[發明專利]包括多個諧振結構的裝置和帶有正交抑制的顯微加工的傳感器

有效

• 申請號: 201210111352.5
• 申請日: 2003-02-06
• 公開（公告）號: CN102679969A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 約翰·A·吉恩
• 申請（專利權）人: 美國亞德諾半導體公司
• 主分類號: G01C19/5656
• 分類號: G01C19/5656
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 金曉

分案申請

本申請是申請號為03803436.0的中國專利申請的分案申請，上述申請的申請日為2003年2月6日，發明名稱為“顯微加工的陀螺儀”。

技術領域

本發明涉及包括多個諧振結構的裝置和帶有正交抑制的顯微加工的傳感器，更具體地，涉及顯微加工的陀螺儀，特別是涉及用科氏(Coriolis)加速度檢測旋轉運動的顯微加工的陀螺儀。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供了一種帶有正交抑制的顯微加工的傳感器，包括：正交抑制電極；和鄰近所述正交抑制電極定位的諧振器質量；所述諧振器質量能夠與所述正交抑制電極基本平行地移動，所述諧振器質量包括槽口，所述槽口鄰近所述正交抑制電極的一部分而形成，使得直接鄰近所述正交抑制電極的所述諧振器質量的長度隨著所述諧振器質量相對于所述正交抑制電極移動而變化，其中，所述正交抑制電極能夠對所述諧振器質量產生橫向力，所述橫向力根據直接鄰近所述正交抑制電極的所述諧振器質量的長度而變化。

根據本發明的另一方面，提供了一種帶有正交抑制的顯微加工的傳感器，包括：多個正交抑制電極；和多個諧振器質量，每個諧振器質量均鄰近所述多個正交抑制電極中的相應一個正交抑制電極定位并能夠與所述諧振器質量的相應正交抑制電極基本平行地移動，每個諧振器質量均包括槽口，所述槽口鄰近所述諧振器質量的相應正交抑制電極的一部分而形成，使得直接鄰近所述正交抑制電極的所述諧振器質量的長度隨著所述諧振器質量相對于所述正交抑制電極移動而變化，其中，每個正交抑制電極均能夠對鄰近的所述諧振器質量產生橫向力，所述橫向力根據直接鄰近所述正交抑制電極的所述諧振器質量的長度而變化。

根據本發明的再一方面，提供了一種帶有正交抑制的顯微加工的傳感器，包括：基片；框架，所述框架通過第一多個懸掛撓性件懸掛于所述基片上方并基本平行于所述基片，所述第一多個懸掛撓性件沿著所述框架的外周布置，所述第一多個懸掛撓性件固定于所述基片并形成為基本防止所述框架在所述框架的平面內相對于所述基片的平移運動，但允許所述框架圍繞與所述基片及所述基片平行的軸線的旋轉運動；多個正交抑制電極；以及多個諧振結構，所述多個諧振結構布置在所述框架的內周中，所述諧振結構基本在所述框架的平面內運轉，所述諧振結構包括多個諧振器質量，每個諧振器質量均鄰近所述多個正交抑制電極中的相應一個正交抑制電極定位并能夠與所述諧振器質量的相應正交抑制電極基本平行地移動，每個諧振器質量均包括槽口，所述槽口鄰近所述諧振器質量的相應正交抑制電極的一部分而形成，使得直接鄰近所述正交抑制電極的所述諧振器質量的長度隨著所述諧振器質量相對于所述正交抑制電極移動而變化，其中，每個正交抑制電極均能夠對鄰近的所述諧振器質量產生橫向力，所述橫向力根據直接鄰近所述正交抑制電極的所述諧振器質量的長度而變化。

根據本發明的又一方面，提供了一種包括多個諧振結構的裝置，所述諧振結構包括通過懸掛撓性件懸掛的一對分開式質量，其中，每個分開式質量包括利用一個撓性件互連的兩個分支部分，所述一個撓性件允許所述分支部分在所述質量諧振時稍稍轉動，以減小所述懸掛撓性件中的縱向應力。

根據本發明的又一方面，提供了一種包括多個諧振結構的裝置，所述諧振結構包括通過第一撓性件連接的第一對質量和通過第二撓性件連接的第二對質量，其中，每個質量均通過懸掛撓性件懸掛，其中，所述第一撓性件和所述第二撓性件允許所述質量在所述質量諧振時稍稍轉動，以減小所述懸掛撓性件中的縱向應力。

根據本發明的一方面，諧振結構的機械連接基于“雙叉”結構，其具有用于將共線的耦合運動轉變成平行耦合運動的杠桿。該杠桿具有形成在連接點的支點，以確保連接點不相對于該杠桿移動。

根據本發明的另一方面，該陀螺儀框架適于檢測旋轉運動而不是直線運動。科氏檢測指狀物設置在該框架所所有的邊上。

根據本發明的另一方面，利用包括驅動機構的諧振器質量本身，減小諧振器質量撓性件(flexure)上的縱向張力，該驅動機構作為應力減小桿。兩對質量分別用作相位質量和反相位質量。每對質量通過短撓性件連接。這使得該質量能夠繞該撓性件稍稍轉動，使得對角線相對的角能夠同時調節該主諧振器撓性件和連接桿伸出長度的縮短。

根據本發明的另一方面，驅動或傳感指狀物包含在該連接桿中。

根據本發明的另一方面，利用沿諧振質量邊緣形成的槽口(notch)而不是用交叉的指狀物實現電正交抑制。