MEMS 3轴陀螺仪

那么什么是三轴陀螺仪呢？简单的说来就是3D版的重力感应，iPhone 4现在除了可以感应手机左右的晃动以外还能感受到前后的倾斜，这对于未来游戏或者软件的设计来说又提出了新的概念，我们希望在未来能够看见更多的基于陀螺仪的应用。

mems陀螺仪即硅微机电陀螺仪，绝大多数的MEMS陀螺仪依赖于相互正交的振动和转动引起的交变科里奥利力。MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)是指集机械元素、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。

陀螺仪：最后，iPhone 4首次加入了新感应器三轴陀螺仪，保留了方向感应器、距离感应器和光线感应器，可以被更多的应用程序应用。

基于MEMS的加速传感器、陀螺仪、指南针、压力传感器、麦克风正在成为Android 新版本中的指定标配

ST推出一款业界独创、采用一个感应结构检测三条正交轴向运动的3轴数字陀螺仪L3G4200D。这种创新的设计概念大幅提升运动控制式消费电子应用的控制精度和可靠性，为设备的用户界面实现前所未有的现场感。

现有的3轴陀螺仪解决方案依赖两个或三个独立的感应结构，顶多是在同一硅基片上；而意法半导体的陀螺仪则是三轴共用一个感应结构，这一突破性概念可以消除轴与轴之间的信号干扰，避免输出信号受到干扰信号的影响。此外，这个创新的产品架构使意法半导体的工程师将传感器与ASIC接口整合在一个4x4x1mm 的超小封装内，解决现在和未来的消费电子应用的空间限制问题。

意法半导体的3轴数字陀螺仪让用户可以设定全部量程，量程范围从±250 dps 到±2000 dps，低量程数值用于高精度慢速运动测量，而高量程则用于测量超快速的手势和运动。这款器件提供一个16位数据输出，以及可配置的低通和高通滤波器等嵌入式数字功能。就算时间推移或温度变化，这款器件仍然保持连续稳定的输出。

内置数字输出的L3G4200D 3轴MEMS陀螺仪的设计和制造采用意法半导体销售量超过6亿支的运动传感器的制程技术。新产品定于2010年第二季度末开始量产。

意法半导体(STMicroelectronics，ST)扩大动作传感器产品阵容，推出最小的3轴模拟输出陀螺仪L3G462A ，采用4x4x1mm3 超小封装，并具备优异的性能、可靠性以及智慧电源管理和设计灵活性，为手机、平板计算机、游戏控制以及其它消费性电子产品实现高精准度的手势控制和更直接的用户接口。

意法半导体全系列MEMS 陀螺仪产品均采用意法半导体独有的设计概念：沿三个垂直轴向的动作测量共享一个感测结构。这个创新的设计方法彻底解决了轴与轴之间相互干扰的问题，大幅提升各种消费性电子和工业应用的准确度和可靠性。

意法半导体L3G462A 陀螺仪的每个轴均配备独立输出，可提供精确的角速度检测。±625dps的全量程范围能够精确地测量各种手势和动作以及不同的速度，实现从导航到动作控制式用户接口和游戏等各种应用。模拟接口的反应速度非常快，并在外部滤波功能和针对特定应用需求微调主要参数方面具有灵活性。

新款陀螺仪的超小型设计彻底解决了现有大尺寸解决方案常见的布局和布线问题，且不会影响传感器的性能或可靠性。无可比拟的稳定性(±0.04dps/℃)和灵敏度(±0.017%/℃)大幅提升了测量准确度，其低噪音特性(0.017dps/√Hz)并确保高水平的动作和手势识别精确度。

意法半导体最新的3轴模拟输出陀螺仪的作业电压范围为2.4到3.6V，关机模式和睡眠唤醒模式可协助降低整体系统功耗。新产品预计于2011年第三季末开始量产。

(本文转自电子工程世界：https://www.360docs.net/doc/b17090207.html,/xfdz/2011/0411/article_5813.html)

最小的3轴模拟输出陀螺仪L3G462A

(本文转自电子工程世界：https://www.360docs.net/doc/b17090207.html,/xfdz/2011/0411/article_5813.html)

惯性测量单元（IMU）。

意法半导体推出一款高性能单封装的模拟陀螺仪，可沿三个正交轴精确测量角速度。以优异的精确性、稳定性取胜，加上设计紧凑，意法半导体的3轴陀螺仪将让各种消费电子产品得以广泛采用真实动作控制的用户界面。

传感器：

加速度计、陀螺仪、磁力计感光传感器

空中鼠标：两种实现方案

1加速度计+陀螺仪

2加速度计+磁性传感器

飞思卡尔半导体（中国）有限公司上海分公司（以下简称“飞思卡尔”）

G-sensor

现阶段三轴陀螺仪单价为3美元，仍然偏高，若有机会降至1美元以下，则可望成为智能手机，甚至高阶功能手机的标配。

首次搭载MEMS3轴陀螺仪的最新iPhone4手机中正式了引入体感控制机制，该装置可以配合重力感应精确地模拟手机当前的空间位置和动作感应，从而实现对游戏的精准控制。无疑，这一超炫功能在手机上的出现将为iPhone 4吸引更多眼球。近年来，MEMS在消费电子市场的渗透率正在不断提高。除了在游戏手柄、手机、笔记本电脑以及白色家电等产品中，利用低g加速计实现运动控制的用户界面和增强型保护系统，如今，MEMS陀螺仪的应用也越来越广泛，正推动新一波创新应用的高速增长。从2009年推出第一款MEMS产品至今，作为消费电子和手机市场的MEMS传感器领先供应商，意法半导体(ST)已经发布了30款高性能陀螺仪产品。ST大中华区部门经理张应娜在日前举办的IIC China展会上表示，MEMS陀螺仪将成为该公司未来第二大的业务增长点，在今后的2至3年，该领域将有望实现20%的增长。消费者将可以享受到多种MEMS产品的应用。“ST的MEMS产品在消费电子领域占有50%的市场份额，在汽车电子领域的市场份额也达到了20%。”张应娜认为，接下来在平板电脑、游戏手柄以及三网融合的许多应用(如遥控器、游戏)中，都将看到MEMS 产品的身影。另外，一些便携式医疗装置，如防止打呼噜的设备中也采用了MEMS。不过她也指出，MTK平台由于开发系统较封闭，采用MEMS产品的可能性较小。

图1：ST大中华区部门经理张应娜。“随着消费电子产品对多个传感器的需求增多，将几个传感器集成在一个模块中将是未来的一种趋势，例如，可以将重力传感器(G-sensor)和加速度计，或将重力传感器和陀螺仪集成在一起，实现更丰富的功能。把MCU和传感器整合在一起也是一个很好的发展方向，MCU可以用于实现处理功能。”张应娜表示，“相比重力传感器，陀螺仪的技术门槛更高。整合的路线有助于提升产品性能，降低成本。”ST去年推出的L3G4200D就是一款采用一个感应结构检测三条正交轴向运动的3轴数字陀螺仪。由于

三轴共用一个感应结构，可以消除轴与轴之间的信号干扰，避免输出信号受到干扰信号的影响。此外，这个创新的产品架构使得传感器与ASIC接口可整合在一个4×4×1mm的超小封装内，解决现在和未来的消费电子应用的空间限制问题。

微机电系统（MEMS）

L3G4200D

MEMS器件供应商意法半导体[1]（STMicroelectronics

MEMS技术发展有很多年了，随着加速度计和陀螺仪被应用到消费类电子产品上，人们才开始真正地认识MEMS惯性器件。”MEMS行业资深市场人员陈中南先生告诉记者，MEMS加速度计，用来测量物体的线性加速度和地心引力，能计算出物体移动过程中的激烈程度，侦测物体移动的行为，却无法测量物体在移动中的偏航、倾斜和滚动的状态。MEMS 陀螺仪，也叫角速度计，用来测量物体围绕某个轴发生的旋转，能间接地测量角位移和速度，也能知道物体在移动中的偏航、倾斜和滚动的状态。两种惯性传感器功能不同，实际应用中却能互补。多年前，这两种惯性传感器主要被应用于军事、工业、航空航天等高端领域。近几年才慢慢开始向消费类电子市场渗透。他认为，在消费类电子对成本、尺寸和功耗等要求都比较苛刻的情况下，这两种惯性传感器之所以能进入该领域，主要得益于半导体工艺和MEMS设计、制造及其技术的发展。

那么在手机上采用加速度计主要做什么？利用加速度计可以做横竖屏和一些简单的人机互动，但在一些要求精确、细腻和逼真的应用场合，仅仅采用加速度就相形见拙了。而结合陀螺仪，两种传感器形成互补，即可实现更多的人机即时互动，比如用手机在空中写字、空中签名，相机图像稳定，空中鼠标，3D遥控器，还可以带来十分逼真的3D游戏体验；甚至可以控制电源开关机和接听来电等，只要你的算法足够好并且富有创意。对于陀螺仪和加速度计的结合应用，陈中南向记者进行了具体讲解。

飞思卡尔半导体（中国）有限公司上海分公司（以下简称“飞思卡尔”）传感器应用工程师贾飒爽也表示，陀螺仪是加速度计的补充。“手机上采用陀螺仪多是配合游戏应用，现在加速度计在手机上的使用已经十分普及了，但单纯的用加速度计很难做到精确的测量，加上陀螺仪可以给用户更多方式、更逼真的运动体验，动作会更丰富，可以玩旋转的具有角度变化的动作。”

意法半导体研发（深圳）有限公司（以下简称“ST”）技术市场经理张应娜表示，前不久发布的Android2.3就增加了陀螺仪API，包括压力传感器的API 也都在里面，这也就是说在未来智能手机或者平板电脑的应用里面，多种MEMS

产品的应用将会是一种趋势，而这些MEMS传感器最主要的应用，就是可以更逼真的去反映模拟的细节的东西，比如模拟人体的姿态，这是单独用一个G-sensor 或者陀螺仪完成不了的。