[發明專利]容性體聲波盤狀陀螺儀

有效

• 申請號: 200680054450.2
• 申請日: 2006-12-01
• 公開（公告）號: CN101553734A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 法羅哈·阿亞澤;胡爾·喬哈里
• 申請（專利權）人: 佐治亞科技研究公司
• 主分類號: G01P3/00
• 分類號: G01P3/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 李春暉;楊紅梅

1.一種陀螺儀，包括：

體聲波諧振器；

耦合至所述體聲波諧振器的至少一個第一電極，所述至少一個第一電 極被定位用于激勵所述體聲波諧振器以第一體聲波模進行的振動；以及

耦合至所述體聲波諧振器的至少一個第二電極，所述至少一個第二電 極被定位用于檢測所述體聲波諧振器以第二體聲波模進行的振動，所述第 一和第二體聲波模是簡并的，

其中所述至少一個第一電極或者所述至少一個第二電極圍繞所述體 聲波諧振器并通過間隙與所述體聲波諧振器分開，以容性地激勵和檢測所 述體聲波諧振器中振動的體聲波模。

2.一種陀螺儀，包括：

具有1MHz或更高的諧振頻率的聲波諧振器；

耦合至所述諧振器的至少一個第一電極，所述至少一個第一電極被定 位用于激勵所述諧振器以第一體聲波模進行的振動；以及

耦合至所述諧振器的至少一個第二電極，所述至少一個第二電極被定 位用于檢測所述諧振器以第二體聲波模進行的振動。

3.如權利要求1所述的陀螺儀，其中所述諧振器具有1MHz或更高的 諧振頻率。

4.如權利要求1所述的陀螺儀，還包括支撐所述諧振器的處理基底。

5.如權利要求4所述的陀螺儀，其中所述諧振器是盤狀諧振器，其由 位于所述盤狀諧振器的中心的支撐元件支撐在所述處理基底之上。

6.如權利要求1所述的陀螺儀，其中所述諧振器由非壓電材料制成。

7.如權利要求1所述的陀螺儀，其中多個電極包括所述至少一個第一 電極以及所述至少一個第二電極，其中所述多個電極圍繞所述體聲波諧振 器并通過間隙與所述體聲波諧振器分開，所述間隙足夠小，以便容性地激 勵和檢測所述體聲波諧振器中振動的體聲波模。

8.如權利要求7所述的陀螺儀，其中每個間隙具有小于大約200納米 的寬度。

9.如權利要求1所述的陀螺儀，其中所述諧振器具有盤狀結構。

10.如權利要求1所述的陀螺儀，其中所述諧振器由半導體材料、壓 電材料或金屬材料制成。

11.如權利要求1所述的陀螺儀，其中所述諧振器由單晶半導體制成。

12.如權利要求1所述的陀螺儀，其中所述諧振器是實心的，或帶孔 以便包括釋放孔。

13.如權利要求1所述的陀螺儀，其中所述體聲波諧振器具有1MHz 或更高的諧振頻率。

14.如權利要求1所述的陀螺儀，其中所述諧振器具有12000的品質 因數。

15.如權利要求4所述的陀螺儀，其檢測圍繞與所述處理基底的平面 垂直的軸線的轉動的速度或角度。

16.如權利要求4所述的陀螺儀，其檢測圍繞所述處理基底的平面內 的至少一條軸線的轉動的速度或角度。

17.如權利要求1所述的陀螺儀，其中一個或多個體聲波諧振器以及 一組或多組電極被集成在單個基底上，用于檢測圍繞3個正交軸線的轉動 的速度或角度。

18.如權利要求1所述的陀螺儀，其中一個或多個體聲波諧振器以及 一組或多組電極以及支持電子裝置被集成在單個基底上，以形成集成的慣 性測量單元。

19.如權利要求1所述的陀螺儀，包括用于所述陀螺儀的激勵和調諧 的直流和交流電壓源。

20.如權利要求9所述的陀螺儀，其中所述體聲波諧振器的激勵和檢 測模沿著所述體聲波諧振器的圓周在方位上被分開30度或45度。

21.如權利要求1所述的陀螺儀，還包括至少一個在所述體聲波諧振 器的頂部上方延伸的電極。

22.如權利要求1所述的陀螺儀，其中所述諧振器具有不超過大約20 納米的振動幅值。

23.如權利要求1所述的陀螺儀，還包括驅動電極、檢測電極和靜電 調諧電極。