角速度传感器
阅读：366发布：2020-05-12
专利汇可以提供角速度传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 角 速度 传感器 （100）包括振动器（51）、支承 基板 （10）、锚段（30）、连接梁段、驱动段以及检测段。振动器（51）包括 内部振动器 （56）和外部振动器（57），它们在由驱动段驱动时在相反的圆周方向上振动。连接梁段将振动器（51）结合至锚段（30），并且在z方向上和圆周方向上是弹性的。连接梁段包括第一连接梁（80）和第二连接梁（81），每个第一连接梁（80）在一端处结合至外部振动器（57）并且在另一端处结合至内部振动器（56），每个第二连接梁（81）在一端处结合至相应第一连接梁（80）的振动 节点 （P2）并且在另一端处结合至锚段。，下面是角速度传感器专利的具体信息内容。
1.一种角速度传感器(100)，其包括：
振动器(51)，其布置于由相互垂直的x方向和y方向限定的x-y平面上；
支承基板(10)，其在垂直于x-y平面的z方向上布置为远离所述振动器(51)；
锚段(30)，其从支承基板(10)延伸至所述振动器(51)布置于其上的x-y平面；
将所述振动器(51)结合至所述锚段(30)的连接梁段，连接梁段在z方向上具有弹性并且在绕着z方向的圆周方向上具有弹性；
驱动段，其在圆周方向上振动所述振动器(51)；以及
检测段，其检测所述振动器(51)在z方向上的位移，
所述角速度传感器特征在于：
振动器(51)包括在x-y平面上具有环形平面形状的外部振动器(57)以及在x-y平面上具有环形平面形状的内部振动器(56)，内部振动器(56)布置于由外部振动器(57)的内表面(57a)包围的区域中，
所述连接梁段包括多个第一连接梁(80)和多个第二连接梁(81)，每个第一连接梁(80)在一端处结合至外部振动器(57)的内表面(57a)并且在另一端处结合至内部振动器(56)的外表面(56b)，每个第二连接梁(81)在一端处结合至相应一个所述第一连接梁(80)并且在另一端处结合至所述锚段(30)，
所述驱动段在相反的圆周方向上振动内部振动器(56)和外部振动器(57)以执行耦合振动，并且
每个第二连接梁(81)的所述一端结合至相应一个第一连接梁(80)的振动节点(P2)，并且振动节点(P2)是在由内部振动器(56)和外部振动器(57)执行的所述耦合振动期间不振动的点。
2.根据权利要求1的角速度传感器(100)，其中
所述内部振动器(56)和外部振动器(57)同心地布置。
3.根据权利要求1的角速度传感器(100)，其中
所述外部振动器(57)的内表面(57a)与内部振动器(56)的外表面(56b)之间的距离恒定，并且
其中所述内部振动器(56)经由第一连接梁(80)与外部振动器(57)相结合。
4.根据权利要求1的角速度传感器(100)，
其中每个第一连接梁(80)沿着z方向具有两个侧面，并且
其中两个第二连接梁(81)分别结合至所述相应一个第一连接梁(80)的这两个侧面。
5.根据权利要求1至4的任何一个的角速度传感器(100)，
其中每个第一连接梁(80)具有垂直于外部振动器(57)的内表面(57a)和内部振动器(56)的外表面(56b)的直的形状。
6.根据权利要求5的角速度传感器(100)，
其中每个第二连接梁(81)包括：
第一子梁(82)，其在x-y平面上具有矩形平坦形状并且纵向地平行于所述相应一个第一连接梁(80)；
第二子梁(83)，其在x-y平面上具有矩形平坦形状并且纵向地平行于所述相应一个第一连接梁(80)；
刚性元件(84)，其具有比第一子梁(82)和第二子梁(83)的刚性高的刚性；以及第三子梁(85)，其在x-y平面上具有矩形平坦形状并且纵向地垂直于所述相应一个第一连接梁(80)，
其中所述刚性元件(84)包括竖直子元件(84a)、第一突出子元件(84b)以及两个第二突出子元件(84c)，它们以如此的方式布置以使得所述竖直子元件纵向地平行于所述相应一个第一连接梁(80)，所述第一突出子元件(84b)从竖直子元件(84a)的中心点在远离所述相应一个第一连接梁(80)的方向上突出，并且所述两个第二突出子元件(84c)分别从竖直子元件(84a)的两端在接近所述相应一个第一连接梁(80)的方向上突出，其中第一子梁(82)的相应于每个第二连接梁(81)的所述另一端的两端结合至锚段(30)，并且第一子梁(82)的中心点结合至第一突出子元件(84b)，
其中第二子梁(83)分别在两端处结合至两个第二突出子元件(84c)，并且其中第三子梁(85)的一端结合至第二子梁(83)的中心点，并且第三子梁(85)的相应于每个第二连接梁(81)的所述一端的另一端结合至所述相应一个第一连接梁(80)的振动节点(P2)。
7.根据权利要求5的角速度传感器(100)，
其中每个第二连接梁(81)包括：
第四子梁(86)，其在x-y平面上具有矩形平坦形状并且纵向地垂直于所述相应一个第一连接梁(80)；
第五子梁(87)，其在x-y平面上具有矩形平坦形状并且纵向地垂直于所述相应一个第一连接梁(80)；
第六子梁(88)，其在x-y平面上具有带直角的U形形状，第六子梁(88)具有布置为远离所述相应一个第一连接梁(80)的两端；
第七子梁(89)，其在x-y平面上具有带直角的U形形状，第七子梁(89)具有布置为远离所述相应一个第一连接梁(80)的两端，第七子梁(89)具有大于第六子梁(88)长度的长度以使得第六子梁(88)布置于由第七子梁(89)包围的区域中；以及
两个第八子梁(90)，其在x-y平面上具有矩形平坦形状，两个第八子梁(90)的一个将第六子梁(88)的一端结合至第七子梁(89)的一端，并且两个第八子梁(90)的另一个将第六子梁(88)的另一端结合至第七子梁(89)的另一端，
其中第四子梁(86)的远离所述相应一个第一连接梁(80)且相应于每个第二连接梁(81)的所述另一端的一端结合至锚段(30)，
其中第四子梁(86)的接近所述相应一个第一连接梁(80)的另一端结合至第六子梁(88)的中心点，
其中第五子梁(87)的远离所述相应一个第一连接梁(80)的一端结合至第七子梁(89)的中心点，并且
其中第五子梁(87)的接近所述相应一个第一连接梁(80)且相应于每个第二连接梁(81)的所述一端的另一端结合至所述相应一个第一连接梁(80)的振动节点(P2)。
8.根据权利要求1至4的任何一个的角速度传感器(100)，
其中所述驱动段包括柔性驱动电极段和固定驱动电极段，柔性驱动电极段结合至所述振动器(51)，并且，所述固定驱动电极段结合至所述支承基板(10)且布置为在垂直于圆周方向的方向上面向柔性驱动电极段。
9.根据权利要求8的角速度传感器(100)，
其中柔性驱动电极段结合至内部振动器(56)和外部振动器(57)。
10.根据权利要求8的角速度传感器(100)，
其中柔性驱动电极段仅结合至内部振动器(56)和外部振动器(57)的其中之一。
11.根据权利要求1至4的任何一个的角速度传感器(100)，
其中检测段包括多个第一检测器(67、67a至67d)，并且
其中每个第一检测器包括：
第一柔性检测电极(70)，其布置于x-y平面上；
连接元件(72)，其在z方向上具有弹性并且将第一柔性检测电极(70)结合至振动器(51)；以及
第一固定检测电极(71)，其附接至所述支承基板(10)并且在z方向上面向第一柔性检测电极(70)。
12.根据权利要求11的角速度传感器(100)，
其中第一检测段包括在x方向上跨过振动器(51)彼此面对地布置的两个柔性检测电极。
13.根据权利要求12的角速度传感器(100)，
其中第一检测段包括在y方向上跨过振动器(51)彼此面对地布置的两个第一柔性检测电极(70)。
14.根据权利要求12的角速度传感器(100)，
其中所述连接梁段在z方向上具有比每个第一检测器(67、67a至67d)的连接元件(72)的弹性模量小的弹性模量以使得连接梁段与每个第一检测器(67、67a至67d)的连接元件(72)相比更可能在z方向上变形。
15.根据权利要求1至4的任何一个的角速度传感器(100)，还包括：
另一个检测段，其具有检测振动器(51)在垂直于z方向的方向上的位移的多个第二检测器(68、68a、68b)，
其中每个第二检测器(68、68a、68b)包括结合至振动器(51)的第二柔性检测电极(77)和附接至所述支承基板(10)的第二固定检测电极(79)，并且第二柔性检测电极(77)在垂直于圆周方向的方向上面向第二固定检测电极(79)。
16.根据权利要求1至4的任何一个的角速度传感器(100)，还包括：
监控段，其监控振动器(51)的振动状态，
其中所述监控段包括结合至振动器(51)的柔性监控器电极段和附接至所述支承基板(10)的固定监控器电极段，所述柔性监控器电极段在垂直于圆周方向的方向上面向所述固定监控器电极段。
角速度传感器
技术领域
[0001] 本公开涉及角速度传感器，其包括布置为在高度上远离支承基板的振动器以及布置为距基板的高度与振动器相等并且经由连接梁结合至振动器的多个锚。
背景技术
[0002] 如在JP-A-2010-151808（相应于US2010/0126269）中公开的，集成微机电结构是公知的。在这种结构中，驱动块经由弹性锚固定至基板。驱动块由绕着竖直轴线的驱动运动而致动，由此在垂直于竖直轴线的平面上执行旋转运动。在角速度施加至运动的驱动块时，角速度在驱动块上产生科氏力。在JP-A-2010-151808中公开的微机电结构中，角速度通过检测由科氏力引起的驱动块的位移来检测。
[0003] 如JP-A-2010-151808的图4中所示，驱动块具有环形形状。在微机电结构中，第一锚布置于由环形驱动块的内表面包围的第一区域中。而且，四个第二锚布置于定义为环形驱动块的外表面的外部区域的第二区域中。另外四个第一弹性锚以如此的方式布置以使得第一锚结合至每个第一弹性锚的一端并且每个第一弹性锚的另一端结合至环形驱动块的内表面。而且，四个第二弹性锚以如此的方式布置以使得每个第二弹性锚的一端结合至环形驱动块的外表面并且每个第二弹性锚的另一端结合至相应的第二锚。具有这个布置，驱动块经由八个弹性锚由锚支承。
[0004] 如上所述，在JP-A-2010-151808中公开的微机电结构中，每个弹性锚的一端结合至驱动块并且每个弹性锚的另一端结合至固定至基板的相应锚。在这种结构中，由驱动块产生的振动经由弹性锚传递至锚。然后，传递至锚的振动在基板上反射并且反射的振动经由弹性锚传递返回至驱动块。因而，驱动块的运动状态变得不稳定，由此降低角速度传感器的灵敏度。发明内容
[0005] 考虑到前述困难，本公开的一个目标是提供一种角速度传感器，其中角速度传感器的灵敏度的降低得到抑制。
[0006] 根据本公开的一个方面，一种角速度传感器包括振动器、支承基板、锚段、连接梁段、驱动段以及检测段。振动器布置于由相互垂直的x方向和y方向限定的x-y平面上。振动器包括在x-y平面上具有环形平面形状的外部振动器以及在x-y平面上具有环形平面形状的内部振动器。内部振动器布置于由外部振动器的内表面包围的区域中。支承基板在垂直于x-y平面的z方向上布置为远离振动器。锚段从支承基板延伸至振动器布置于其上的x-y平面。连接梁段将振动器结合至锚段，并且在z方向上具有弹性并且在绕着z方向的圆周方向上具有弹性。驱动段在圆周方向上振动所述振动器。检测段检测振动器在z方向上的位移。连接梁段包括多个第一连接梁和多个第二连接梁。每个第一连接梁在一端处结合至外部振动器的内表面并且在另一端处结合至内部振动器的外表面。每个第二连接梁在一端处结合至相应一个第一连接梁并且在另一端处结合至锚段。驱动段在相反的圆周方向上振动内部振动器和外部振动器以执行耦合振动。每个第二连接梁的所述一端结合至所述相应一个第一连接梁的振动节点。振动节点是在由内部振动器和外部振动器执行的耦合振动期间不振动的点。
[0007] 在以上设备中，由内部振动器和外部振动器执行的耦合振动不大可能经由连接梁段传递至支承基板。因而，振动不大可能在支承基板上反射之后传递返回到内部振动器和外部振动器。因而，振动器的振动状态不大可能变得不稳定，由此抑制角速度检测的灵敏度的降低。附图说明
[0008] 本发明的上述以及其他目标、特点和优点将从以下结合附图的详细描述中变得更加明显，图中：
[0009] 图1是示出根据本发明第一实施例的角速度传感器的顶视图的视图；
[0010] 图2是沿着图1的线II-II截取的角速度传感器的横截图；
[0011] 图3是示出角速度传感器的运动状态的视图；
[0012] 图4是示出切向子元件（tangent sub-member）的扭转的透视图；
[0013] 图5是角速度传感器的横截图，示出在科里奥利（Coriolis force，简称科氏力）施加至角速度传感器时第一检测器的位移；
[0014] 图6是角速度传感器的横截图，示出在外力施加至角速度传感器时第一检测器的位移；
[0015] 图7是角速度传感器的横截图，示出在外力施加至角速度传感器时第一检测器的位移；
[0016] 图8是连接梁的顶视图；
[0017] 图9是示出连接梁的振动状态的顶视图；
[0018] 图10是角速度传感器的横截图，示出在外力施加至角速度传感器时连接梁的位移；
[0019] 图11是角速度传感器的变型的顶视图；并且
[0020] 图12是连接梁的变型的顶视图。
具体实施方式
[0021] （第一实施例）
[0022] 根据第一实施例的角速度传感器100将参照图1至图10描述。而且，在下文中，沿着x轴线的方向定义为x方向，沿着垂直于x轴线的y轴线的方向定义为y方向，由x轴线和y轴线限定的平面定义为x-y平面，并且沿着垂直于x-y平面的z轴线的方向定义为z方向。
[0023] 如图1和2中所示，角速度传感器100主要包括支承基板10、锚段以及浮动段50。浮动段50布置为在z方向上远离支承基板10一个距离。浮动段50经由锚段30结合至支承基板10。浮动段50包括振动器51、多个监控器52、多个驱动器53、多个检测器54以及多个连接梁55。锚段30包括多个第一锚31、多个第二锚32、多个第三锚33以及多个第四锚34。锚段30将浮动段50结合至支承基板10。每个锚31至34包括电极，电极未示出。
振动器51经由连接梁55固定至第一锚31，并且相对于支承基板10可运动。在角速度施加至运动的振动器51时，在与振动器51的运动方向以及施加角速度的方向垂直的方向上产生科氏力。科氏力引起振动器51的位移。因而，角速度能通过检测振动器51的位移来检测。
振动器51经由连接梁55固定至第一锚31，并且相对于支承基板10可运动。在角速度施加至运动的振动器51时，在与振动器51的运动方向以及施加角速度的方向垂直的方向上产生科氏力。科氏力引起振动器51的位移。因而，角速度能通过检测振动器51的位移来检测。
[0024] 振动器51包括内部振动器56和外部振动器57，每个振动器在x-y平面上具有环形平面形状。内部振动器56布置于由外部振动器57的内表面57a包围的区域中。内部振动器56和外部振动器57经由连接梁55结合。连接梁55经由第一锚31固定至支承基板10。环形内部振动器56和环形外部振动器57同心地布置于中心点P1（在图1中由“X”示出）处。因而，内部振动器56与外部振动器57之间的垂直距离恒定。内部振动器56和外部振动器57绕着沿z方向穿过中心点P1的中心线（在图2中由虚线示出）在两个相反的圆周方向上振动。内部振动器56和外部振动器57的振动（也已知为耦合振动）将稍后更具体地描述。直流（DC）电压输入至第一锚31的电极，并且DC电压还经由连接梁55输入至振动器51。
[0025] 每个监控器52包括柔性监控器梁58、柔性监控器电极59、固定监控器梁60以及固定监控器电极61。柔性监控器梁58从内部振动器56延伸，并且柔性监控器梁59在圆周方向上从柔性监控器梁58延伸。固定监控器梁60固定至相应的第二锚32，并且固定监控器电极61在圆周方向上从固定监控器梁60延伸。更具体地，在根据本实施例的角速度传感器100中，每个柔性监控器梁58从内部振动器56的内表面56a朝着中心点P1延伸，并且每个柔性监控器电极59具有从相应柔性监控器梁58的一个侧面延伸的梳形状。在每个柔性监控器梁58中，相应柔性监控器电极59由此延伸的侧面垂直于圆周方向。固定监控器梁60和第二锚32布置于由内部振动器56的内表面56a包围的区域中。每个具有梳形状的固定监控器电极61从相应固定监控器梁60的一个侧面延伸。在每个固定监控器梁60中，相应固定监控器电极61由此延伸的侧面面向相应的柔性监控器梁58。因而，柔性监控器电极59和固定监控器电极61相互啮合并且在垂直于圆周方向的线上彼此面对。圆周方向垂直于具有作为径向中心的中心点P1的径向。在下文中，柔性监控器电极59和固定监控器电极61也称为监控器电极，并且柔性监控器梁58和固定监控器梁60也称为监控器梁。监控器电极59、61以弧形围绕中心点P1布置。每个监控器电极59、61布置为彼此远离以使得每个监控器电极59、61在振动器51的振动期间在圆周方向上不会相互碰撞。
[0026] 如上所述，每个柔性监控器梁58从内部监控器56延伸。因此，DC电压经由柔性监控器梁58输入至柔性监控器电极59。因而，每个面向相应的柔性监控器电极59的固定监控器电极61的电势根据DC电压而改变。而且，每个固定监控器电极61从相应的固定监控器梁60延伸，并且固定监控器梁60固定至相应的第二锚32。因而，根据DC电压的信号预期从第二锚32的电极输出。
[0027] 如图1中所示，根据本实施例的角速度传感器100在中心点P1周围包括四个监控器52以及四个第二锚32。因而，根据本实施例的角速度传感器100包括从内部振动器56延伸的四个柔性监控器梁58、分别固定至四个第二锚32的四个固定监控器梁60。因此，角速度传感器100包括四个柔性监控器电极59和四个固定监控器电极61。四个监控器52以如此的方式布置以使得每个柔性监控器电极59和相应的固定监控器电极61相互啮合并且在圆周方向上以均匀的间隔布置。利用这种构造，每两个监控器52a布置为彼此面对。而且，每两个相邻的监控器52以对称的方式布置。换言之，两个柔性监控器电极59在顺时针方向上从相应的柔性监控器梁58延伸，并且另外两个柔性监控器电极59在逆时针方向上从相应的柔性监控器梁58延伸。类似地，两个固定监控器电极61在顺时针方向上从相应的固定监控器梁60延伸吧，并且另外两个固定的监控器电极61在逆时针方向上从相应的固定监控器梁延伸。可替换地，所述四个柔性监控器梁58可在圆周方向上以均匀的间隔布置，并且所述四个固定监控器梁60可在圆周方向上以均匀的间隔布置（未示出）。
[0028] 每个驱动器53包括柔性驱动梁62、柔性驱动电极63以及固定驱动电极64。而且，每个柔性驱动梁62包括第一柔性驱动子梁65和第二柔性驱动子梁66。每个柔性驱动电极63包括第一柔性驱动子电极和第二柔性驱动子电极。每个固定驱动电极64包括第一固定驱动子电极和第二固定驱动子电极。每个第一柔性驱动子梁65从内部振动器56的外表面56b朝着外部振动器57延伸，并且每个第二柔性驱动子梁66从外部振动器57的内表面57a朝着内部振动器56延伸。每个柔性驱动电极63在圆周方向上从相应的柔性驱动梁62延伸。具体地，每个具有梳形状的第一柔性驱动子电极从相应第一柔性驱动子梁65的面向第三锚33的侧面延伸，并且每个具有梳形状的第二柔性驱动子电极从相应第二柔性驱动子梁66的面向第三锚33的侧面延伸。每个具有梳形状的第一固定驱动子电极在圆周方向上从相应第三锚33的面向相应第一柔性驱动子梁65的侧面延伸，并且每个具有梳形状的第二固定驱动子电极在圆周方向上从相应第三锚33的面向相应第二柔性驱动子梁66的另一个侧面延伸。每个第三锚33以及相应的第一和第二固定驱动子电极布置于相应的第一柔性驱动子梁65与相应的第二柔性驱动子梁66之间。因而，每个第一柔性驱动子电极和相应的第一固定驱动子电极相互啮合并且在径向上彼此面对。类似地，每个第二柔性驱动子电极和相应的第二固定驱动子电极相互啮合并且在径向上彼此面对。柔性驱动电极63和固定驱动电极64以弧形围绕中心点P1布置。柔性驱动电极63和固定驱动电极64的每个子电极布置为彼此远离以使得每个驱动子电极在振动器51的振动期间在圆周方向上不会相互碰撞。
[0029] 根据本实施例的角速度传感器100包括四个驱动器53和四个第三锚33。因而，角速度传感器100包括四个柔性驱动梁62、四个柔性驱动电极63以及四个固定驱动电极64。四个驱动器53在圆周方向上以均匀的间隔布置以使得每个第一柔性驱动子梁65和相应的第二柔性驱动子梁66在圆周方向上以均匀的间隔布置。利用这种构造，每两个驱动器53跨过内部振动器56彼此面对地布置。也就是，每两个第一柔性驱动子梁65跨过内部振动器56彼此面对地布置，并且每两个第二柔性驱动子梁66跨过内部振动器56彼此面对地布置。可替换地，所述四个第一柔性驱动子梁65可在圆周方向上以均匀的间隔布置，并且所述四个第二柔性驱动子梁66可在圆周方向上以均匀的间隔布置（未示出）。另外，四个第三锚33以如此的方式布置以使得所述四个第三锚33在圆周方向上以均匀的间隔布置以使得每两个第三锚33跨过内部振动器56彼此面对地布置。
[0030] 如上所述，内部振动器56和外部振动器57在相反的圆周方向上由在每个柔性驱动电极与相应的固定驱动电极64之间产生的静电力驱动而振动。由于产生的静电力是吸引力，静电力在从每个第一柔性驱动子梁65至相应的第三锚33的方向上施加至内部振动器56。因而，内部振动器56在从第一柔性驱动子梁65至相应的第三锚33的方向上位移，这个方向与每个第一柔性驱动子电极从相应的第一柔性驱动子梁65延伸的方向相同。类似地，静电力在从每个第二柔性驱动子梁66延伸至相应的第三锚33的方向上施加至外部振动器57。因而，外部振动器57在从第二柔性驱动子梁66至相应的第三锚33的方向上位移，这个方向与每个第二柔性驱动子电极从相应的第二柔性驱动子梁66延伸的方向相同。
[0031] 如图1中所示，在从中心点P1的12点方向定义为0度方向时，构成一对的两个驱动器53分别布置于45度方向和225度方向。在两个驱动器53中，每个第一柔性驱动子电极在顺时针方向上从第一柔性驱动子梁65延伸，并且每个第二柔性驱动子电极在逆时针方向上从第二柔性驱动子梁66延伸。而且，构成另一对的另两个驱动器53分别布置于135度方向和315度方向。在另一对的两个驱动器53中，每个第一柔性驱动子电极在逆时针方向上从第一柔性驱动子梁65延伸，并且每个第二柔性驱动子电极在顺时针方向上从第二柔性驱动子梁66延伸。
[0032] 在上述构造情况下，在比柔性驱动电极63的电势低的电势通过锚电极（未示出）施加至分别布置于45度方向和225度方向的第三锚33时，产生静电力。具体地，静电力在顺时针方向上产生于每个第一柔性驱动子梁65与相应的第三锚33之间，并且静电力在逆时针方向上产生于每个第二柔性驱动子梁66与相应的第三锚33之间。柔性驱动电极63的电势等于振动器51的电势。因而，输入至振动器51的DC电压，输入至柔性驱动电极63。在产生静电力时，内部振动器56在顺时针方向上位移，并且外部振动器57在逆时针方向上位移。另外，在低于DC电压的电势通过锚电极（未示出）施加至分别布置于135度方向和
315度方向的第三锚33时，产生静电力。具体地，静电力在顺时针方向上产生于每个第一柔性驱动子梁65与相应的第三锚33之间，并且静电力在逆时针方向上产生于每个第二柔性驱动子梁66与相应的第三锚33之间。在产生静电力时，内部振动器56在逆时针方向上位移，并且外部振动器57在顺时针方向上位移。
315度方向的第三锚33时，产生静电力。具体地，静电力在顺时针方向上产生于每个第一柔性驱动子梁65与相应的第三锚33之间，并且静电力在逆时针方向上产生于每个第二柔性驱动子梁66与相应的第三锚33之间。在产生静电力时，内部振动器56在逆时针方向上位移，并且外部振动器57在顺时针方向上位移。
[0033] 在分别布置于45度方向和225度方向的两个驱动器53的每个中，在施加至相应的第三锚33的电势反向时，内部振动器56的位移方向和外部振动器57的位移方向分别地反向。类似地，在分别布置于135度方向和315度方向的两个驱动器53的每个中，在施加至相应的第三锚33的电势反向时，内部振动器56的位移方向和外部振动器57的位移方向分别地反向。在根据本实施例的角速度传感器100中，以预定的时间间隔改变极性的驱动电压Vd施加至每个第三锚33。而且，驱动电压Vd以如此的方式施加，以使得施加至分别布置于45度方向和225度方向的两个第三锚33的电压Vd具有与施加至分别布置于135度方向和315度方向的两个第三锚33的电压Vd相反的相位。在这个构造情况下，内部振动器56和外部振动器57在相反的圆周方向上振动，由此执行耦合振动。
[0034] 检测器54包括第一检测器67和第二检测器68。第一检测器67检测振动器51在z方向上的位移。第二检测器68检测振动器51在垂直于z方向的方向上的位移。如图1和2中所示，每个第一检测器67包括柔性元件69、第一柔性检测电极70、第一固定检测电极71以及连接元件72。每个第一柔性检测电极70附接至支承基板10面向相应的柔性元件69，并且每个第一固定检测电极71附接于支承基板10上在z方向上面向相应的柔性元件69。每个连接元件72将相应的柔性元件69结合至外部振动器57。每个第一柔性检测电极70和相应的第一固定检测电极71在z方向上彼此面对，并且检测第一柔性检测电极70与第一固定检测电极71之间的静电容量的改变。
[0035] 每个连接元件72包括切向子元件73、两个第一延伸子元件74、以及第二延伸子元件75。每个切向子元件73在切向上延伸。两个第一延伸子元件74分别从相应的切向子元件73的两端延伸至外部振动器57。每个第二延伸子元件75从相应的切向子元件73的中心点延伸至柔性元件69。利用这种构造，每个切向子元件73非常可能在径向上弯曲并且非常可能在z方向上变形，但是不大可能在圆周方向上弯曲。因而，第一柔性检测电极70和相应的第一固定检测电极71之间的静电容量更容易地根据振动器51在z方向上的位移而改变。
[0036] 在根据本实施例的角速度传感器100中，连接元件72构造为在z方向上具有比连接梁55高的弹性模量。因而，连接元件72不大可能在z方向上变形。也就是，连接梁55在z方向上具有比连接元件72低的弹性模量。因而，连接梁55非常可能在z方向上变形。如上所述，内部振动器56和外部振动器57经由连接梁55和第一锚31结合至支承基板10，并且第一柔性检测电极70经由连接元件72结合至外部振动器57。因此，第一柔性检测电极70经由连接梁55结合至锚段30。由于连接梁55与连接元件72相比非常可能在z方向上变形，第一柔性检测电极70主要根据连接梁55在z方向上的扭转而位移。
[0037] 如图1中所示，根据本实施例的角速度传感器100包括在圆周方向上以均匀的间隔布置的四个第一检测器67a、67b、67c、67d。四个第一检测器67a至67d从外部振动器57在径向上延伸。一对第一检测器67a、67c彼此面对布置，并且另一对第一检测器67b、67d彼此面对布置。当振动器51在圆周方向上振动时，在振动器51上彼此面对的两个切点在相反的切向上运动。因而，彼此面对的第一检测器67a、67c在相反的切向上运动。类似地，彼此面对的第一检测器67b、67d在相反的切向上运动。
[0038] 每个第二检测器68包括柔性检测梁76、第二柔性检测电极77、固定检测梁78以及第二固定检测电极79。柔性检测梁76从外部振动器57的外表面57b在径向上延伸。每个第二柔性检测电极77在圆周方向上从相应的柔性检测梁76延伸。每个固定检测梁78固定至相应的第四锚34。每个第二固定检测电极79在圆周方向上从相应的固定检测梁78延伸。每个具有梳形状的第二柔性检测电极77从相应的柔性检测梁76的一个侧面延伸。在每个柔性检测梁76中，相应的第二柔性检测电极77由此延伸的侧面垂直于圆周方向。每个固定检测梁78以如此的方式从相应的第四锚34朝着振动器51延伸以使得每个固定检测梁78面向相应的柔性检测梁76。每个第二固定检测电极79以如此的方式从相应的固定检测梁78延伸以使得每个具有梳形状的第二固定检测电极79从相应的固定检测梁78的一个侧面朝着相应的柔性检测梁76延伸。在每个固定检测梁78中，相应的第二固定检测电极79由此延伸的侧面面向相应的柔性检测梁76。利用这种构造，每个第二柔性检测电极77和相应的第二固定检测电极79相互啮合并且在径向上彼此面对。第二柔性检测电极77和第二固定检测电极79以弧形围绕中心点P1布置。第二柔性检测电极77和第二固定检测电极79的每个布置为彼此远离以使得每个检测电极77、79在内部振动器56和外部振动器57的振动期间在圆周方向上不会相互碰撞。在振动期间，每个第二柔性检测电极77与相应的第二固定检测电极79之间的静电容量的改变由相应的第四锚34的电极（未示出）检测。
[0039] 如图1中所示，根据本实施例的角速度检测器100包括两个第二检测器68a、68b，它们布置为彼此面对。两个第二检测器68a、68b结合至外部振动器57并且跨过振动器51彼此面对。因而，在两个第二检测器68a、68b中，分别位于两个第二检测器68a、68b上的两个切点在相反的切向上运动。
[0040] 每个连接梁55包括第一连接梁80和两个第二连接梁81。每个第一连接梁80在一端处结合至外部振动器57的内表面57a，并且在另一端处结合至内部振动器56的外表面56b。每个第二连接梁81在一端处结合至相应的第一连接梁80并且在另一端处结合至相应的第一锚31。利用这种构造，每个连接梁55在z方向上具有弹性并且在圆周方向上具有弹性。在根据本实施例的角速度传感器100中，每个第一连接梁80以如此的方式与两个第二连接梁81相结合以使得每个连接梁55具有交叉形状的顶视图。连接梁55将稍后详细描述。
[0041] 下面将描述角速度传感器100的操作以及角速度检测的原理。如上所述，DC电压施加至第一锚31，驱动电压Vd施加至分别布置于45度方向和225度方向的两个第三锚33，并且反向驱动电压Vd施加至分别布置于135度方向和315度方向的两个第三锚33。利用这种构造，内部振动器56和外部振动器57在相反的圆周方向上由施加电压所产生的静电力驱动而振动。内部振动器56和外部振动器57执行耦合振动。更具体地，如图3中由粗线所示，当内部振动器56在顺时针方向上移动时，外部振动器57在逆时针方向上移动。而且，如图3中由虚线所示，当内部振动器56在逆时针方向上移动时，外部振动器57在顺时针方向上移动。在内部振动器56和外部振动器57的耦合振动期间，每个第一连接梁80弯曲成如同第一连接梁80在具有两个固定端和一个振动节点情况下振动一样的形状。第一连接梁80与振动器51的两个连接端作为两个固定端，与两个相应的第二连接梁81的连接点作为振动节点。而且，每个第二连接梁81弯曲成如同第二连接梁81在具有一个固定端和一个振动节点情况下振动一样的形状。第二连接梁81的与相应第一锚31的连接端作为固定端，与相应的第一连接梁80的连接点作为振动节点。振动节点是不振动的点并且在振动期间具有零振幅。
[0042] 在内部振动器56和外部振动器57的耦合振动期间，例如，当角速度在垂直于z方向的方向（也就是平行于x-y平面的方向）上施加至振动器51时，科氏力产生并且沿着z方向施加至振动器51。如图4中所示，在科氏力施加至振动器51时，每个切向子元件73在z方向上在一中心点处变形，在该中心点，切向子元件73经由相应的第二延伸子元件75结合至柔性元件69。因而，振动器51在z方向上位移。因此，每个第一柔性检测电极70与相应的第一固定检测电极71之间的相对距离改变，且每个第一柔性检测电极70与相应的第一固定检测电极71之间的静电电容改变。如上所述，当振动器51在圆周方向上振动时，振动器51上彼此面对的两个切点在相反的切向上运动。因而，科氏力在相反的方向上施加至两个切点。例如，如图5中所示，当角速度在从第一检测器67b至第一检测器67d的方向上施加至振动器51时，第一检测器67b沿着z方向移动至上侧，并且第一检测器67d沿着z方向移动至下侧。上侧定义为振动器51布置于此的侧面，并且下侧定义为支承基板10布置于此的侧面。类似地，当角速度在从第一检测器67a至第一检测器67c的方向上施加至振动器51时，第一检测器67a沿着z方向移动至上侧，并且第一检测器67c沿着z方向（未示出）移动至下侧。因此，布置于振动器51的相反侧面上彼此面对的每两个第一检测器（67a和67c、67b和67d）由于科氏力而在相反的方向上位移。因而，在相同的直径方向（diametrical direction）上，在第一柔性检测电极70与相应的第一固定检测电极71之间的相对距离增大（或减小）时，相对的第一柔性检测电极70与相应的第一固定检测电极71之间的相对距离减小（或增大）。这里，所述相对的第一柔性检测电极70是指在振动器51的对侧面向第一柔性检测电极70的另一个第一柔性检测电极70。因此在相同的直径方向上，在第一柔性检测电极70与相应的第一固定检测电极71之间的静电容量Ca1减小（或增大）时，相对的第一柔性检测电极70与相应的第一固定检测电极71之间的静电容量Ca2增大（或减小）。因而，科氏力（角速度）通过计算静电容量Ca1与静电容量Ca2之间的差额来检测。
[0043] 在内部振动器56和外部振动器57的耦合振动期间，例如，在外力（加速度）在平行于z方向的方向上施加至振动器51时，每个第一柔性检测电极70与相应的第一固定检测电极71之间的距离改变。因此，每个第一柔性检测电极70与相应的第一固定检测电极71之间的静电容量改变。如图6和7中所示，在此情况下，由于外力在平行于z方向的方向上施加，布置于振动器51的相反侧面上的一对第一检测器67a、67c（或67b、67d）在相同的方向上位移。因而，在相同的直径方向上，第一柔性检测电极70与相应的第一固定检测电极71之间的相对距离以及相对的第一柔性检测电极70与相应的第一固定检测电极71之间的相对距离以相同的方式改变。因而，由于外力造成的静电容量Ca1和静电容量Ca2的改变在如上所述计算静电容量Ca1与静电容量Ca2之间的差额时进行补偿。
[0044] 在内部振动器56和外部振动器57的耦合振动期间，例如，当角速度在平行于z方向的方向上施加至振动器51时，科氏力产生并且在垂直于z方向的方向上施加至振动器51。因而，振动器51在平行于x-y平面的方向上位移。在此情况下，布置于振动器51的相反侧面上的第二检测器68a、68b在相反方向上位移。因而，科氏力（角速度）通过计算第二检测器68a的位移（或静电容量改变量）与第二检测器68b的位移（或静电容量改变量）之间的差额来检测。
[0045] 在内部振动器56和外部振动器57的耦合振动期间，例如，当外力（加速度）在垂直于z方向的方向上施加至振动器51时，第二检测器68a、68b由于外力而在相同的方向上位移。因此，在相同的直径方向上，第二柔性检测电极77与相应的第二固定检测电极79之间的相对距离以及相对的第二柔性检测电极77与相应的第二固定检测电极79之间的相对位移以相同的方式改变。因而，在相同的直径方向上，第二柔性检测电极77与相应的第二固定检测电极79之间的静电容量Cb1的改变以及相对的第二柔性检测电极77与相应的第二柔性检测电极79之间的静电容量Cb2的改变在计算静电容量Cb1和静电容量Cb2之间的差额时进行补偿。也就是，在计算静电容量Cb1和静电容量Cb2之间的差额时，两个第二检测器68a、68b的静电容量Cb 1、Cb2中的改变相互补偿。
[0046] 下面将参照图8至图10描述连接梁55。如上所述，每个连接梁55包括第一连接梁80和两个第二连接梁81。如图8中所示，每个第一连接梁80具有直的形状。每个第一连接梁80在一端处结合至外部振动器57的内表面57a，并且在另一端处结合至内部振动器56的外表面56b。每个第二连接梁81将相应的第一连接梁80结合至相应的第一锚31。另外，每个第一连接梁80以如此的方式与两个第二连接梁81相结合以使得两个第二连接梁81分别从第一连接梁80的预定侧面延伸。预定侧面平行于z方向。
[0047] 每个第二连接梁81包括第一子梁82、第二子梁83、刚性元件84以及第三子梁85。第一子梁82和第二子梁83的每个具有矩形平坦形状并且纵向地平行于第一连接梁80。第一子梁82和第二子梁83在刚性元件84的相反侧结合至刚性元件84。刚性元件84具有比第一子梁82和第二子梁83更大的刚性。第三子梁85具有矩形平坦形状，并且第三子梁
85的纵向垂直于第一连接梁80。并且，刚性元件84包括竖直子元件（plumb sub-member）
84a、第一突出子元件84b以及两个第二突出子元件84c。竖直子元件84a布置为纵向地平行于第一连接梁80。第一突出子元件84b在远离第一连接梁80的方向上从竖直子元件84a的纵向中心点突出。两个第二突出子元件84c分别从竖直子元件84a的两个纵向端部在接近第一连接梁80的方向上突出。第一子梁82在两端处结合至两个相应的第一锚31。第二子梁83在两端处结合至两个第二突出子元件84c。第三子梁85在一端处结合至第二子梁83的中心点，并且在另一端处结合至相应的第一连接梁80。如图3中所示，当内部振动器56和外部振动器57在相反的方向上振动以执行耦合振动时，每个第一连接梁80和两个相应的第二连接梁81弯曲成如同第一连接梁80和两个相应的第二连接梁81振动那样的形状。每个第二连接梁81，具体地第三子梁85的一端，在点P2（由实心圆示出）处结合至相应的第一连接梁80，点P2在振动器51的耦合振动期间作为第一连接梁80的振动节点。
因而，每个第一连接梁80和两个相应的第二连接梁81通常具有交叉形状，并且交叉形状的第一连接梁80和两个第二连接梁81的中心是第一连接梁80的振动节点P2。第一连接梁
80的振动节点P2还作为结合至第一连接梁80的每个第二连接梁81的振动节点。
85的纵向垂直于第一连接梁80。并且，刚性元件84包括竖直子元件（plumb sub-member）
84a、第一突出子元件84b以及两个第二突出子元件84c。竖直子元件84a布置为纵向地平行于第一连接梁80。第一突出子元件84b在远离第一连接梁80的方向上从竖直子元件84a的纵向中心点突出。两个第二突出子元件84c分别从竖直子元件84a的两个纵向端部在接近第一连接梁80的方向上突出。第一子梁82在两端处结合至两个相应的第一锚31。第二子梁83在两端处结合至两个第二突出子元件84c。第三子梁85在一端处结合至第二子梁83的中心点，并且在另一端处结合至相应的第一连接梁80。如图3中所示，当内部振动器56和外部振动器57在相反的方向上振动以执行耦合振动时，每个第一连接梁80和两个相应的第二连接梁81弯曲成如同第一连接梁80和两个相应的第二连接梁81振动那样的形状。每个第二连接梁81，具体地第三子梁85的一端，在点P2（由实心圆示出）处结合至相应的第一连接梁80，点P2在振动器51的耦合振动期间作为第一连接梁80的振动节点。
因而，每个第一连接梁80和两个相应的第二连接梁81通常具有交叉形状，并且交叉形状的第一连接梁80和两个第二连接梁81的中心是第一连接梁80的振动节点P2。第一连接梁
80的振动节点P2还作为结合至第一连接梁80的每个第二连接梁81的振动节点。
[0048] 在上述构造情况下，由于每个连接梁80以及两个相应的第二连接梁81通常具有交叉形状，第一连接梁80能弯曲，下文也称为“可弯曲”。具体地，第一连接梁80在圆周方向上可弯曲，振动节点P2作为中心点。如图9中所示，第一连接梁80和结合至第一连接梁80的两个第三子梁85弯曲为“S”形，振动节点P2作为中心点。如图10中所示，当外力（加速度）在z方向上施加至内部振动器56和外部振动器57时，第一子梁82和第二子梁83在z方向上变形。因此，刚性元件84在z方向上位移，并且第一连接梁80在z方向上位移。
[0049] 在根据本实施例的角速度传感器100中，四个连接梁55在圆周方向上以均匀的间隔布置于内部振动器56与外部振动器57之间。因而，构成一对的每两个连接梁55跨过内部振动器56彼此面对地布置。如上所述，内部振动器56与外部振动器57之间的垂直距离恒定，并且四个连接梁55具有相同的形状。因而，中心点P1和第一连接梁80的振动节点P2之间的距离也恒定。
[0050] 下面将描述由根据本发明的角速度传感器100提供的优点。如上所述，每个第二连接梁81，具体地第三子梁85的一端，在由内部振动器56和外部振动器57执行的耦合振动的振动节点P2处结合至相应的第一连接梁80。在这个构造情况下，由内部振动器56和外部振动器57执行的耦合振动不大可能经由连接梁80、81传递至支承基板10。因而，振动不大可能在支承基板10上反射之后传递返回至内部振动器56和外部振动器57。因此，振动器51的振动状态不大可能变得不稳定，由此抑制角速度检测的灵敏度的降低。
[0051] 内部振动器56和外部振动器57同心地布置于中心点P1处。在这个构造情况下，与其中内部振动器56和外部振动器57偏心地布置的情况相比，抑制了内部振动器56和外部振动器57的偏心运动。因而，振动器51的振动状态不大可能变得不稳定，由此抑制角速度检测的灵敏度的降低。
[0052] 四个连接梁55布置于内部振动器56和外部振动器57之间，并且具有相同的形状。在这个构造情况下，每个连接梁55的弹簧常数（spring contant）具有恒定值。因而，振动器51的振动状态不大可能变得不稳定，由此抑制角速度检测的灵敏度的降低。
[0053] 每个第一连接梁80与两个第二连接梁81相结合。在这个构造情况下，与其中每个第一连接梁80与一个第二连接梁81相结合的情况相比，第一连接梁80的振动节点P2由两个第二连接梁81更坚固地支承。因而，内部振动器56和外部振动器57的振动状态不大可能变得不稳定，从而抑制角速度检测的灵敏度的降低。
[0054] 每个第一连接梁80具有垂直于外部振动器57的内表面57a以及内部振动器56的外表面56b的直的形状。在这个构造情况下，第一连接梁80在顺时针方向和逆时针方向上具有相同的弹簧常数。因而，内部振动器56和外部振动器57的振动状态不大可能变得不稳定，从而抑制角速度检测的灵敏度的降低。
[0055] 每个第一柔性驱动子梁65从内部振动器56的外表面56b朝着外部振动器57延伸。每个第二柔性驱动子梁66从外部振动器57的内表面57a朝着内部振动器56延伸。每个第一柔性驱动子电极从相应的第一柔性驱动子梁65延伸，并且每个第二柔性驱动子电极从相应的第二柔性驱动子梁66延伸。每个柔性驱动电极63面向相应的固定驱动电极
64。在这个构造情况下，静电力同时施加至内部振动器56和外部振动器57。例如，在仅形成第一柔性驱动子梁65时，静电力仅施加至外部振动器57。并且，在仅形成第二柔性驱动子梁66时，静电力仅施加至内部振动器56。因而，具有上述构造，内部振动器56和外部振动器57的振动状态不大可能变得不稳定，从而抑制角速度检测的灵敏度的降低。
64。在这个构造情况下，静电力同时施加至内部振动器56和外部振动器57。例如，在仅形成第一柔性驱动子梁65时，静电力仅施加至外部振动器57。并且，在仅形成第二柔性驱动子梁66时，静电力仅施加至内部振动器56。因而，具有上述构造，内部振动器56和外部振动器57的振动状态不大可能变得不稳定，从而抑制角速度检测的灵敏度的降低。
[0056] 每个第三锚33和两个相应的固定驱动电极64布置于第一柔性驱动子梁65与第二柔性驱动子梁66之间。两个固定驱动电极64从第三锚33分别朝着第一柔性驱动子梁65和第二柔性驱动子梁66延伸。因而，与其中两个分开的第三锚33分别布置用于第一柔性驱动子梁65和第二柔性驱动子梁66的情况相比，驱动器53的构造简化。
[0057] 根据本实施例的角速度传感器100包括四个第一检测器67a至67d。四个第一检测器67a至67d的每两个跨过振动器51彼此面对地布置。利用这种构造，能检测垂直于z方向施加的角速度。具体地，如上所述，彼此面对的每两个第一检测器，例如，67a、67c或67b、67d，由于科氏力而在相反的切向上运动。因而，在相同的直径方向上，在第一柔性检测电极70与相应的第一固定检测电极71之间的相对距离增大（或减小）时，相对的第一柔性检测电极70与相应的第一固定检测电极71之间的相对距离减小（或增大）。因此，在相同的直径方向上，在第一柔性检测电极70与相应的第一固定检测电极71之间的静电容量Ca1减小（或增大）时，相对的第一固定检测电极70与相应的第一固定检测电极71之间的静电容量Ca2增大（或减小）。同时，在外力施加至振动器51时，彼此面对的每两个第一检测器，例如67a、67c或67b、67d，在相同的方向上移动。因而，静电容量Ca1和静电容量Ca2以相同的方式改变。因此，在计算静电容量Ca1和静电容量Ca2之间的差额时，静电容量Ca1中的改变由静电容量Ca2中的改变补偿。因而，科氏力（角速度）能通过计算静电容量Ca1中的改变与静电容量Ca2中的改变之间的差额来检测。由于外力不影响静电容量Ca1与静电容量Ca2之间的用于检测科氏力（角速度）的差额计算，抑制了角速度检测灵敏度的降低。
[0058] 如上所述，在角速度垂直于z方向施加时，跨过振动器51彼此面对的每两个第一柔性检测电极70在相反的方向上位移。在将第一柔性检测电极70结合至振动器51的连接元件72具有制造误差的情况下，第一柔性检测电极70的位移具有变化。在彼此面对的两个第一柔性检测电极70的位移具有变化时，静电容量Ca1中的改变和静电容量Ca2中的改变没有充分地得到补偿，因而，角速度检测的灵敏度可能会降低。
[0059] 在根据本实施例的角速度传感器100中，连接梁55与连接元件72相比非常可能在z方向上变形。因而，每个第一柔性检测电极70主要根据相应的连接梁55在z方向上的扭转而在z方向上位移，而不是根据相应的连接元件72的扭转。在这个构造情况下，即使在连接元件72具有制造误差时，第一柔性检测电极70的位移中的变化也能受到抑制。因而，静电容量的改变被充分地补偿，从而抑制了角速度检测的灵敏度的下降。
[0060] 两个第二检测器68a、68b跨过振动器51彼此面对地布置。每个第二检测器68a、68b包括相互啮合并且在径向上彼此面对的第二柔性检测电极77和第二固定检测电极79。
利用这种构造，能检测z方向上的角速度。如上所述，在两个第二检测器68a、68b中，分别位于两个第二检测器68a、68b上的两个切点在相反的切向上运动。因而，在第二柔性检测电极77与相应的第二固定检测电极79之间的相对距离增大（或减小）时，相对的第二柔性检测电极77与相应的第二固定检测电极79之间的相对距离减小（或增大）。因此，第二柔性检测电极77与相应的第二固定检测电极79之间的静电容量Cb1减小（或增大），并且相对的第二柔性检测电极77与相应的第二固定检测电极79之间的静电容量Cb 1由于科氏力而增大（或减小）。在外力施加至振动器51时，彼此面对的两个第二检测器68a、68b在相同的切向上运动。因而，静电容量Cb 1和静电容量Cb2以相同的方式改变。因此，在计算静电容量Cb 1中的改变与静电容量Cb2中的改变之间的差额时，静电容量Cb 1中的改变由静电容量Cb2中的改变补偿。因而，科氏力（角速度）能通过计算静电容量Cb1中的改变与静电容量Cb2中的改变之间的差额来检测。由于外力不影响静电容量Cb1的改变与静电容量Cb2的改变之间的用于检测科氏力（角速度）的差额计算，抑制了角速度检测灵敏度的降低。
利用这种构造，能检测z方向上的角速度。如上所述，在两个第二检测器68a、68b中，分别位于两个第二检测器68a、68b上的两个切点在相反的切向上运动。因而，在第二柔性检测电极77与相应的第二固定检测电极79之间的相对距离增大（或减小）时，相对的第二柔性检测电极77与相应的第二固定检测电极79之间的相对距离减小（或增大）。因此，第二柔性检测电极77与相应的第二固定检测电极79之间的静电容量Cb1减小（或增大），并且相对的第二柔性检测电极77与相应的第二固定检测电极79之间的静电容量Cb 1由于科氏力而增大（或减小）。在外力施加至振动器51时，彼此面对的两个第二检测器68a、68b在相同的切向上运动。因而，静电容量Cb 1和静电容量Cb2以相同的方式改变。因此，在计算静电容量Cb 1中的改变与静电容量Cb2中的改变之间的差额时，静电容量Cb 1中的改变由静电容量Cb2中的改变补偿。因而，科氏力（角速度）能通过计算静电容量Cb1中的改变与静电容量Cb2中的改变之间的差额来检测。由于外力不影响静电容量Cb1的改变与静电容量Cb2的改变之间的用于检测科氏力（角速度）的差额计算，抑制了角速度检测灵敏度的降低。
[0061] 浮动段50包括监控振动器51的振动状态的监控器52。因而，振动器51的振动状态能由监控器52监控。
[0062] 在根据本实施例的角速度传感器100中，浮动段50包括检测器54。并且，检测器54的每个第一检测器67包括固定至支承基板10的第一固定检测电极71。因而，严格地说，第一固定检测电极71没有包括于检测器54中。在根据本实施例的角速度传感器100中，为了方便描述为浮动段50包括检测器54。
[0063] 在根据本实施例的角速度传感器100中，内部振动器56和外部振动器57具有环形形状。替代地，内部振动器56和外部振动器57可具有除了环形以外的不同形状。而且，内部振动器56和外部振动器57之间的距离能是可变的。在其中连接梁55具有相同形状并且内部振动器56和外部振动器57之间的距离恒定的构造情况下，与其中内部振动器56和外部振动器57具有不同形状的情况相比，内部振动器56和外部振动器57在圆周方向上的振动状态更稳定。
[0064] 在根据本实施例的角速度传感器100中，内部振动器56和外部振动器57同心地布置。替代地，内部振动器56和外部振动器57可偏心地布置。在其中内部振动器56和外部振动器57同心地布置的构造情况下，与其中内部振动器56和外部振动器57偏心地布置的情况相比，内部振动器56和外部振动器57的偏心移动受到抑制。
[0065] 在根据本实施例的角速度传感器100中，如图1中所示，每个柔性监控梁58从内部振动器56的内表面56a延伸，并且第二锚32布置于由内部振动器56的内表面56a包围的区域中。替代地，如图11中所示，柔性监控梁58可从内部振动器56的外表面56b延伸，并且第二锚32可布置于由内部振动器56的外表面56b和外部振动器57的内表面57a包围的区域中。替代地，柔性监控梁58可从外部振动器57的内表面57a延伸，并且第二锚32可布置于由内部振动器56的外表面56b和外部振动器57的内表面57a包围的区域中（未示出）。替代地，柔性监控梁58可从外部振动器57的外表面57b延伸，并且第二锚32可布置于外部振动器57的外表面57b的外部区域中（未示出）。
[0066] 在根据本实施例的角速度传感器100中，如图1中所示，第一检测器67a、67b、67c、67d的每个没有布置于与连接梁55的任何一个相同的方向上。替代地，如图11中所示，第一检测器67a、67b、67c、67d的每个可以布置于与连接梁55的一个相同的方向上。在图11中，第一检测器67a、67c和两个连接梁55布置于y方向上，并且第一检测器67b、67d和两个连接梁55布置于x方向上。
[0067] 在根据本实施例的角速度传感器100中，如图1中所示，每个第一柔性驱动子梁65从内部振动器56的外表面56b延伸，并且每个第二柔性驱动子梁66从外部振动器57的内表面57a延伸。而且，第三锚33布置于内部振动器56的外表面56b与外部振动器57的内表面57a之间。替代地，如图11中所示，每个第一柔性驱动子梁65可从内部振动器56的内表面56a朝着中心点P1延伸，并且每个第二柔性驱动子梁66可在径向上从外部振动器57的外表面57b延伸。第三锚33可部分地布置于由内部振动器56的内表面56a包围的区域中，并且部分地布置于外部振动器57的外表面57b的外部区域中。替代地，每个第一柔性驱动子梁65可从内部振动器56的内表面56a延伸，并且每个第二柔性驱动子梁66可从外部振动器57的内表面57a延伸（未示出）。第三锚33可部分地布置于由内部振动器56的内表面56a包围的区域中，并且部分地布置于内部振动器56的外表面56b与外部振动器
57的内表面57a之间（未示出）。替代地，每个第一柔性驱动子梁65可从内部振动器56的外表面56b延伸，并且每个第二柔性驱动子梁66可从外部振动器57的外表面57b延伸（未示出）。第三锚33可部分地布置于内部振动器56的外表面56b与外部振动器57的内表面
57a之间，并且部分地布置于外部振动器57的外表面57b的外部区域中（未示出）。
57的内表面57a之间（未示出）。替代地，每个第一柔性驱动子梁65可从内部振动器56的外表面56b延伸，并且每个第二柔性驱动子梁66可从外部振动器57的外表面57b延伸（未示出）。第三锚33可部分地布置于内部振动器56的外表面56b与外部振动器57的内表面
57a之间，并且部分地布置于外部振动器57的外表面57b的外部区域中（未示出）。
[0068] 在根据本实施例的角速度传感器100中，第一柔性驱动子梁65从内部振动器56延伸，并且第二柔性驱动子梁66从外部振动器57延伸。替代地，在没有第二柔性驱动子梁66情况下，仅第一柔性驱动子梁65可从内部振动器56延伸，或在没有第一柔性驱动子梁
65情况下，仅第二柔性驱动子梁66可从外部振动器57延伸。在其中布置第一柔性驱动子梁65和第二柔性驱动子梁66的构造情况下，与其中仅布置第一柔性子梁55或第二柔性驱动子梁66的情况相比，内部振动器56和外部振动器57的振动状态更稳定。
65情况下，仅第二柔性驱动子梁66可从外部振动器57延伸。在其中布置第一柔性驱动子梁65和第二柔性驱动子梁66的构造情况下，与其中仅布置第一柔性子梁55或第二柔性驱动子梁66的情况相比，内部振动器56和外部振动器57的振动状态更稳定。
[0069] 在根据本实施例的角速度传感器100中，如图1中所示，第二检测器68a和相应的连接梁55布置于相同的径向上，并且第二检测器68b和相应的连接梁55布置于相同的径向上。替代地，第二检测器68a或68b可由连接梁55布置于不同的径向上。
[0070] 根据本实施例的角速度传感器100包括四个第一检测器67a至67d。替代地，角速度传感器100可包括除了四个以外的一个至多个第一检测器。在其中每两个第一电极跨过振动器51彼此面对地布置的构造情况下，外力（比如加速度）在角速度的检测期间有效地移除。并且，当检测在x-y平面上相互垂直的角速度时，角速度由其中相邻两个第一检测器以90度相位差布置于圆周方向上的上述构造更精确地检测。
[0071] 根据本实施例的角速度传感器100包括两个检测器68a、68b。替代地，角速度传感器100可包括除了两个以外的一个或更多个第二检测器。在其中两个第二检测器68a、68b跨过振动器51彼此面对地布置的构造情况下，外力（比如加速度）在角速度的检测期间有效地移除。并且，当在z方向上检测角速度时，第二检测器68a、68b可以不形成于角速度传感器100中。
[0072] 根据本实施例的角速度传感器100包括四个连接梁55，它们将振动器51结合至第一锚31，并且还结合至支承基板10。替代地，在内部振动器56和外部振动器57在相反的方向上可移动以执行耦合振动的状况下，角速度传感器100可包括一个或更多个连接梁55。
[0073] 在根据本实施例的角速度传感器100中，每个连接梁55具有图8中所示的形状。替代地，连接梁55可具有另一形状，例如如图12中所示的。如图12中所示，第一连接梁80具有与前述实施例中描述的第一连接梁80相同的形状，但是第二连接梁81具有与前述实施例中描述的第二连接梁81不同的形状。
[0074] 如图12中所示，每个第二连接梁81包括第四子梁86、第五子梁87、第六子梁88、第七子梁89以及两个第八子梁90。第四和第五子梁86、87具有矩形平坦形状并且纵向地垂直于第一连接梁80。第六和第七子梁88、89具有带直角的U形形状。两个第八子梁90具有矩形平坦形状，并且结合第六和第七子梁88、89。第四子梁86在其位置远离第一连接梁80的一端处结合至相应的第一锚31。第四子梁86在其位置靠近第一连接梁80的另一端处结合至第六子梁88的中心点。第六子梁88的长度比第七子梁89的长度短，并且第六子梁88布置于由第七子梁89包围的区域中。第六子梁88在一端处结合至一个第八子梁90，并且在另一端处结合至另一个第八子梁90。类似地，第七子梁89在一端处结合至一个第八子梁90，并且在另一端处结合至另一个第八子梁90。第五子梁87在一端处结合至第七子梁89的中心点，并且结合至第一连接梁80的振动节点P2。在这个构造情况下，当外力比如加速度在z方向上施加至振动器51时，子梁86、87、89在z方向上变形。因此，第一连接梁80在z方向上位移。由于第一连接梁80和两个相应的第二连接梁81通常具有交叉形状，第一连接梁80和两个相应的第二连接梁81在圆周方向上变形，振动节点P2作为中心点。
[0075] 在根据本实施例的角速度传感器100中，每个第一连接梁80在交叉形状的相对侧面上与两个第二连接梁81相结合。替代地，每个第一连接梁80可仅在一个圆周方向上的一侧处与一个第二连接梁81相结合。在其中每个第一连接梁80与两个第二连接梁81相结合的构造情况下，与其中每个第一连接梁80仅在一侧上与一个第二连接梁81相结合的情况相比，第一连接梁80的振动节点P2由两个第二连接梁81更坚固地支承。
[0076] 在根据本实施例的角速度传感器100中，连接梁55操作为连接梁段，驱动器53操作为驱动段，监控器52操作为监控器段，第一检测器67操作为检测段，并且第二检测器68操作另一个检测段。在驱段中，柔性驱动电极63操作为柔性驱动电极段，并且固定驱动电极64操作为固定驱动电极段。在监控段中，柔性监控电极59操作为柔性监控电极段，并且固定监控电极61操作为固定监控电极段。
[0077] 虽然本公开已经参照其优选实施例描述，将理解到，本公开不限于优选的实施例和构造。本公开将覆盖各种变型和等同布置。另外，虽然描述了优选的各种组合和构造，但是包括更多、更少或仅单个元件的其他组合和构造也在本公开的精神和范围内。
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