[发明专利]具有组合的驱动和探测的MEMS转速传感器

说明书

本发明提出一种转速传感器，该转速传感器具有带有主延伸平面的衬底和至少一个相对于衬底可运动的结构，其中，该结构能够被激励而从所述结构的静止位置中以与基本上平行于所述主延伸平面的驱动方向基本上平行的运动分量振动，其中，所述转速传感器为了激励所述振动而包括至少一个被所述结构携动的梳状电极和至少一个相对于所述衬底固定的梳状电极，其中，通过所述携动的梳状电极和/或所述固定的梳状电极的电压加载能够引起所述激励，其中，所述携动的梳状电极和所述固定的梳状电极如此构造，使得能够探测由于所述转速传感器的围绕基本上垂直于所述驱动方向并且基本上垂直于所述探测方向走向的轴线的转速而以沿着基本上垂直于所述驱动方向的探测方向的力分量作用到所述结构上的力。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的转速传感器。

背景技术

这种转速传感器例如由DE 10 2007 030 120 A1已知。

发明内容

根据本发明的转速传感器相对于现有技术具有以下优点：能够实现在相对于现有技术小的衬底面上的转速传感器，因为对于转速传感器的微机械结构而言仅需要相对于现有技术小的衬底面来探测转速。

这通过以下方式来实现：在根据本发明的转速传感器中，携动的梳状电极和固定的梳状电极如此构造，使得可以探测由于转速传感器的围绕基本上垂直于驱动方向并且基本上垂直于探测方向走向的轴线的转速而以沿着基本上垂直于驱动方向的探测方向的力分量作用到所述结构上的力。

由此以简单的、机械稳健的并且成本有利的方式提供一种具有相对于现有技术小的衬底面的转速传感器。由此，尤其能够实现转速传感器的核心面积的明显减小。此外，由此能够实现，将驱动结构在面积方面相对大的区域如此集成到MEMS结构中，使得为此不需要单独的结构元件。相对于现有技术的优点尤其能够通过以下方式实现：设置携动的梳状电极和固定的梳状电极的多重用途，即既用于驱动也用于由于作为转速量度的科里奥利力而产生的力作用的探测。在此，取消将所述结构划分为科里奥利框架和探测框架，并且将两个框架或者说质量或者说结构集成到一个结构中。通过这种集成节省转速传感器的面积直至20-40％，这带来制造成本的下降。

本发明的有利构型和扩展方案可以由从属权利要求以及参考附图的说明得知。

根据优选的扩展方案设置为，转速传感器如此包括至少一个固定在衬底上的悬挂器件用于使结构相对于衬底可运动地悬挂，使得所述结构能够以基本上平行于驱动方向的运动分量和/或以基本上平行于探测方向的运动分量偏移。由此能够以有利的方式实现：所述结构相对于衬底如此可运动地悬挂，使得能够实现根据本发明的转速传感器的振动行为。

根据优选的扩展方案设置为，悬挂器件包括至少一个基本上沿驱动方向和/或基本上沿探测方向可变形的弹簧。由此有利地提供一种简单的、机械稳健的并且成本有利的悬挂器件。

根据优选的扩展方案设置为，携动的梳状电极包括至少一个第一电极，其中，固定的梳状电极包括至少一个第二电极和至少一个第三电极。由此能够以有利的方式实现电容式驱动和/或电容式转速探测。此外，由此可能的是，梳状电极包括电极指部。此外，由此能够实现电容式电极指部的多重用途：不仅用于所述结构的驱动而且用于作用到所述结构上的科里奥利力或者说所述结构的科里奥利偏移的探测，该科里奥利力或科里奥利偏移作为施加在转速传感器上的转速的量度。

根据优选的扩展方案设置为，携动的梳状电极可以如此被加载以第一电势和/或固定的梳状电极可以如此被加载以第二电势，使得所述结构可以借助于第一电势和/或借助于第二电势被激励从静止位置中振动。由此能够将杂散场效应有利地用于振动的激励。