[发明专利]驱动和感测平衡、半联接三轴陀螺仪

说明书

在第一方面，角速率传感器包括基板和锚定到基板的旋转结构。角速率传感器还包括锚定到基板上的驱动质量块和将所述驱动质量块与所述旋转结构联接的元件。所述角速率传感器还包括用于驱动所述驱动质量块沿着与所述基板共面的第一轴线振动并且用于驱动所述旋转结构绕垂直于所述基板的第二轴线旋转振动的致动器；以及在感测模式下响应于科里奥利力来感测所述旋转结构的运动的换能器。在第二方面，角速率传感器包括基板和两个剪切质量块，所述剪切质量块平行于所述基板并且经由挠性元件锚定到所述基板。在其他实施例中，提供了一种动态平衡的三轴陀螺仪架构。

优先权声明

本申请案主张于2018年3月29日提交的标题为“驱动和感测平衡、半联接三轴陀螺仪”(“DRIVE AND SENSE BALANCED，SEMI-COUPLED 3-AXIS GYROSCOPE”)的美国申请案序列号15/940,810的优先权，所述申请案主张2018年1月8日提交的美国非临时申请案序列号15/865,189的标题为“带解耦驱动系统的MEMS传感器”的优先权并且为所述美国非临时申请案的部分延续案。本申请案还主张2017年7月6日提交的标题为“驱动和感测平衡、半联接三轴陀螺仪”(“DRIVE AND SENSE BALANCED，SEMI-COUPLED 3-AXIS GYROSCOPE”)的美国临时申请案序列号62/529,401的优先权。每个申请案的整体通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及角速度传感器，并且更具体地涉及包括被引导质量块系统的角速度传感器。

背景技术

角速度的感测经常以振动速率陀螺仪来执行。振动速率陀螺仪通过驱动传感器进入第一运动并对响应于所述第一运动和要感测的角速度的传感器的第二运动进行测量而广泛地产生作用。

因此，期望的是提供一种克服上述问题的系统和方法。本发明解决这种需求。

另外，传统的振动速率微机电系统(MEMS)陀螺仪可能无法提供降低对振动和部件间联接的灵敏度，减小静电悬浮力引起的同相偏移位移和/或降低对封装应力的灵敏度的解决方案。

上述缺陷仅旨在提供常规实施方式的一些问题的概述，而不旨在穷举。通过阅读以下描述，常规实现方式和技术的其他问题以及本文所述各个方面的相应益处将变得更加明显。

发明内容

以下给出了说明书的简化概述，以提供对所述说明书某些方面的基本理解。所述概述不是对所述说明书的详尽概述。它既不旨在确定所述说明书的关键或重要元素，也不旨在描述所述说明书的任何实施方式的特有的任何范围或权利要求的任何范围。其唯一目的是以简化的形式呈现所述说明书的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。

公开了一种角速率传感器。在第一方面，角速率传感器包括基板和锚定到所述基板的旋转结构。所述角速率传感器还包括锚定到所述基板上的驱动质量块和将所述驱动质量块与所述旋转结构联接的元件。所述角速率传感器还包括用于驱动所述驱动质量块沿着与所述基板共面的第一轴线振动并且用于使所述旋转结构绕垂直于所述基板的第二轴线旋转振动的致动器；在感测模式下响应于科里奥利力来感测所述旋转结构的运动的第一换能器；以及在驱动模式下感测所述传感器的运动的第二换能器。

在第二方面，所述角速率传感器包括基板以及第一剪切质量块和平行于所述基板并且经由至少第一多个挠性元件锚定到所述基板的第二剪切质量块。所述角速率传感器还包括驱动质量块，所述驱动质量块平行于所述基板并且经由至少第二多个挠性元件锚定到所述基板。

在另外的非限制性实施例中，描述一种动态平衡的3轴陀螺仪架构，其可以包括一个或多个框架陀螺仪，两个或多个与所述一个或多个框架陀螺仪联接的驱动梭和/或一个或多个与所述框架陀螺仪联接的中心检验质量块或桨式陀螺仪。