[发明专利]z轴微机械陀螺仪

摘要

本发明涉及一种用于测量z轴角运动的微机械感测器装置，其包括2个振动结构(2.1、2.2、7.1、7.2)，每一个具有至少一个检测质量块(2.1、2.2)。悬挂结构(3.1、4.1、4.2、5.1、6.1、…、6.4)将所述2个振动结构(2.1、2.2、7.1、7.2)保持在所述衬底(1)上方的移动悬挂位置，用于在驱动模式方向(x轴)上和在感测模式方向(y轴)上平行于所述衬底平面运动。耦合支撑结构(4.1、4.2)将所述耦合结构(5.1、5.2、6.1、…、6.4)连接到锚结构(3.1、3.2)并使得所述耦合结构(5.1、5.2)可以旋转摆动运动，所述旋转摆动运动的旋转轴垂直于所述衬底平面。每个所述振动结构(2.1、2.2、7.1、7.2)包括至少一个往复运动质量块(7.1、7.2)，其通过感测模式弹簧(8.1、…、8.4)耦合到所述至少一个检测质量块(2.1、2.2)，所述感测模式弹簧(8.1、…、8.4)在感测模式方向比在驱动模式方向(x)更柔性，用于激励每个所述振动结构(2.1、2.2、7.1、7.2)的振动运动。每个检测质量块(2.1、2.2)的感测电极结构(10.1、10.2)设计用于检测平行于衬底平面的感测模式运动，所述耦合支撑结构(4.1、4.2)设计成也使得所述耦合结构(5.1、5.2、6.1、…、6.4)可以在驱动模式方向(x)上平移运动。

主权项

一种用于测量z轴的角速率的微机械感测器装置，其包括：a)衬底(1)，其限定衬底平面和垂直于衬底平面的z轴，b)至少2个振动结构(2.1、2.2、7.1、...、7.4)，每一个具有至少一个检测质量块(2.1、2.2)，c)悬挂结构(3.1、3.2、4.1、...、4.4、5.1、5.2、6.1、...、6.8)，用于将所述2个振动结构(2.1、2.2、7.1、...、7.4)悬挂在所述衬底(1)上方用于在驱动模式方向(x轴)上和在感测模式方向(y轴)上运动，其中，驱动模式方向和感测模式方向平行于所述衬底平面，d)连接所述2个振动结构(2.1、2.2、7.1、...、7.4)的至少一个耦合结构(5.1、5.2、6.1、...、6.8)，e)至少一个耦合支撑结构(4.1、...、4.4)，其将所述耦合结构(5.1、5.2、6.1、...、6.8)连接到至少一个锚结构(3.1、3.2)并使得所述耦合结构(5.1、5.2)能够进行旋转摆动运动，所述旋转摆动运动的旋转轴(z1)垂直于所述衬底平面，f)其中，每个所述振动结构(2.1、2.2、7.1、...、7.4)包括至少一个往复运动质量块(7.1、...、7.4)，其通过感测模式弹簧(8.1、...、8.8)耦合到所述至少一个检测质量块(2.1、2.2)，所述感测模式弹簧(8.1、...、8.8)在感测模式方向比在驱动模式方向(x)更柔性，用于激励每个所述振动结构(2.1、2.2、7.1、...、7.4)的振动运动，g)用于每个往复运动质量块(2.1、2.2)的至少一个驱动电极结构(9.1、...、9.4)，用于激励平行于所述衬底平面的驱动模式运动，h)用于每个检测质量块(2.1、2.2)的至少一个感测电极结构(10.1、10.2)，用于检测平行于所述衬底平面的感测模式运动，其特征在于，i)所述耦合支撑结构(4.1、...、4.4)设计成也使得所述耦合结构(5.1、5.2、6.1、...、6.8)能够进行在驱动模式方向(x)上平移运动。