[发明专利]基于频率调制的多轴感测装置及其操作方法

权利要求书

1.一种微机电系统(MEMS)多轴感测装置，其特征在于，包括：

衬底，所述衬底具有表面；

第一惯性质量系统，所述第一惯性质量系统包括第一驱动质量块和弹性地耦接到所述第一驱动质量块的第一感测质量块；

第二惯性质量系统，所述第二惯性质量系统包括第二驱动质量块和弹性地耦接到所述第二驱动质量块的第二感测质量块，所述第一驱动质量块和所述第二驱动质量块被配置成沿朝向成平行于所述衬底的所述表面的第一轴经历反相驱动运动；

第一感测弹簧，所述第一感测弹簧被配置成锚固并悬挂与所述衬底的所述表面间隔开的所述第一感测质量块；以及

第二感测弹簧，所述第二感测弹簧被配置成锚固并悬挂与所述衬底的所述表面间隔开的所述第二感测质量块，所述第一感测弹簧和所述第二感测弹簧响应于绕垂直于所述衬底的所述表面的第三轴的角旋转而实现所述第一感测质量块和所述第二感测质量块沿平行于所述衬底的所述表面且垂直于所述第一轴的第二轴的反相感测运动，并且所述第一感测弹簧和所述第二感测弹簧另外响应于沿所述第二轴的线性加速度而实现所述第一感测质量块和所述第二感测质量块沿所述第二轴的同相感测运动。

2.根据权利要求1所述的MEMS装置，其特征在于，所述衬底、所述第一惯性质量系统和所述第二惯性质量系统以及所述第一感测弹簧和所述第二感测弹簧并置在封装装置的空腔中，所述空腔处于真空中。

3.根据权利要求1所述的MEMS装置，其特征在于：

所述第一驱动质量块包括围绕所述第一感测质量块的第一框架；

所述第二驱动质量块包括围绕所述第二感测质量块的第二框架；并且

所述MEMS装置另外包括：

第一驱动弹簧，所述第一驱动弹簧被配置成锚固并悬挂与所述衬底的所述表面间隔开的所述第一框架；以及

第二驱动弹簧，所述第二驱动弹簧被配置成锚固并悬挂与所述衬底的所述表面间隔开的所述第二框架，所述第一驱动弹簧和所述第二驱动弹簧将所述第一驱动质量块和所述第二驱动质量块柔性地互连。

4.根据权利要求3所述的MEMS装置，其特征在于，另外包括：

第三感测弹簧，所述第三感测弹簧耦接到所述第一框架和所述第一驱动质量块的所述第一驱动弹簧；以及

第四感测弹簧，所述第四感测弹簧耦接到所述第二框架和所述第二驱动质量块的所述第二驱动弹簧，所述第三感测弹簧和所述第四感测弹簧中的每个感测弹簧具有平行于所述第一轴的纵向延伸，所述纵向延伸被配置成响应于所述第一惯性质量块和所述第二惯性质量块的所述同相感测运动或所述反相感测运动而变形。

5.根据权利要求3所述的MEMS装置，其特征在于，所述第一驱动弹簧和所述第二驱动弹簧中的每个驱动弹簧具有平行于所述第二轴的纵向延伸，所述纵向延伸被配置成变形以实现所述第一惯性质量块和所述第二惯性质量块沿所述第一轴的所述反相驱动运动。

6.根据权利要求3所述的MEMS装置，其特征在于，另外包括：

第三驱动弹簧，所述第三驱动弹簧插置于所述第一感测质量块与所述第一驱动质量块的所述第一框架之间并将其互连；以及

第四驱动弹簧，所述第四驱动弹簧插置于所述第二感测质量块与所述第二驱动质量块的所述第二框架之间并将其互连，其中所述第三驱动弹簧和所述第四驱动弹簧被配置成变形以防止将所述反相驱动运动从所述第一驱动质量块和所述第二驱动质量块传输到所述第一感测质量块和所述第二感测质量块。