件，該至少一個(gè)耦合件被配置為鎖定第一和第二共振器的共振并且基本上防止每一個(gè)共振器的面外運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)共振器。
[0012]每一個(gè)共振器均可以包括被叉子相互連接的兩個(gè)梭子，并且該至少一個(gè)耦合件可以將叉子相互連接。或者，每一個(gè)共振器均可以包括被叉子相互連接的兩個(gè)梭子，并且該至少一個(gè)耦合件可以包括連接第一共振器的第一梭子和第二共振器的第一梭子的第一耦合件以及連接第一共振器的第二梭子和第二共振器的第二梭子的第二耦合件。共振器可以相互同相地操作，并且耦合件可以是同相耦合件，諸如細(xì)長桿，該細(xì)長桿不順從于器件平面中的彎曲從而耦合沿著它的長度的平移并且順從于面外的彎曲從而每一個(gè)共振器的傾斜運(yùn)動(dòng)并不有效地耦合到其它的之中(例如，懸掛柔性件圍繞傾斜軸線的扭轉(zhuǎn)剛度與桿耦合件和叉子的角剛度的比率在大約100到1000之間)?；蛘撸舱衿骺梢韵嗷シ聪嗟夭僮?，并且耦合件可以是反相耦合件。
【附圖說明】
[0013]根據(jù)下文參考附圖對(duì)其的進(jìn)一步說明，本發(fā)明前述內(nèi)容和優(yōu)點(diǎn)將更加地顯而易見，在附圖中:
[0014]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的X-Y軸線陀螺儀的示意圖；
[0015]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的、帶有被桿相互連接的叉子103和107的、圖1的陀螺儀的示意圖；
[0016]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的、具有圖2所示類型并且具有第一柔性件布置的示例性陀螺儀的示意圖；
[0017]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的、具有圖2所示類型并且具有第二柔性件布置的示例性陀螺儀的示意圖；
[0018]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的、其中梭子為基本正方形的替代實(shí)施例的示意圖；并且
[0019]圖6A詳細(xì)地示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的反相親合件，并且圖6B示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的被連接到陀螺儀叉子的反相耦合件；
[0020]圖7A詳細(xì)地示出根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的反相耦合件，并且圖7B示出根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的被連接到陀螺儀叉子的反相耦合件；并且
[0021]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的、每一對(duì)相鄰的梭子均被耦合件相互連接的陀螺儀的示意圖。
[0022]應(yīng)該指出，前面的圖和在其中描繪的元件并不必按照一致的比例或者按照任何比例繪制。除非上下文另有說明，否則相同的元件由相同的標(biāo)號(hào)指示。
【具體實(shí)施方式】
[0023]定義。如在本說明書和所附權(quán)利要求中使用地，以下術(shù)語將具有所示意的含義，除非上下文另有要求:
[0024]“組”包括一個(gè)或者多個(gè)構(gòu)件。
[0025]在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，X-Y軸線陀螺儀包含兩個(gè)特別配置的單一軸線陀螺儀以感測圍繞器件平面中的兩條正交軸線(敏感性軸線)的旋轉(zhuǎn)。每一個(gè)單一軸線陀螺儀均包括具有被耦合件(在下文中為了方便起見被稱作“叉子”)相互連接的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)顫動(dòng)的梭子的共振器，其中每一個(gè)梭子均被配置為沿著垂直于敏感性軸線的傾斜軸線向面外傾斜并且包括沿著垂直于傾斜軸線(即，平行于敏感性軸線)的軸線定位的對(duì)應(yīng)的科里奧利感測電極。除了別的以外，這種配置趨向于將每一個(gè)單一軸線陀螺儀的敏感性降低為梭子沿著傾斜軸線的面外運(yùn)動(dòng)。
[0026]進(jìn)而，在某些實(shí)施例中，支撐每一個(gè)梭子的懸掛柔性件被配置為使得制造誤差、特別是側(cè)壁角度非對(duì)稱性基本上被去除。因此，并非試圖改進(jìn)側(cè)壁角度質(zhì)量，陀螺儀的配置減小了這種制造誤差對(duì)于陀螺儀性能的影響。結(jié)果，使用僅MEMS工藝以更高的生產(chǎn)能力和產(chǎn)量生產(chǎn)低成本陀螺儀可以變得經(jīng)濟(jì)上更加可行，其中僅MEMS工藝與其它微機(jī)械加工工藝相比通常具有較差的微機(jī)械加工準(zhǔn)確度并且因此通常不被視為能夠生產(chǎn)陀螺儀的工藝。
[0027]在某些實(shí)施例中，兩個(gè)單一軸線陀螺儀的馬達(dá)運(yùn)動(dòng)可以被耦合以產(chǎn)生單一共振頻率。如在下面更加詳細(xì)描述地，兩個(gè)單一軸線陀螺儀可以被一個(gè)或者多個(gè)耦合件相互連接從而或者相互同相地或者相互反相地操作。為了方便起見，用于同相操作的耦合件可以在下文中被稱作“同相耦合件”，并且用于反相操作的耦合件可以在下文中被稱作“反相耦合件”。在某些實(shí)施例中，該兩個(gè)叉子可以被耦合件相互連接，并且在某些其它實(shí)施例中，相鄰的梭子對(duì)可以被耦合件相互連接。在任何情形中，耦合件均通常被配置為鎖定陀螺儀的馬達(dá)運(yùn)動(dòng)，而不在彼此間轉(zhuǎn)移面外(例如，正交)運(yùn)動(dòng)。
[0028]圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的X-Y軸線陀螺儀100的示意圖。這個(gè)振動(dòng)陀螺儀根據(jù)Geen的美國專利N0.5635640中公開的原理來操作，該專利通過引用其整體而合并于此。具體地，這個(gè)振動(dòng)陀螺儀包括在具有各種襯底層結(jié)構(gòu)的底層襯底上定向的器件層(平面)中的各種微機(jī)械加工的陀螺儀結(jié)構(gòu)。為了方便起見，在下面參考器件平面中被標(biāo)為“X”和“y”的軸線以及垂直于x-y平面的“z”軸線描述有關(guān)的陀螺儀結(jié)構(gòu)，“X”和“y”軸線示意地代表圍繞其感測科里奧利加速度的軸線(即，陀螺儀感測軸線)。
[0029]如在圖1中所示，這個(gè)示例性陀螺儀100包括兩個(gè)共振器，每一個(gè)共振器均包括被耦合件(在下文中被稱作叉子)相互連接的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)顫動(dòng)的塊(在下文中被稱作梭子)，除了別的以外，該耦合件確保梭子在器件平面內(nèi)基本上相互反相地共振。具體地，共振器101包括被叉子103相互連接的梭子102和104，并且共振器105包括被叉子107相互連接的梭子106和108。梭子102和104以沿著平行于x軸線的軸線xl為中心，并且梭子106和108以沿著平行于X軸線的軸線x2為中心。梭子102和106以沿著平行于y軸線的軸線yI為中心，并且梭子104和108以沿著平行于y軸線的軸線y2為中心。梭子102和104分別圍繞標(biāo)為A和B的z向軸線旋轉(zhuǎn)地顫動(dòng)，并且梭子106和108分別圍繞標(biāo)為C和D的z向軸線旋轉(zhuǎn)地顫動(dòng)。一般而言，這種被相互連接的梭子對(duì)避免了對(duì)于高成本的安裝隔離的需要，因?yàn)?，除了別的以外，馬達(dá)振動(dòng)慣量趨向于被局部消除從而減小共振器對(duì)于安裝損耗的敏感性，并且加速度計(jì)的反對(duì)稱性趨向于減小它們對(duì)于諸如外部加速度、處于馬達(dá)頻率的外部振動(dòng)和管芯應(yīng)力(die-stress)的敏感性。如在下面更加詳細(xì)地討論的，當(dāng)梭子正在共振時(shí)，主要地由陀螺儀圍繞X和/或y軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)的科里奧利力引起的梭子的面外運(yùn)動(dòng)由在底層襯底上布置的各種科里奧利感測電極感測。
[0030]進(jìn)而，在示例性陀螺儀100中，一個(gè)共振器被配置為僅僅感測圍繞X軸線的旋轉(zhuǎn)并且另一個(gè)共振器被配置為僅僅感測圍繞I軸線的旋轉(zhuǎn)。具體地，共振器101被配置為僅僅感測圍繞X軸線的旋轉(zhuǎn)，其中梭子102和104被懸掛從而僅僅分別地沿著軸線yl和y2傾斜(由分別地沿著yl和12軸線在梭子102和104內(nèi)描繪的豎直短劃線表示)，并且科里奧利感測電極(109、110)和(111、112)基本沿著垂直軸線xl被放置在梭子102和104下面?？评飱W利感測電極109和112基本相互同相地操作，而科里奧利感測電極110和111基本相互同相地但是與科里奧利感測電極109和112反相地操作(即，當(dāng)梭子102和104朝向科里奧利感測電極109和112傾斜時(shí)，它們遠(yuǎn)離科里奧利感測電極110和111地傾斜，并且反之亦然)。類似地，共振器105被配置為僅僅感測圍繞y軸線的旋轉(zhuǎn)，其中梭子106和108被懸掛從而僅僅沿著軸線