2061a2及其对应的固定检测梳齿2062a2之间的检测差分电容为ΔC2，进而对应二者之和的差分电容ΔC由公式（5）表示如下：
在本实施例中，固定检测梳齿2062与可动检测梳齿2061的交叉部分的长度L相等，且对应所述的第四锚点2094a2和2094a1的固定检测梳齿2062与可动检测梳齿2061的个数相等。
在本实施例中，定义对称分布在第四锚点2094a1两侧的两个可动检测梳齿2061a1及其对应的固定检测梳齿2062a1之间的检测差分电容为ΔC1、以及对称分布在第四锚点2094a2两侧的两个可动检测梳齿2061a2及其对应的固定检测梳齿2062a2之间的检测差分电容为ΔC2，进而对应二者之和的差分电容ΔC由公式（5）表示如下：
[0126]
[0127] 其中，ε0为空气的介电常数，L为静止或驱动模态下固定检测梳齿2062与可动检测梳齿2061的交叉部分的长度，d0为静止或驱动模态下一个固定检测梳齿2062与可动检测梳齿2061的交叉部分之间的距离，Δd为可动检测梳齿2061a1和2061a2与固定检测梳齿2062a1和2062a2之间的位移距离，C1为两个固定检测梳齿2062a1及其对应的可动检测梳齿2061a1之间的电容，C2为两个固定检测梳齿2062a2及其对应的可动检测梳齿2061a2之间的电容，C0为静止或驱动模态下的C1和C2，ΔC为两个固定检测梳齿2062a1及其对应的可动检测梳齿2061a1、及两个固定检测梳齿2062a2及其对应的可动检测梳齿2061a2之间的检测差分电容，ΔC1为两个固定检测梳齿2062a1及其对应的可动检测梳齿2061a1之间的检测差分电容，ΔC2为两个固定检测梳齿2062a2及其可动检测梳齿2061a2之间的检测差分电容。
[0128] 由公式（2）可知，由于外部角速度 与Coriolis加速度 成正比例关系，从而与检测差分电容ΔC也成正比例关系，因此，通过检测差分电容ΔC的变化，就可以得出外部角速度 的值。
[0129] 请参阅图4a，四组设置在一个所述的平动质量块202中的固定检测梳齿2062与可动检测梳齿2061之间的电容变化为上述ΔC的多个总和，请参阅图3及图4b以四组检测梳齿为例，即可以通过形成在所述的第四锚点2094上表面的焊盘2104实现电连通来获得检测梳齿206的电容变化。
[0130] 需要特别说明的是，所述驱动质量块201和平动质量块202均为两个，目的是为了避免另有外加的沿第二方向的加速度对检测第五方向的外部角速度造成的干扰。因为被检测的第五方向的外部角速度引起的Corilis力的加速度是沿第二方向的加速度，当另有外加的沿第二方向的加速度，且所述驱动质量块201和平动质量块202均为一个时，该另外加的沿第二方向的加速度对Corilis力的加速度造成干扰，从而导致检测梳齿206的电容变化受到另外加的沿第二方向的加速度的干扰，降低了检测第五方向的外部角速度的检测精度；但是，当另有外加的沿第二方向的加速度，且所述驱动质量块201和平动质量块202均为两个时，由于所述另外加的沿第二方向的加速度的方向对于两个平动质量块202而言为同一方向，且两个平动质量块202为沿第二方向发生反相振动，因此只要进行差分处理，就可以消除另外加的沿第二方向的加速度对第五方向的外部角速度引起的Corilis力的加速度的影响，从而降低干扰，提高第五方向的外部角速度的检测精度。
[0131] 预检测的外部角速度只为第三方向（X轴方向）的外部角速度 时，即只有位于所述微型角速度传感器所在平面的第三方向（X轴方向）有外部角速度 时，所述微型角速度传感器处于检测模态，所述的以第四方向（Y轴方向）为自身对称轴的转动质量块2032配合其对应的检测电极1032，用以检测第三方向（X轴方向）的被检测的外部角速度 由于前述驱动模态下转动质量块203（即转动质量块2031和2032）在所述微型角速度传感器所在平面内以第五方向（Z轴方向，垂直于所述微型角速度传感器所在平面）为中心轴角振动，且为反相的角振动，则受到的驱动为转动形式的驱动，此时，如图1所示，所述的驱动质量块201、转动质量块203、对应转动质量块203的检测电极103、设置在转动质量块203中的斜检测梁2074和第五锚点2095、及设置在转动质量块203外的斜驱动梁2073组合，用以检测第三方向（X轴方向）的被检测的外部角速度 即以第四方向（Y轴方向）为自身对称轴转动质量块2032配合其对应的检测电极1032，用以检测第三方向（X轴方向）的被检测的外部角速度 同理，当预检测的外部角速度只为第四方向（Y轴方向）的外部角速度时，所述的以第三方向（X轴方向）为自身对称轴转动质量块2031配合其对应的检测电极1031，用以检测第四方向（Y轴方向）的被检测的外部角速度
[0132] 现仅以预检测的外部角速度为第三方向（X轴方向）的外部角速度 进行说明：图1所示，所述的斜驱动梁2073和斜检测梁2074位于第五锚点2095两侧且均位于其对应的所述转动质量块2032自身的对称轴（第四方向即Y轴方向）上，即所述的斜驱动梁2073和转动质量块2032之间的连接点、及斜检测梁2074和第五锚点2095之间的连接点均位于第四方向即Y轴方向上，由于受到转动形式的驱动 且当位于所述微型角速度传感器所在平面的第三方向（X轴方向）有外部角速度 时，所述微型角速度传感器处于检测模态，则所述转动质量块2032因为Coriolis力的存在，而在Y轴方向上受到一个转矩 而通过其对应的斜驱动梁2073、斜检测梁2074和第五锚点2095，绕其自身的对称轴（第四方向即Y轴方向）角振动，即转动质量块2032受第三方向的外部角速度影响其自身的对称轴（第四方向即Y轴方向）角振动，此时，其余各该质量块仍保持驱动模态下的状态。由于转动质量块2032的以第四方向为中心轴角振动，则所述转动质量块2032和与其相对应的检测电极
1032之间距离d0′发生变化，存在位移Δd′，从而引起二者之间的电容C1′和C2′发生变化，当所述转动质量块2032绕第四方向（Y轴方向）角振动时，当所述的转动质量块2032与检测电极1032a之间的距离减小即电容C1′增大时，则所述的转动质量块2032与检测电极
1032b之间的距离增大即电容C2′减小，从而得出转动质量块2032与检测电极1032a之间的差分电容ΔC′。
1032之间距离d0′发生变化，存在位移Δd′，从而引起二者之间的电容C1′和C2′发生变化，当所述转动质量块2032绕第四方向（Y轴方向）角振动时，当所述的转动质量块2032与检测电极1032a之间的距离减小即电容C1′增大时，则所述的转动质量块2032与检测电极
1032b之间的距离增大即电容C2′减小，从而得出转动质量块2032与检测电极1032a之间的差分电容ΔC′。
[0133] 由公式（4）可知，由于外部角速度 与Coriolis力引起的角加速度 加速度成正比例关系，从而与检测差分电容ΔC′也成正比例关系，因此，通过检测差分电容ΔC′的变化，就可以得出外部角速度 的值。
[0134] 由于预检测的外部角速度为第四方向（Y轴方向）的外部角速度 与预检测的外部角速度为第三方向（X轴方向）的外部角速度 的原理类似，故不再一一赘述。
[0135] 请参阅图3及图5c，通过所述的引线211和焊盘2103实现电连通来获得检测电极103的电容变化，其中所述焊盘2103形成在第一基板1上表面藉由引线211与所述检测电极103相连接。
[0136] 需要说明的是，所述被检测的角速度为第三方向、第四方向和第五方向的外部角速度，在其他实施例中，可以只检测一个方向的角速度，即位于所述微型角速度传感器所在平面的第三方向的外部角速度、位于所述微型角速度传感器所在平面的第四方向的外部角速度、或垂直于所述微型角速度传感器所在平面的第五方向有外部角速度；也可以检测相互垂直的两个方向的角速度，即第三方向和第四方向的角速度、第三方向和第五方向的角速度、或第四方向和第五方向的角速度，其中，同时检测相互垂直的两个方向的角速度为分别单独检测情况的组合，与本实施例中相关说明的陈述相同，故不再一一赘述。
[0137] 综上所述，区别于现有技术只采用一个转动质量块来同时检测相互垂直的两个方向外部角速度，本发明采用不同的转动质量块分别或同时检测相互垂直的两个方向外部角速度，从而有效减少了检测信号之间的耦合，降低相互干扰，提高了被检测方向的外部角速度检测精度。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0138] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
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