[发明专利]非对称平面外加速度计

说明书

一种微机电(MEMS)加速度计，其基于检测质量块围绕旋转轴线的平面外旋转来感测垂直于MEMS加速度计的MEMS装置平面的线性加速度。对称轴线垂直于旋转轴线。检测质量块包括关于对称轴线对称的对称部分，所述对称部分与关于对称轴线不对称的非对称部分相毗邻。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年11月30日提交的美国申请No.15/828,304的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

背景技术

诸如智能电话、智能手表、平板电脑、汽车、空中无人机、电器、飞行器、运动辅助设备、以及游戏控制器的许多物品可以在它们的运行期间利用运动传感器。在许多应用中，可以独立地或一起分析各种类型的运动传感器，例如加速度计和陀螺仪，以便针对特定的应用确定各种各样的信息。例如，陀螺仪和加速度计可以被用于游戏应用(例如，智能电话或游戏控制器)中以捕获使用者的复杂运动，无人机和其它飞行器可以基于陀螺仪测量确定取向(例如，滚转、俯仰以及偏航)，并且车辆可以利用测量来确定方向(例如，用于航位推测法)以及安全性(例如，以识别打滑或翻滚状况)。

诸如加速度计和陀螺仪的运动传感器可以被制造为使用半导体制造技术制造的微机电(MEMS)传感器。MEMS传感器可以包括可移动的检测质量块(proof mass)，其可响应诸如线性加速度(例如，对于MEMS加速度计)、角速度(例如，对于MEMS陀螺仪)、磁场的力以及许多其他力。可基于检测质量块响应于这些力的运动来测量这些力对可移动的检测质量块的作用。在一些实施方式中，检测质量块的运动被电容式感测电极转换为电信号。

在典型的MEMS传感器中，检测质量块可以紧邻多个固定表面定位。固定电极、锚固件、外部框架可以定位于与检测质量块相同的装置层内并且邻近检测质量块。在不希望的外力(例如，冲击)的存在下，可能会导致检测质量块接触固定表面，从而导致磨损或甚至灾难性损坏。即使不会导致检测质量块接触固定表面的较小的不希望的外力也可能会影响检测质量块的运动，从而影响所测量参数的结果准确性。

发明内容

在本公开的一示例性实施例中，一种微机电(MEMS)加速度计可以包括一个或多个锚固件和位于MEMS装置层内的检测质量块，该检测质量块包括多个毗邻部分，所述多个毗邻部分响应于沿着感测轴线的线性加速度而围绕旋转轴线共同旋转，其中所述检测质量块的所述多个毗邻部分包括：关于对称轴线对称的对称部分，其中对称轴线垂直于旋转轴线；和关于对称轴线不对称的非对称部分。在一些实施例中，位于MEMS装置层内的一个或多个弹簧将检测质量块联接到所述一个或多个锚固件，其中，所述一个或多个弹簧将检测质量块联接到所述一个或多个锚固件，使得检测质量块响应于沿着感测轴线的线性加速度而围绕旋转轴线旋转。

在本公开的一示例性实施例中，一种微机电(MEMS)加速度计可以包括：一个或多个锚固件，其中对称轴线和旋转轴线在由所述一个或多个锚固件限定的区域内相交；和位于MEMS装置层内的检测质量块，其中，所述检测质量块响应于沿着感测轴线的线性加速度而围绕所述旋转轴线共同旋转，并且其中，所述检测质量块的第一部分关于所述对称轴线对称，所述检测质量块的第二部分关于检测质量块不对称。在一些实施例中，位于MEMS装置层内的一个或多个弹簧将检测质量块联接到所述一个或多个锚固件，其中，所述一个或多个弹簧将检测质量块联接到所述一个或多个锚固件，使得检测质量块响应于沿着感测轴线的线性加速度而围绕旋转轴线旋转。