具有音叉陀螺儀結構的雙軸偏航率感測單元的制作方法

專利名稱：具有音叉陀螺儀結構的雙軸偏航率感測單元的制作方法
技術領域：
本發明涉及具有單個機械諧振結構的雙軸偏航率感測單元。

背景技術：
圖1表示針對移動物體100的振動偏航率傳感器的工作原理以及科里奧利力，該力通過下列公式表示 F＝2Ω×V 其中，Ω是旋轉坐標系XYZ的角速度矢量，并且V是移動物體100在旋轉坐標系XYZ中的速度矢量。在這點上，如圖1所示，移動物體100對于相對于旋轉坐標系固定的觀察者來說，沿與速度矢量V和角速度矢量Ω垂直的方向加速。
在根據上述原理工作的微機電系統(MEMS)陀螺儀中，科里奧利力可以改變作用于包含在該MEMS陀螺儀中的微機械梁上的應力。例如，可以使用壓電電子裝置或壓電電阻的原理測量該應力的改變。
可以在大量應用中使用MEMS陀螺儀，包括諸如汽車類和消費類電子的應用。例如，MEMS陀螺儀可以用于電子穩定性計劃、側翻傳感器、導航系統、計算機游戲輸入裝置、便攜式攝像機穩定性、電子玩具等等。在這點上，使用集成電路(IC)制造技術和MEMS批處理可以提供低成本、高密度和高集成度的陀螺儀，所述陀螺儀比常規的大型、高成本應用中的機械式陀螺儀或光學陀螺儀更節約成本并且更方便。
可以按照振動陀螺儀的方式操作MEMS陀螺儀。例如，Putty和Njan在1994年6月于Hilton Head Island，South Carolina出版的“Tech.Dig.Solid-State Sensor and Actuator Workshop(固態傳感器和致動器研討會技術文摘)第213頁至220頁中提到振動環形陀螺儀；Bernstein等人在1993年2月于Fort Lauderdale，Florida出版的“MEMS‘93”第143頁至148頁中提到音叉陀螺儀；以及Juneau等人在1997年6月于Chicago，Illinois出版的“Tech.Dig.9th International Conference on Solid State Sensors and Actuators(transducers‘97)(第9屆固態傳感器和致動器國際會議(換能器‘97)第883頁至886頁中提到扭矩-振動陀螺儀。為了減小扭矩-振動MEMS陀螺儀的尺寸，希望使用最小數量的諧振結構來在多于一個方向上感測偏航率。然而，由于很難在兩個正交方向上耦合振動模式，除了在Juneau等人的參考文獻中提到的扭矩-振動磁盤陀螺儀之外，還沒有使用單個音叉諧振器結構來感測多于一個軸偏航率的MEMS陀螺儀。
為了在多于一個軸向上感測偏航率，可以在相同的芯片上放置兩個單獨的振動陀螺儀，設置每個陀螺儀以在兩個正交方向的其中之一上感測偏航率。在這種情況下，由于制造工藝中固有的振動，即使兩個相同制造的振動陀螺儀也不會具有完全相同的諧振頻率。因此，這樣的系統需要兩個單獨的檢測和控制電路。
圖8表示單軸系統800，其包括MEMS部分810和評估電子裝置820。MEMS部分810包括驅動MEMS 811和科里奧利MEMS 812。評估電子裝置820包括驅動電子裝置821、科里奧利檢測電子裝置822和解調控制電路823。
為了利用科里奧利效應，驅動電子裝置821驅動MEMS部分810以在其諧振頻率處以預定幅度進行諧振，其與移動物質的速度成比例并且產生將由科里奧利檢測電子裝置822進行測量的力。在這種情況下，驅動電子裝置821設置有自動增益控制(AGC)。正如用于連接驅動MEMS 811和驅動電子裝置821的虛線所指示的，該電路可以可選地在閉環中工作。
科里奧利檢測電子裝置822測量由于科里奧利效應而產生的力。由于驅動MEMS 811以驅動諧振頻率振蕩，該科里奧利信號是正好具有驅動諧振頻率的AC信號。如果科里奧利諧振頻率與驅動諧振頻率完全相同，并且科里奧利MEMS的品質因數Q為高，則科里奧利信號應當具有高的信噪比。科里奧利檢測電子裝置822包括前端824、解調器825和LP 826。正如用于將科里奧利檢測電子裝置822連接到科里奧利MEMS 812的虛線所指示的，科里奧利檢測電子裝置822可以可選地在閉環中工作。
解調控制電路823提供控制信號以使用具有驅動諧振頻率的信號和適當的相位信息來解調科里奧利前端824的輸出，以在科里奧利回路中過濾出科里奧利信號。在這種情況下，可以使用鎖相環(PLL)產生用于解調的控制信號。然而，這種鎖相環會消耗相當大量的芯片面積和功率。盡管鎖相環(PLL)的使用不是強制的，但是鎖相環(PLL)可以取代額外的時鐘單元。
圖9表示雙軸系統900，其復制圖8中單軸系統800的電子裝置。通過這種復制，雙軸系統900需要兩個單獨的驅動諧振頻率，但是不能保證所述兩個單獨的驅動諧振頻率相等。


發明內容
本發明的示例性實施例提供一種示例性的雙軸偏航率感測單元，該雙軸偏航率感測單元基于單個機械諧振結構。即，與需要至少兩個諧振結構以同時在兩個軸向上感測偏航率的其它現有的振蕩陀螺儀不同，本發明的示例性雙軸偏航率感測單元可以僅使用單個諧振結構來同時在兩個軸向上感測偏航率。
可以僅使用一個掩模來制造本發明的示例性雙軸偏航率感測單元。換句話說，一個掩模足以限定錨(anchor)、單個音叉及其耦合部件。該示例性雙軸偏航率感測單元可以包括具有容性和/或壓電元件的驅動結構以及具有容性、壓電和/或壓阻元件的感測結構。
本發明的示例性實施例涉及一種雙軸偏航率傳感器，其包括四個可擴展音叉，將所述可擴展音叉共面地設置為兩個相對的對，可擴展音叉的第一對設置為沿著第一軸而彼此相對，可擴展音叉的第二對設置為沿著第二軸而彼此相對，該第一軸和第二軸相互垂直，其中四個可擴展音叉機械地耦合到一起，以使得所有四個音叉在頻率和相位上以相同的方式振動。
本發明的另一示例性實施例涉及一種雙軸偏航率傳感器，其還包括錨定音叉并且用作公共點的錨，所述音叉在所述公共點處機械地耦合到一起。
本發明的另一示例性實施例涉及一種雙軸偏航率傳感器，其還包括至少一對驅動電極，設置所述至少一對驅動電極以振動所述音叉中的至少一個。
本發明的另一示例性實施例涉及一種雙軸偏航率傳感器，其還包括驅動單元，所述驅動單元以公共頻率驅動所述至少一對驅動電極。
本發明的另一示例性實施例涉及一種雙軸偏航率傳感器，其中所述至少一對驅動電極工作以產生靜電力。
本發明的另一示例性實施例涉及一種雙軸偏航率傳感器，其中所述至少一對驅動電極工作以產生壓電力。
本發明的另一示例性實施例涉及一種雙軸偏航率傳感器其還包括至少一對感測電極，所述至少一對感測電極工作以感測所述音叉的至少一個的振動。
本發明的另一示例性實施例涉及一種雙軸偏航率傳感器，其包括公共感測單元，所述公共感測單元以公共頻率處理來自所述至少一對感測電極的檢測信號，所述檢測信號表示兩個軸向上的偏航率。
本發明的另一示例性實施例涉及一種雙軸偏航率傳感器，其中所述至少一對感測電極作為容性電極工作。
本發明的另一示例性實施例涉及一種雙軸偏航率傳感器，其中所述至少一對感測電極作為壓電電極工作。
本發明的另一示例性實施例涉及一種雙軸偏航率傳感器，其中所述至少一對感測電極作為壓阻電極工作。
本發明的另一示例性實施例涉及一種偏航率傳感器，其包括單個諧振結構，所述單個諧振結構用于同時感測兩個軸向上的偏航率，所述單個諧振結構包括四個可擴展音叉，所述四個可擴展音叉在公共點處機械地耦合到一起，以使得所有四個音叉在頻率和相位上以相同的方式振動。
本發明的另一示例性實施例涉及一種偏航率傳感器，其還包括單個驅動單元，所述單個驅動單元以公共頻率振動所述音叉。
本發明的另一示例性實施例涉及一種偏航率傳感器，其還包括單個感測單元，所述單個感測單元以公共頻率感測所述音叉同時在所述兩個軸向上的振動。
本發明的另一示例性實施例涉及一種偏航率傳感器，其還包括兩個感測單元，所述兩個感測單元感測所述音叉的振動，該兩個感測單元中的每一個感測單元感測在所述兩個軸向之一上的偏航率。
本發明的另一示例性實施例涉及一種偏航率傳感器，其包括多個可擴展音叉，所述多個可擴展音叉機械地耦合到一起，以使得所有音叉在頻率和相位上以相同的方式振動。
本發明的另一示例性實施例涉及一種偏航率傳感器，其還包括單個驅動單元，所述單個驅動單元以公共頻率振動所述多個音叉。
本發明的另一示例性實施例還涉及一種偏航率傳感器，其還包括單個感測單元，所述單個感測單元以公共頻率感測所述音叉同時在多于一個軸向上的振動。
本發明的另一示例性實施例涉及一種偏航率傳感器，其中將多個可擴展音叉共面地設置為兩個相對的對，將第一對可擴展音叉設置為沿著第一軸而彼此相對，將第二對可擴展音叉設置為沿著第二軸而彼此相對，所述第一軸與所述第二軸相互垂直。
本發明的另一示例性實施例涉及一種偏航率傳感器，其包括MEMS結構以及公共驅動結構，所述MEMS結構包括第一科里奧利部件、第二科里奧利部件、用于驅動第一科里奧利部件的第一驅動部件以及用于驅動第二科里奧利部件的第二驅動部件，所述第一驅動部件和第二驅動部件機械地耦合到一起，以使得每一個所述第一驅動部件和第二驅動部件都在頻率和相位上以相同的方式振動，并且所述公共驅動結構驅動所述第一和第二驅動部件。
本發明的另一示例性實施例涉及一種偏航率傳感器，其還包括耦合到所述第一和第二科里奧利結構的公共評估結構。



圖1表示關于移動物體的振動偏航率傳感器的工作原理以及科里奧利效應。
圖2表示僅使用單個諧振結構來同時感測兩個軸向上的偏航率的示例性偏航率感測單元的俯視圖。
圖3表示圖2中的示例性偏航率感測單元的示例性工作模式。
圖4A是根據容性原理工作的示例性偏航率感測單元的俯視圖。
圖4B是圖4A中的示例性偏航率感測單元的側視圖。
圖5A是根據壓電原理工作的示例性偏航率感測單元的俯視圖。
圖5B是圖5A中的示例性偏航率感測單元的側視圖。
圖6A是根據壓阻原理工作的示例性偏航率感測單元的俯視圖。
圖6B是圖6A中的示例性偏航率感測單元的側視圖。
圖7表示用于根據容性原理工作的示例性偏航率感測單元的示例性驅動和感測示意圖。
圖8表示常規單軸系統。
圖9表示常規雙軸系統，其復制圖8中的單軸系統的電子裝置。

具體實施例方式 根據本發明的示例性實施例，本發明的示例性雙軸偏航率感測單元包括四個單獨的可擴展(open-ended)音叉，可以分別沿著+X、-X、+Y和-Y方向對其進行設置。將該四個可擴展音叉機械地耦合在一起，以使得所有四個音叉在頻率和相位上以相同的方式振動，而與它們的制造工藝偏差無關。在這點上，音叉機械地耦合到一起的點也可以用于錨定音叉。
由于四個單獨的可擴展音叉的對稱和穩定拓撲，并且由于任意單獨的叉振動將導致其它叉以完全相同的頻率振動并且產生陀螺儀單元的基本運動，所以與其它現有的振動陀螺儀相比較，可以簡化該示例性雙軸偏航率感測單元的驅動和感測配置。例如，如果驅動設置為沿著-X軸方向的音叉(例如，振動的)，則設置為沿著+X、+Y和-Y軸方向的其它三個音叉將以相同的頻率振動。或者，為了獲得完好定義的相位，可以將兩個音叉用作驅動音叉。例如，如果驅動設置為沿著-X方向的音叉和設置為沿著+Y軸向的音叉，則由于中央的機械耦合，其它兩個設置為沿著+X和-Y軸向的音叉也將振動。因此，當驅動設置為沿著-X和+Y軸向的音叉時，其它兩個設置為沿著+X和-Y方向的音叉用作感測音叉。對于信號檢測，由于用于感測雙向偏航率的元件以完全相同的頻率振動，可以使用單個感測單元處理檢測信號。
圖2表示僅使用單個諧振結構來同時感測兩個軸向上的偏航率的示例性偏航率感測單元200的俯視圖。該示例性偏航率感測單元200包括設置為分別沿著+X、-X、+Y和-Y軸向的四個單獨的音叉F1～F4。即，將單獨的音叉F1設置為沿著+X軸向，將單獨的音叉F2設置為沿著-X軸向，將單獨的音叉F3設置為沿著+Y軸向，并且將單獨的音叉F4設置為沿著-Y軸向。
通過錨來使四個單獨的音叉F1～F4在中間位置機械地耦合到一起，該錨可以將四個單獨的音叉F1～F4固定到下層襯底。因此，四個單獨的音叉F1～F4將嚴格地以相同的頻率振動(至少作為實踐方式)。因此，如果四個單獨的音叉中的任意一個音叉振動，則其它三個音叉也將以相同的頻率振動。
根據本發明的示例性實施例，分別設置為沿著+X和-X軸向的兩個單獨的音叉F1和F2可以用于沿著X軸感測偏航率，并且分別設置為沿著+Y和-Y軸向的兩個單獨的音叉F3和F4可以用于沿著Y軸感測偏航率。根據本發明的另一示例性實施例，四個單獨的音叉中的每一個都作為具有單獨的驅動和感測電極的單獨的陀螺儀進行工作。例如，驅動電極可以根據容性和/或壓電原理進行工作。例如，感測電極可以根據容性、壓電和/或壓阻原理進行工作。
圖3表示圖2中的示例性偏航率感測單元的示例性工作模式，其中音叉F1～F4振動以感測沿著X軸和Y軸的角速度。特別地，音叉F1和F2振動以感測沿著X軸的角速度Ωx，并且音叉F3和F4振動以感測沿著Y軸的角速度矢量Ωy。
圖4A和圖4B分別是根據容性原理工作的示例性偏航率感測單元400的俯視圖和側視圖。該示例性偏航率感測單元400包括四個單獨的音叉F1～F4、驅動電極、感測電極和襯底。將四個單獨的音叉F1～F4分別設置為沿著+X、-X、+Y和-Y軸向，并且通過錨將該四個單獨的音叉F1～F4在中間位置處機械地耦合到一起，該錨可以將四個單獨的音叉F1～F4固定到襯底。將驅動電極設置為成對地沿著四個單獨的音叉F1～F4中每一個音叉的諧振結構的外側。將感測電極設置為成對地位于四個單獨的音叉F1～F4中每一個音叉的諧振結構的上方和下方。在這點上，可以將設置為位于每個諧振結構下方的感測電極直接置于該襯底上。設置為位于每個諧振結構上方的感測電極是可選的。這里，感測電極相對于諧振結構的特定放置可以利于制造工藝和/或有助于噪聲消除。例如，將感測電極置于諧振結構上方將利于簡化制造工藝，而將感測電極置于諧振結構的上方和下方將有助于消除輸出信號噪聲。
根據示例性實施例，驅動電極可以單獨地工作以驅動單個音叉、兩個正交的音叉和/或所有四個音叉。
圖5A和圖5B分別是根據壓電原理工作的示例性偏航率感測單元500的俯視圖和側視圖。該示例性偏航率感測單元500包括四個單獨的音叉F1～F4、驅動電極和感測電極。將四個設置為分別沿著+X、-X、+Y和-Y軸向，并且通過錨使該四個單獨的音叉F1～F4在中間位置處機械地耦合到一起。將驅動電極設置為成對地沿著四個單獨的音叉F1～F4中每一個音叉的諧振結構的外側。將感測電極設置為成對地位于四個單獨的音叉F1～F4中每一個音叉的諧振結構的上方和下方。設置為位于每個諧振結構上方的感測電極是可選的。
根據示例性實施例，驅動電極可以單獨地工作以驅動單個音叉、兩個正交的音叉和/或所有四個音叉。感測信號可以來自所有四個單獨的音叉F1～F4或僅來自兩個正交的音叉。
圖6A和圖6B分別是根據壓阻原理工作的示例性偏航率感測單元600的俯視圖和側視圖。該示例性偏航率感測單元600包括四個單獨的音叉F1～F4和壓電電阻。將四個單獨的音叉F1～F4設置為分別沿著+X、-X、+Y和-Y軸向，并且通過錨使該四個單獨的音叉F1～F4在中間位置處機械地耦合到一起。將壓電電阻設置在四個單獨的音叉F1～F4中每一個音叉的諧振結構的頂部或底部上。
根據示例性實施例，使用靜電力或壓電力來驅動示例性偏航率感測單元600。通過壓阻效應實現感測。
圖7表示根據容性原理工作的示例性偏航率感測單元的示例性驅動和感測示意圖。這里僅需要一個驅動電路。
圖10表示僅具有一個驅動電子電路和一個用于解調的控制電路的示例性雙軸偏航率系統1000，這降低了芯片空間需求和功率消耗。該示例性雙軸偏航率系統1000包括MEMS結構或MEMS部分1010以及評估電子裝置1020。MEMS部分1010包括第一驅動MEMS 1011a、第二驅動MEMS 1011b、第一科里奧利MEMS 1012a和第二科里奧利MEMS 1012b。在這點上，將第一驅動MEMS 1011a和第二驅動MEMS 1011b機械地耦合到一起以使得如果驅動(即，振動)其中一個，則另一個也會以相同的諧振頻率振動。評估電子裝置1020包括驅動電子裝置1021、第一科里奧利檢測電子裝置1022a、第二科里奧利檢測電子裝置1022b以及解調控制電路1023。
驅動電子裝置1021驅動MEMS部分1010(即，第一驅動MEMS 1011a和第二驅動MEMS 1011b)以使其處于其諧振頻率處并且具有預定的幅度，以利用與移動物質的速度成比例并且產生力的科里奧利效應，通過第一和第二科里奧利檢測電子裝置1022a和1022b測量所述力。在這種情況下，驅動電子裝置1021設置有自動增益控制(AGC)。用于連接第一驅動MEMS1011a和驅動電子裝置1021的虛線指示出該電路可以可選地工作在閉環中。
第一和第二科里奧利檢測電子裝置1022a和1022b測量由于科里奧利效應產生的力。由于第一驅動MEMS 1011a和第二驅動MEMS 1011b以相同的驅動諧振頻率振動，科里奧利信號具有驅動諧振頻率的AC信號。如果科里奧利諧振頻率與驅動諧振頻率相同并且科里奧利MEMS的品質因數Q高，則該科里奧利信號應該具有高的信噪比。第一和第二科里奧利檢測電子裝置1022a和1022b的每一個都包括前端1024a或1024b、解調器1025a或1025b以及LP 1026a或1026b。如用于將第一科里奧利檢測電子裝置1022a連接到第一科里奧利MEMS 1012a以及將第二科里奧利檢測電子裝置1022b連接到第二科里奧利MEMS 1012b的虛線所指示的，第一和第二科里奧利檢測電子裝置1022a和1022b可以可選地工作在閉環中。
解調控制電路1023提供控制信號，以利用具有驅動諧振頻率的信號和適當的相位信息來解調每個第一和第二科里奧利前端1024a和1024b的輸出，以過濾出科里奧利環路中的科里奧利信號。在這種情況下，鎖相環(PLL)可以用于產生用于解調的控制信號。
圖11表示僅使用用于科里奧利環路的一個前端以及復用器的示例性雙軸偏航率系統1100，這是因為，如果兩個驅動環路以相同的頻率工作，則很容易實現前端之間的復用。該示例性雙軸偏航率系統1100包括MEMS部分1110和評估電子裝置1120。MEMS部分1110包括第一驅動MEMS1111a、第二驅動MEMS 1111b、第一科里奧利MEMS 1112a和第二科里奧利MEMS 1112b。在這點上，第一驅動MEMS 111a和第二驅動MEMS 111b機械地耦合到一起以使得如果驅動(即，振動)其中一個，則另一個也會以相同的諧振頻率振動。評估電子裝置1120包括驅動電子裝置1121、科里奧利檢測電子裝置1122以及解調控制電路1123。
驅動電子裝置1121驅動MEMS部分1110(即，第一驅動MEMS 1111a和第二驅動MEMS 1111b)以使其處于其諧振頻率處并且具有預定的幅度，以利用與移動物質的速度成比例并且產生力的科里奧利效應，通過科里奧利檢測電子裝置1122測量所述力。在這種情況下，驅動電子裝置1121設置有自動增益控制(AGC)。用于連接第一驅動MEMS 1111和驅動電子裝置1121的虛線指示出該電路可以可選地工作在閉環中。
科里奧利檢測電子裝置1122測量由于科里奧利效應而產生的力。由于第一驅動MEMS 1111a和第二驅動MEMS 1111b以相同的驅動諧振頻率振動，科里奧利信號是具有驅動諧振頻率的AC信號。如果科里奧利諧振頻率與驅動諧振頻率相同并且科里奧利MEMS的品質因數Q高，則該科里奧利信號應該具有高的信噪比。科里奧利檢測電子裝置1122包括復用器1127、前端1124、解復用器1128、第一解調器1125a、第二解調器1125b、第一LP 1126a和第二LP 1126b。如用于將科里奧利檢測電子裝置1122連接到每個第一和第二科里奧利MEMS 1112a和1112b的虛線所指示的，該科里奧利檢測電子裝置1122可以可選地工作在閉環中。
解調控制電路1123提供控制信號，以利用具有驅動諧振頻率的信號和適當的相位信息來解調科里奧利前端1124的輸出，以過濾出科里奧利環路中的科里奧利信號。在這種情況下，鎖相環(PLL)可以用于產生用于解調的控制信號。
權利要求
1、一種雙軸偏航率傳感器，包括
四個可擴展音叉，將所述可擴展音叉共面地設置為兩個相對的可擴展音叉對，將第一對可擴展音叉設置為沿著第一軸而彼此相對，將第二對可擴展音叉設置為沿著第二軸而彼此相對，所述第一軸和所述第二軸相互垂直，
其中，所述四個可擴展音叉機械地耦合到一起，以使得所有四個音叉在頻率和相位上以相同的方式振動。
2、根據權利要求1所述的雙軸偏航率傳感器，還包括
錨，所述錨用于錨定所述音叉并且用作公共點，所述音叉在所述公共點處機械地耦合到一起。
3、根據權利要求2所述的雙軸偏航率傳感器，還包括
至少一對驅動電極，將所述至少一對驅動電極設置為振動所述音叉中的至少一個。
4、根據權利要求3所述的雙軸偏航率傳感器，還包括
驅動單元，所述驅動單元以公共頻率驅動所述至少一對驅動電極。
6、根據權利要求4所述的雙軸偏航率傳感器，其中，
所述至少一對驅動電極工作以產生靜電力。
7、根據權利要求4所述的雙軸偏航率傳感器，其中，
所述至少一對驅動電極工作以產生壓電力。
8、根據權利要求4所述的雙軸偏航率傳感器，還包括
至少一對感測電極，所述至少一對感測電極工作以感測所述音叉中的至少一個的振動。
9、根據權利要求8所述的雙軸偏航率傳感器，還包括
公共感測單元，所述公共感測單元以所述公共頻率處理來自所述至少一對感測電極的檢測信號，所述檢測信號表示兩個軸向上的偏航率。
10、根據權利要求9所述的雙軸偏航率傳感器，其中，
所述至少一對感測電極作為容性電極來工作。
11、根據權利要求9所述的雙軸偏航率傳感器，其中，
所述至少一對感測電極作為壓電電極來工作。
12、根據權利要求9所述的雙軸偏航率傳感器，其中，
所述至少一對感測電極作為壓阻電極來工作。
13、一種偏航率傳感器，包括
用于同時感測至少兩個軸向上的所述偏航率的單個諧振結構，所述單個諧振結構包括至少四個可擴展音叉，所述至少四個可擴展音叉在公共點處機械地耦合到一起，以使得所有音叉在頻率和相位上以相同的方式振動。
14、根據權利要求13所述的偏航率傳感器，還包括
單個驅動單元，所述單個驅動單元以公共頻率振動所述音叉。
15、根據權利要求14所述的偏航率傳感器，還包括
單個感測單元，所述單個感測單元以所述公共頻率感測所述音叉同時在所述至少兩個軸向上的所述振動。
16、根據權利要求14所述的偏航率傳感器，還包括
多個感測單元，所述多個感測單元感測所述音叉的所述振動，每個所述感測單元感測在所述至少兩個軸向其中之一上的所述偏航率。
17、一種偏航率傳感器，包括
多個可擴展音叉，所述多個可擴展音叉機械地耦合到一起，以使得所有音叉在頻率和相位上以相同的方式振動。
18、根據權利要求17所述的偏航率傳感器，還包括
單個驅動單元，所述單個驅動單元以公共頻率振動所述多個音叉。
19、根據權利要求18所述的偏航率傳感器，還包括
單個感測單元，所述單個感測單元以所述公共頻率感測所述音叉的同時在多于一個軸向上的所述振動。
20、根據權利要求17所述的偏航率傳感器，其中，
將所述多個可擴展音叉共面地設置為兩個相對的可擴展音叉對，將第一對可擴展音叉設置為沿著第一軸而彼此相對，將第二對可擴展音叉設置為沿著第二軸而彼此相對，所述第一軸和所述第二軸相互垂直。
21、一種雙軸偏航率傳感器，包括
MEMS結構，所述MEMS結構包括第一科里奧利部件、第二科里奧利部件、驅動所述第一科里奧利部件的第一驅動部件以及驅動所述第二科里奧利部件的第二驅動部件，所述第一驅動部件和所述第二驅動部件機械地耦合到一起，以使得每個所述第一驅動部件和所述第二驅動部件在頻率和相位上以相同的方式振動；以及
公共驅動結構，所述公共驅動結構驅動所述第一驅動部件和第二驅動部件。
22、根據權利要求22所述的雙軸偏航率傳感器，還包括
耦合到所述第一科里奧利結構和第二科里奧利結構的公共評估結構。
全文摘要
一種雙軸音叉陀螺儀包括四個可擴展音叉，將所述四個可擴展音叉共面地設置為兩個相對的對，將可擴展音叉的第一對設置為沿著第一軸而彼此相對，將可擴展音叉的第二對設置為沿著第二軸而彼此相對，所述第一軸和第二軸相互垂直。四個可擴展音叉機械地耦合到一起，以使得所有四個音叉在頻率和相位上以相同的方式振動。
文檔編號H01L41/08GK101517418SQ200780034543
公開日2009年8月26日 申請日期2007年8月16日 優先權日2006年8月18日
發明者潘志宇, C·朗, G·亞馬 申請人:羅伯特·博世有限公司