CN105043370B - 具有支点元件的微型电机装置 - Google Patents

具有支点元件的微型电机装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105043370B
CN105043370B CN201410549648.4A CN201410549648A CN105043370B CN 105043370 B CN105043370 B CN 105043370B CN 201410549648 A CN201410549648 A CN 201410549648A CN 105043370 B CN105043370 B CN 105043370B
Authority
CN
China
Prior art keywords
frame
axis
mass block
micromotor device
micromotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410549648.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105043370A (zh
Inventor
苏中源
黄肇达
邱胜任
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Industrial Technology Research Institute ITRI
Original Assignee
Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Industrial Technology Research Institute ITRI filed Critical Industrial Technology Research Institute ITRI
Publication of CN105043370A publication Critical patent/CN105043370A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105043370B publication Critical patent/CN105043370B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5705—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using masses driven in reciprocating rotary motion about an axis
    • G01C19/5712—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using masses driven in reciprocating rotary motion about an axis the devices involving a micromechanical structure

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)

Abstract

本发明公开了具有支点元件的微型电机装置包括基板、第一框架、多个第一固定座以及多个支点元件。这些第一固定座位于第一框架内，以形成围绕垂直基板的轴线的区域(或称空间、空间区域、space、space area)。这些支点元件设置于第一框架内。各个支点元件包括支点端以及旋转端。各个支点端连接对应的各个第一固定座，且各个旋转端连接第一框架。各个支点端至轴线的距离皆相同，以使第一框架依轴线转动。此具有支点元件的微型电机装置适用于同时检测二轴以上的物理量，例如同时检测二轴以上的角速度、同时检测角速度及加速度、同时检测角速度及地磁强度等。

Description

具有支点元件的微型电机装置
技术领域
本发明是关于一种微型电机装置，且特别是关于一种具有支点元件的微型电机装置。
背景技术
近年来在行车导航及个人导航的需求的带动下，惯性测量装置(InertialMeasurement Unit,IMU)已渐渐成为导航装置的辅助系统。例如，在车辆进入到隧道或地下停车场内，或者行人走入到骑楼或屋檐下等情况下，导航装置中的全球定位系统(GPS)，可能受到建筑物或地形的遮蔽效应的影响，而暂时性的无法受到卫星发出的定位信号。
在前述情况下，导航装置比较难取得足够的卫星信号，因此无法准确定位出使用者的所在位置，从而无法提供正确的导航资讯。而在收不到GPS信号的地方，导航装置可借助运算惯性测量装置的测量资料，持续提供定位资讯及导航资讯。因此，整合惯性测量装置与现有的全球定位系统(GPS)的导航装置，已经成了微型电机惯性测量元件市场中，下一个重要的竞争产品。
就现有技术而言，传统微型电机惯性测量装置主要包含三轴加速度计(threeaxis accelerometer)及三轴陀螺仪(three axis gyroscope)。三轴陀螺仪包括一个振荡器(oscillator)及三个科氏加速度计(Coriolis accelerometer)。振荡器需能同时在同一平面的两个垂直方向上进行振动。为了使三轴加速度计及三轴陀螺仪的感应信号不相互干扰，惯性测量装置采用三个加速度计质量块与三个陀螺仪质量块可各自独立运动的设计。但是如此设计下，由于没有共用的质量块便会造成惯性测量装置的整体面积过大的缺点。
在公知的技术中，陀螺仪的振荡器可以是利用中空圆盘状结构进行来回转动，进而在同一平面的两个垂直方向上同时产生振动。由于此种振荡器通常是以位于旋转轴心的元件作为支点(pivot)来进行转动，因此圆盘状结构的中央区域便无法设置加速度计。如此，惯性测量装置的面积便无法大幅缩小。因此，如何设计出微型化的惯性测量装置，已成为开发微型电机惯性测量装置时的重大技术挑战。
图1A是公知的一种X轴加速度计的示意图。请参考图1A，当加速度计10在X轴方向上感应到加速度Ax时，经由弹簧11连接于固定座12的质量块13在X轴方向上产生位移，使得固定电极14与移动电极15的相对距离受到质量块的位移变化而改变。更进一步而言，固定电极14与移动电极15的相对距离改变，造成固定电极14与移动电极15之间的电容发生变化。因此，加速度计10可通过感应此电容变化，以换算出X轴方向上的加速度Ax的数值。
图1B是公知的一种Y轴加速度计的示意图。请参考图1B，当加速度计20在Y轴方向上感应到加速度Ay时，经由弹簧21连接于固定座22的质量块23在Y轴方向上产生位移，使得固定电极24与移动电极25之间的电容发生变化。因此，加速度计20可通过感应此电容变化，以能换算出Y轴方向上的加速度Ay的数值。
图1C是公知的一种Z轴加速度计的示意图。请参考图1C，当加速度计30在Z轴方向上感应到加速度Az时，经由扭转梁(torsional beam)31连接于固定端32的质量块33会以扭转梁31为转轴(也为Y轴)转动，使得固定电极34与移动电极35之间的电容发生变化。因此，加速度计30可通过感应此电容变化，以换算出Z轴方向上的加速度Az的数值。
通常情况下，扭转梁31设置于质量块33的相对两侧，且两者之间的连线31a不通过质量块33的质心(center of mass)33a。也就是说，扭转梁31例如是以偏心(eccentricity)的方式设置于质量块33之上以提升加速度计30的感应灵敏度(sensitivity)。此外，在没有用图示显示的实施例中，扭转梁也可沿着X轴方向连接质量块与固定端，而当加速度计在Z轴方向上产生加速度时，质量块会以扭转梁为转轴(也为X轴)转动。如此配置下，加速度计也能换算出Z轴方向上的加速度值。
加速度计10、20、与30能分别用以测量出X轴、Y轴与Z轴方向上的加速度值。三轴加速度计则需具备可在X轴方向上产生位移的质量块13、可在Y轴方向上产生位移的质量块23以及可依照X轴或Y轴方向转动的质量块33，才能加以整合成一个三轴加速度计。
图2A是公知的一种X轴陀螺仪的示意图。请参考图2A，陀螺仪40的弹簧41连接固定座42与框架43，而陀螺仪40的扭转梁44连接框架43与质量块45。框架43在Y轴方向上来回振动，以驱动质量块45在Y轴方向上来回振动。当陀螺仪40在X轴方向上感应到角速度Rx时，质量块45会以扭转梁44为转轴(也为X轴)往复转动。因此，通过感应质量块45的旋转变化所造成的电容改变，即能换算出X轴方向上的角速度Rx的数值。
图2B是公知的一种Y轴陀螺仪的示意图。请参考图2B，陀螺仪50的弹簧51连接固定座52与框架53，而陀螺仪50的扭转梁54连接框架53与质量块55。框架53在X轴方向上来回振动，以驱动质量块55在X轴方向上来回振动。当陀螺仪50在Y轴方向上感应到角速度Ry时，质量块55会以扭转梁54为转轴(也为Y轴)往复转动。因此通过感应质量块55的旋转变化所造成的电容改变，即能换算出Y轴方向上的角速度Ry的数值。
图2C是公知的一种Z轴陀螺仪的示意图。请参考图2C，陀螺仪60的弹簧61连接固定座62与框架63，而陀螺仪60的弹簧64连接框架63与质量块65。框架63在Y轴方向上来回振动，以驱动质量块65在Y轴方向上来回振动。当陀螺仪50在Z轴方向上感应到角速度Rz时，质量块65在X轴方向上产生位移。因此，通过感应质量块65的位移变化所造成的电容改变，即能换算出Z轴方向上的角速度Rz的数值。
图2D是公知的另一种Z轴陀螺仪的示意图。请参考图2D，陀螺仪70的弹簧71连接固定座72与框架73，而陀螺仪70的弹簧74连接框架73与质量块75。框架73在X轴方向上来回振动，以驱动质量块75在X轴方向上来回振动。当陀螺仪70在Z轴方向上感应到角速度Rz时，质量块75在Y轴方向上产生位移。因此，通过感应质量块75的位移变化所造成的电容改变，即能换算出Z轴方向上的角速度Rz的数值。
陀螺仪40、50与60(或70)能分别用以测量出X轴、Y轴与Z轴方向上的角速度值。三轴陀螺仪必须有可沿Y轴方向来回振动的框架43(即振荡器)与可依照X轴方向转动的质量块45、可沿X轴方向来回振动的框架53(即振荡器)与可依照Y轴方向转动的质量块55以及可沿X轴或Y轴方向位移的质量块65(或75)，才能加以整合成一个三轴陀螺仪。六轴惯性测量装置即是将上述的三轴加速度计及三轴陀螺仪两者加以整合成单一惯性测量装置。
在现有技术中，惯性测量装置可采用共用质量块的设计(即加速度计与陀螺仪使用相同的感应质量块)或分离质量块的设计(即加速度计与陀螺仪使用不同的感应质量块)。图3是公知的一种惯性测量装置的示意图，其加速度计与陀螺仪是采用共用质量块的设计。图4是公知的一种惯性测量装置的示意图，其加速度计与陀螺仪是采用分离质量块的设计。
请参考图3，惯性测量装置80的共用质量块81是依照顺序由径向控制电极(electrodes for radial control)82、转子(rotor)83以及径向控制电极84所围绕，其中任两相邻的径向控制电极84之间具有共同电极85。由于惯性测量装置80使用共用质量块81作为检测三轴加速度与双轴角速度时的共用质量块，因此具有感应信号耦合无用信号多与读取电路复杂等缺点。
请参考图4，惯性测量装置90是有三轴陀螺仪91与三轴加速度计92所构成，其中三轴陀螺仪91与三轴加速度计92为各自独立的感应结构。更进一步讲，三轴陀螺仪91是由各自独立的三个角速度感应结构91a、91b与91c所构成，分别用于感应出空间中的三轴角速度。而三轴加速度计92是由各自独立的三个加速度感应结构92a、92b与92c所构成，分别用于感应出空间中的三轴加速度。三个角速度感应结构91a、91b与91c分别使用各自独立的振荡框架，而且三个加速度感应结构92a、92b与92c也没用使用共同的质量块，以致惯性測量装置90具有面积大与制作成本高等缺点。
图5是公知的一种三轴陀螺仪的示意图。请参考图5，美国专利US 7694563公开一种微型电机三轴陀螺仪100.微型电机三轴陀螺仪100利用中空碟状结构110作为振荡器。振荡器的旋转支点111设置于中空碟状结构110的中心位置。因此，中空碟状结构110会以Z轴为旋转轴带动质量块120、130与140，用于感应三轴角速度。
图6是公知的一种差动式陀螺仪的示意图。请参考图6，美国专利US20100132460公开一种差动式陀螺仪200。质量块230被驱动时，会以相反的方向运动，用于感应角速度。
由上述可知，常见的微型电机感应器(例如陀螺仪)是以单环式框架或中空碟状结构作为振荡器。单环式框架或中空碟状结构通常以位于旋转轴心(或振荡器的几何中心)的元件作为支点(pivot)来进行旋转运动，进而驱动设置于框架或中空碟状结构内的质量块，用于感应至少两个轴向以上的角速度。
发明内容
本发明提出一种微型电机装置，适用于检测两轴以上的角速度。此微型电机装置包括基板、第一框架、多个第一固定座以及多个支点元件。这些第一固定座位于第一框架内并且设置于基板上，以在基板上形成围绕轴线的区域(或称空间、空间区域、space、spacearea)，其中轴线垂直基板。这些支点元件设置于第一框架内。其中，每一支点元件分别包括支点端以及旋转端，各个支点端连接对应的各个第一固定座，且各个旋转端连接第一框架。各个支点端至轴线的距离都相同，以使第一框架可依照轴线转动。
本发明另提出一种微型电机装置，包括基板、第一框架、多个第一固定座以及多个支点元件。这些第一固定座位于第一框架内并且设置于基板上，以在基板上形成围绕轴线的区域(或称空间、空间区域、space、space area)，其中轴线垂直基板。这些支点元件设置于第一框架内。其中，每一支点元件包括支点端以及旋转端，各个支点端连接对应的各个第一固定座，且各个旋转端连接第一框架。各个支点端至轴线的距离都相同，以使第一框架依照轴线转动。各个支点元件的支点端的宽度小于各个支点元件的旋转端的宽度。
本发明又提出一种微型电机装置，包括基板、第一框架、多个第一固定座、多个支点元件、多个第一支架以及多个第二支架。这些第一固定座位于第一框架内并且设置于基板上，以在基板上形成围绕轴线的区域(或称空间、空间区域、space、space area)，其中轴线垂直基板。这些支点元件设置于第一框架内。其中，各支点元件包括支点端以及旋转端，各个支点端连接对应的各个第一固定座，且各个旋转端连接第一框架。各个支点端至轴线的距离都相同，以使第一框架依照轴线转动。各个第一支架与对应的各个第二支架分别连接对应的各个支点元件，且各个第一支架与对应的各个第二支架对称配置于对应的各个支点元件的相对两侧。
本发明还提出一种微型电机装置，包括基板、第一框架、多个第一固定座、非对称质量块以及多个支点元件。这些第一固定座位于第一框架内并且设置于基板上，以在基板上形成围绕轴线的区域(或称空间、空间区域、space、space area)，其中轴线垂直基板。非对称质量块设置于这些第一固定座所形成的区域与第一框架之间，其中非对称质量块具有凹部，且凹部面向轴线。这些支点元件设置于第一框架内。其中，各支点元件包括支点端以及旋转端，各个支点端连接对应的各个第一固定座，且各个旋转端连接第一框架。各个支点端至轴线的距离都相同，以使第一框架依照轴线转动。
综上所述，本发明的微型电机装置具有适于沿垂直基板的轴线旋转振荡的第一框架。进一步讲，第一框架透过支点元件的支点端连接至第一固定座或环形固定座，且各个支点端至轴线的距离都相同。也就是说，本发明用以作为旋转支点的支点端对称于第一框架的轴心，但不位于此轴心上。
另一方面，多个第一固定座位于第一框架内且设置于基板上，其中这些第一固定座环绕垂直于基板的轴线，以形成围绕前述轴线的区域(或称空间、空间区域、space、spacearea)。此区域(或称空间、空间区域、space、space area)或者是环形固定座的内部空间可设置用于感应不同物理量的感应器，例如加速度计、磁力计或气压计等。因此，本发明的微型电机装置不仅可达到缩小整体面积的目的，并能感测两轴以上的角速度。此外，也可以通过位于固定座所围绕的区域(或称空间、空间区域、space、space area)的感应器来感应不同的物理量，例如是第三轴向上的加速度、磁场强度或气压大小等。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文为本发明实施例，并配合附图做详细说明如下。
附图说明
图1A是公知的一种X轴加速度计的示意图。
图1B是公知的一种Y轴加速度计的示意图。
图1C是公知的一种Z轴加速度计的示意图。
图2A是公知的一种X轴陀螺仪的示意图。
图2B是公知的一种Y轴陀螺仪的示意图。
图2C是公知的一种Z轴陀螺仪的示意图。
图2D是公知的另一种Z轴陀螺仪的示意图。
图3是公知的一种惯性测量装置的示意图。
图4是公知的一种惯性测量装置的示意图。
图5是公知的一种三轴陀螺仪的示意图。
图6是公知的一种差动式陀螺仪的示意图。
图7A是本发明第一实施例的微型电机装置的示意图。
图7B是本发明第二实施例的微型电机装置的示意图。
图7C是本发明第三实施例的微型电机装置的示意图。
图8是本发明第四实施例的微型电机装置的示意图。
图9是本发明第五实施例的微型电机装置的示意图。
图10是本发明第六实施例的微型电机装置的示意图。
图11A是本发明第七实施例的微型电机装置的示意图。
图11B是本发明第八实施例的微型电机装置的示意图。
图11C是本发明第九实施例的微型电机装置的局部放大示意图。
其中附图标记为：
10、20、30：加速度计
11、21、41、51、61、64、71、74：弹簧
12、22、32、42、52、62、72：固定座
13、23、33、45、55、65、75、230：质量块
14、24、34：固定电极
15、25、35：移动电极
31、44、54：扭转梁
40、50、60、70：陀螺仪
43、53、63、73：框架
80、90：惯性测量装置
81：共用质量块
82、84：径向控制电极
83：转子
85：共同电极
91：三轴陀螺仪
91a、91b、91c：角速度感应结构
92：三轴加速度计
92a、92b、92c：加速度感应结构
100：微型电机三轴陀螺仪
110：中空碟状结构
111：旋转支点
120、130、140：质量块
200：差动式陀螺仪
1000A、1000B、1000C、1000D、1000E、1000F、2000、2000A：微型电机装置
1100、2100：基板
1200、2210：第一框架
1300、2220：环形固定座
1310、2215：第一固定座
1311：导电通孔
1320、2225：第二固定座
1400：支点元件
2232：第一支架
1410：支点端
1420：旋转端
1510、1810、2410：第一质量块
1520、1820、2420：第一弹簧
1530、1830、2430：第二质量块
1540、1840、2440：第二弹簧
1550、2470、2480：第三弹簧
1600、1600a、2500：感应器
1601：导电线圈
1610a：扭转梁
2450、2460：第三质量块
2230：第三框架
2231：支点元件
2231a：支点端
2231b：旋转端
2233：第二支架
2240：第二框架
2250：固定电极
2300：连接器
2411、2431：凹部
2412、2432：凸部轮廓
2481、2482：折叠弹簧
2483：第四弹簧
2501：弹簧
2510：第四质量块
2520：第五质量块
2530：第六质量块
A1：轴线
A11、A12、A13、A14：区域
Ax、Ay、Az：加速度
B：局部放大区
C：中心
d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7、d8、d9、d10、d11：距离
Rx、Ry、Rz：角速度
W1、W2、W3、W4：宽度
具体实施方式
图7A是本发明第一实施例的微型电机装置的示意图。请参考图7A，在本实施例中，微型电机装置1000A包括基板1100、第一框架1200、多个第一固定座1310以及多个支点元件1400。具体而言，第一框架1200为中空环形结构的框架，其适应于依照垂直于基板1100的轴线A1转动。轴线A1通过第一框架1200的形心(centroid)C，并且沿着垂直于圆面的方向延伸。在本实施例中，第一固定座1310的数量是三个，但本发明不限于此。第一个固定座1310位于第一框架1200内且设置于基板1100上，以形成围绕轴线A1的区域(或称空间、空间区域、space、space area)A11。由于本实施例的第一框架1200是以圆形的框架作为例子来说明的，因此第一框架1200的形心C可为圆心。
进一步讲，各个支点元件1400具有相同的长度，且每一支点元件1400包括支点端1410以及旋转端1420。各个支点端1410连接对应的各个第一固定座1310，且各个旋转端1420连接第一框架1200。围绕轴线A1的区域(或称空间、空间区域、space、space area)A11可以定义为由每一组两支点端1410的连线所围起来构成的区域(或称空间、空间区域、space、space area)。在本实施例中区域(或称空间、空间区域、space、space area)A11为一三角形区域(或称空间、空间区域、space、space area)，但本发明不对此加以限制。在其他实施例中，每一组两支点端连线所围起来构成的区域(或称空间、空间区域、space、spacearea)可以是其他形状。由于各个支点端1410至轴线A1的距离都相同，并且各个支点端1410至与其相邻的各个支点端1410的距离d1、d2与d3都相同，因此可使得第一框架1200适合于依照轴线A1转动。也就是说，第一框架1200可透过支点元件1400与不位于第一框架1200的形心C上的第一固定座1310连接，而进行转动。换言之，在基板1100上轴线A1所通过的地方，并未设置任何固定座以及任何连接此固定座的元件，其中轴线A1实质上通过形心C。此外，为了降低第一框架1200转动时所需的驱动力，可使每一支点端1410的宽度W1小于旋转端1420的宽度W2。
图7B是本发明第二实施例的微型电机装置的示意图。请参考图7B，图7B微型电机装置1000B与图7A的微型电机装置1000A的不同之处在于：在本实施例中，第一固定座1310的数量是四个，但本发明不限于此。其中围绕轴线A1的区域(或称空间、空间区域、space、space area)A12是由每两支点端1410的连线所围起来构成的区域(或称空间、空间区域、space、space area)。在本实施例中，区域(或称空间、空间区域、space、space area)A12为一矩形区域(或称空间、空间区域、space、space area)，但本发明不对此加以限制。由于每一支点端1410至轴线A1的距离都相同，并且各个支点端1410至与其相邻的各个二支点端1410的距离d4、d5、d6与d7都相同。而在基板1100上轴线A1所通过的地方，并未设置任何固定座以及连接此固定座的元件，其中轴线A1实质上通过形心C。
图7C是本发明第三实施例的微型电机装置的示意图。请参考图7C，图7C微型电机装置1000C与图7B的微型电机装置1000B的不同之处在于：在本实施例中，每一支点端1410至轴线A1的距离都相同，但个支点端1410至与其相邻的其他两个支点端1410之间的距离互不相同。在参考区域(或称空间、空间区域、space、space area)A13后可发现，距离d8等于距离d10且距离d9等于距离d11，但距离d8不等于距离d11且距离d9不等于距离d10。因此，在本实施例中区域(或称空间、空间区域、space、space area)A13例如是长方形区域(或称空间、空间区域、space、space area)，但本发明不对此加以限制。
图8是本发明第四实施例的微型电机装置的示意图。请参考图8，在本实施例中，微型电机装置1000D是双轴角速度计，但本发明不限于此。微型电机装置1000D可用于感应X轴方向与Y轴方向上的角速度。微型电机装置1000D的架构大致上与图7B的微型电机装置1000B相似。两者之间的不同之处在于：微型电机装置1000D还包括多个第一质量块1510、多个第一弹簧1520、多个第二质量块1530以及多个第二弹簧1540。各个第一质量块1510设置于这些第一固定座1310所形成的区域A12与第一框架1200之间。各个第一弹簧1520是旋转梁(torsion beam)，但本发明不限于此。各个第一弹簧1520可沿Y轴方向连接对应的各个第一质量块1510与第一框架1200。当微型电机装置1000D的第一框架1200依照轴线A1往复转动且在X轴方向上感应到角速度Rx时，各个第一质量块1510会以对应的各个第一弹簧1520为转轴(也为平行Y轴的方向)往复转动。此时，各个第一质量块1510与设置于基板1100上的感应电极(图未标出)之间的电容会因此而改变。通过感应各个第一质量块1510转动时所造成的电容变化，即能换算出X轴方向上的角速度Rx的大小。而在基板1100上轴线A1所通过的地方，并未设置任何固定座以及任何连接此固定座的元件，其中轴线A1实质上通过形心C。在本实施例中，第一质量块1510可为凸字形的质量块，但本发明不对此加以限制。
另一方面，各个第二质量块1530设置于这些第一固定座1310所形成的区域A12与第一框架1200之间。各个第二弹簧1540为旋转梁(torsion beam)，但本发明不限于此。各个第二弹簧1540可沿X轴方向连接对应的各个第二质量块1530与第一框架1200。当微型电机装置1000D的第一框架1200依照轴线A1往复转动且在Y轴方向上感应到角速度Ry时，各个第二质量块1530会以对应的各个第二弹簧1540为转轴(也为平行X轴的方向)往复转动。在此时，各个第二质量块1530与设置于基板1100上的感应电极(图未标出)之间的电容会因此而改变。通过感应各个第二质量块1530转动时所造成的电容变化，即能换算出Y轴方向上的角速度Ry的大小。在本实施例中，第二质量块1530可为凸字形的质量块，但本发明不对此加以限制。
图9是本发明第五实施例的微型电机装置的示意图。请参考图9，在本实施例中，微型电机装置1000E是整合双轴角速度计与磁力计的惯性测量装置，但本发明不限于此。微型电机装置1000E可用于感应X轴与Y轴方向上的角速度以及X轴方向上的磁场强度。微型电机装置1000E的架构大致上与图8的微型电机装置1000D相似，两者之间的不同之处在于：微型电机装置1000E还包括多个第二固定座1320与感应器1600。各个第二固定座1320设置于基板1100上，并且连接相邻的两个第一固定座1310而形成环形固定座1300。感应器1600设置于基板1100上且位于区域(或称空间、空间区域、space、space area)A12内，而被环形固定座1300所围绕。而在基板1100上轴线A1所通过的地方，并未设置任何固定座，其中轴线A1实质上通过形心C。在本实施例中，感应器1600是磁力计，但本发明不限于此。感应器1600适合于感应X轴方向上的磁场强度。
进一步讲，感应器1600可透过沿Y轴方向延伸的第三弹簧1550与环形固定座1300连接。感应器1600是透过第三弹簧1550与第一固定座1310连接，其中第三弹簧1550以偏心(eccentricity)设置的方式连接感应器1600。在本实施例中，六个第一固定座1310是以围绕形心C的方式而设置于基板上。相邻的二个第一固定座1310之间则以第二固定座1320连接，以形成矩形的环形固定座1300。在本实施例中，第三弹簧1550以平行Y轴的方向连接感应器1600与第一固定座1310。本发明不对第三弹簧1550连接感应器1600的方式加以限制。本发明也不对第一固定座1310的数目及设置方式加以限制。举例来说，在其他实施例中，第三弹簧1550可以平行X轴的方向连接感应器1600与第二固定座1320。此外，感应器1600的导电线圈1601分别通过第三弹簧1550连接至第一固定座1310，并且电性连接于第一固定座1310上的导电通孔1311。
简单来说，通过将感应器1600设置于区域(或称空间、空间区域、space、spacearea)A12内(也为环形固定座1300内)，不仅可避免感应器1600受到第一框架1200振荡时的影像，而造成X轴方向上的磁场强度的误判，也不会造成微型电机装置1000E的整体面积增加。虽然上述实施例的感应器1600是以磁力计举例说明，在其他实施例中，感应器1600也可为加速度计。本发明对于设置于区域(或称空间、空间区域、space、space area)A12内的感应器1600的功能不加以限制。此外，在本实施例中，区域(或称空间、空间区域、space、spacearea)A12可为正方形区域(或称空间、空间区域、space、space area)，但本发明不对此加以限制。
图10是本发明第六实施例的微型电机装置示意图。请参考图10，在本实施例中，微型电机装置1000F适用于感应X轴与Y轴方向上的角速度以及Z轴方向上的加速度。微型电机装置1000F与图8的微型电机装置1000B的不同之处在于：微型电机装置1000F还包括多个第二固定座1320。进一步讲，各个第二固定座1320连接相邻的两个第一固定座1310而形成环形固定座1300。各个第一质量块1810设置于这些第一固定座1310所形成的区域A13与第一框架1200之间且为非对称质量块。在本实施例中，第一质量块1810可为梯形，但本发明不对此加以限制。各个第一弹簧1820沿Y轴方向连接对应的各个第一质量块1810与第一框架1200。因此，当微型电机装置1000F在X轴方向上感应到角速度Rx时，各个第一质量块1810会以对应的各个第一弹簧1820为转轴(也为平行Y轴的方向)往复转动。通过感应各个第一质量块1810转动时所造成的电容变化，即能换算出X轴方向上的角速度Rx的大小。
另一方面，各个第二质量块1830设置于这些第一固定座1310所形成的区域A13与第一框架1200之间且为非对称质量块。在本实施例中，第二质量块1830可为梯形，但本发明不对此加以限制。各个第二弹簧1840沿X轴方向连接对应的各个第二质量块1830与第一框架1200。因此，当微型电机装置1000F在Y轴方向上感应到角速度Ry时，各个第二质量块1830会以对应的各个第二弹簧1840为转轴(也为平行X轴的方向)往复转动。通过感应各个第二质量块1830转动时所造成的电容变化，即能换算出Y轴方向上的角速度Ry的大小。
相较于图8的微型电机装置1000B而言，微型电机装置1000F还包括设置于基板1100上且由环形固定座1300所环绕的感应器1600a。在本实施例中，感应器1600a可以是加速度计，但本发明不限于此。感应器1600a适合于感应Z轴方向上的加速度。进一步讲，扭转梁1610a沿X轴方向延伸以连接环形固定座1300与感应器1600a，并且例如是以偏心(eccentricity)设置的方式分别连接位于感应器1600a的相对两侧的第二固定座1320。因此，当微型电机装置1000F在Z轴方向上检测到加速度Az时，质量块会以扭转梁1610a为转轴(也为平行X轴的方向)往复转动。通过感应感应器1600a转动时所造成的电容变化，即能换算出Z轴方向上的加速度Az的数值。
图11A是本发明第七实施例的微型电机装置示意图。请参考图11A，在本实施例中，微型电机装置2000适用于检测两个轴向以上的角速度。微型电机装置2000包括基板2100、第一框架2210、环形固定座2220(包含多个第一固定座2215及多个第二固定座2225)、多个支点元件2231、多个第一支架2232、第二支架2233、第二框架2240以及多个连接器2300。
第一框架2210是中空环形结构的振荡结构，但本发明不限于此。第一框架2210适合于依照垂直于基板2100的轴线A1转动。轴线A1通过第一框架2210的形心C，并且沿着垂直于图面的方向延伸。多个第一固定座2215位于第一框架2210内且设置于基板2100上，以形成围绕轴线A1的区域(或称空间、空间区域、space、space area)A14。在本实施例中，区域(或称空间、空间区域、space、space area)A14可为矩形区域(或称空间、空间区域、space、space area)，但本发明不对此加以限制。由于本实施例的第一框架2210是以圆形的振荡框架作为举例说明，因此第一框架2210的中心是其几何中心。在本实施例中，第一框架2210通过设置于第一框架2210内的支点元件2231与第一固定座2215相连接。进一步讲，各个支点元件2231包括支点端2231a以及旋转端2231b，其中各个支点端2231a连接第一固定座2215，且各个旋转端2231b连接第一框架2210。围绕轴线A1的区域(或称空间、空间区域、space、space area)A14是由每两个支点端2231a的连线所构成的矩形区域(或称空间、空间区域、space、space area)。各个支点端2231a至轴线A1的距离都相同，并且各个支点端2231a与相邻的其他两个支点端2231a之间的距离相同。换言之，第一框架2210是分别透过各个支点元件2231与不位于轴心的第一固定座2215相连接，而悬浮于基板2100上方。而在基板2100上轴线A1所通过的地方，并未设置任何固定座以及任何连接此固定座的元件，其中轴线A1实质上通过形心C。此外，为了使区域(或称空间、空间区域、space、space area)A14内可设置不同功能的感应器，可将多个第二固定座2225置于基板2100上，其中各第二固定座2225连接相邻的两个第一固定座2215而形成环形固定座2220。此环形固定座2220可供设置于区域(或称空间、空间区域、space、space area)A14内的感测器使用。
进一步讲，各个第一支架2232与对应的各个第二支架2233分别连接至对应的各个支点元件2231，其中各个第一支架2232与各个第二支架2233对称配置于对应的各个支点元件2231的相对两侧，且各个第一支架2232与对应的各个第二支架2233相互垂直。也就是说，各个第一支架2232与对应的各个支点元件2231之间的夹角以及各个第二支架2233与对应的各个支点元件2231之间的夹角都为45度。在本实施例中，第一支架2232与支点元件2231及第二支架2233可构成三叉状的支架(也为此支架的形状类似爪子)。在本实施例中，共有四组三叉状形状的支架分别设置于相对环形固定座2220的四个角落附近。并通过四组三叉状形状的支架连接环形固定座2220的四个角。如图11A所示，各个第一支架2232及第二支架2233分别连接所对应的第三框架2230。另一方面，支点端2231a的宽度W3小于旋转端2231b的宽度W4，以使第一框架2210有较好的转动效果。
在本实施例中，第二框架2240环绕第一框架2210，而这些连接器2300连接第一框架2210与第二框架2240，以构成悬浮于基板2210上方的双环式振荡器。此外，连接器2300上具有梳状结构(comb structure)的移动电极(图未标出)。如图11A所示，微型电机装置2000还包括设置于第一框架2210与第二框架2240之间的多个固定电极2250。进一步讲，这些固定电极2250被第一框架2210、第二框架2240以及连接器2300所围绕，其中各个固定电极2250未与第一框架2210、第二框架2240以及连接器2300接触而彼此保有间距。因此，通过将这些固定电极2250设置于第一框架2210与第二框架2240之间，可有助于缩减微型电机装置2000的整体面积，以达到微型化的目的。
另一方面，微型电机装置2000还包括多个第一质量块2410、多个第一弹簧2420、多个第二质量块2430、多个第二弹簧2440、多个第三质量块2450、2460以及多个第三弹簧2470、2480。这些第一质量块2410、这些第二质量块2430及多个第三质量块2450、2460分别用于检测X轴方向上的角速度Rx、Y轴方向上的角速度Ry以及Z轴方向上的角速度Rz。
各个第一质量块2410分别设置于第一框架2210与环型固定座2220之间(或称这些第一固定座2215所形成的区域A14与第一框架2210之间)，且各个第一弹簧2420沿Y轴方向连接对应的各个第一质量块2410与第一框架2210。换句话说，各个第一质量块2410例如是被两个第一弹簧2420所连接，且此两个第一弹簧2420连接第一质量块2410时所形成的连线并未通过第一质量块2410的质心，而使第一质量块2410成为非对称质量块(unbalancemass)。在此，第一弹簧2420为可使第一质量块2410依照平行于Y轴的轴线进行旋转运动的弹簧。例如，第一弹簧2420可为旋转梁(torsion beam)，但本发明不限于此。因此，在感应角速度时，微型电机装置2000的第一框架2210会依照垂直于基板2100的轴线A1往复转动，而使各个第一质量块2410沿Y轴方向来回运动。当微型电机装置2000在X轴方向上感应到角速度Rx时，各个第一质量块2410会以对应的各个第一弹簧2420为转轴(也为平行X轴的方向)往复转动，因而造成第一质量块2410与设置于基板上2100上的感应电极(图未标出)之间的电容发生改变。通过感应各个第一质量块2410转动时所造成的电容变化，即能换算出X轴方向上的角速度Rx的数值。
各个第二质量块2430设置于第一框架2210与环形固定座2220之间(或称这些第一固定座2215所形成的区域A14与第一框架2210之间)，且各个第二弹簧2440沿X轴方向连接对应的各个第二质量块2430与第一框架2210。换言之，各个第二质量块2430例如是被两个第二弹簧2440所连接，且此两个第二弹簧2440连接第二质量块2430时所形成的连线并未通过第二质量块2430的质心，而使第二质量块2430也成为非对称质量块(unbalance mass)。在此，第二弹簧2440为可使第二质量块2430依照平行于X轴的轴线进行旋转运动的弹簧。第二弹簧2440可为旋转梁(torsion beam)，但本发明不限于此。因此，在感应角速度时，微型电机装置2000的第一框架2210会依照垂直于基板2100的轴线A1往复转动，而使各个第二质量块2430沿X轴方向上来回运动。当微型电机装置2000在Y轴方向上感应到角速度Ry时，各个第二质量块2430会以对应的各个第二弹簧2440为转轴(也为平行X轴的方向)往复转动。通过感应各个第二质量块2430的转动时所造成的电容变化，即能换算出Y轴方向上的角速度Ry的大小。
各个第三框架2230分别设置于第一框架2210与环形固定座2220之间(或称这些第一固定座2215所形成的区域A14与第一框架2210之间)，其中第三质量块2450、2460分别设置于相对应的第三框架2230内。在本实施例中，第三弹簧2470沿Y轴方向连接第三质量块2450与相对应的第三框架2230，而第三弹簧2480则是沿X轴方向连接第三质量块2460与相对应的第三框架2230。各个第一支架2232分别沿X轴方向连接至各个相对应的第三框架2230，且各个第二支架2233分别沿Y轴方向连接至各个相对应的第三框架2230。如此，当微型电机装置2000的第一框架2210依照垂直于基板2100的轴线A1往复转动时，第三框架2230分别会沿X轴方向以及Y轴方向来回运动。并且，第三质量块2450、2460也会凭借相对应的第三弹簧2470、2480分别沿X轴方向以及Y轴方向来回运动。另一方面，当微型电机装置2000在Z轴方向上感应到角速度Rz时，各个第三质量块2450会沿Y轴方向来回运动，且各个第三质量块2460会沿X轴方向来回运动。通过感应各个第三质量块2450、2460位移时所造成的电容变化，即能换算出Z轴方向上的角速度Rz的大小。
为了有效缩减微型电机装置2000的整体面积，在本实施例中，各个第一质量块2410与各个第二质量块2430可以是分别具有凹部的质量块，但本发明不限于此。如图11A所示，各个第一质量块2410分别具有凹部2411，各个第二质量块2430分别具有凹部2431。各个凹部2411与各个凹部2431分别面向轴线A1。各个第三质量块2450的部分被对应的各个凹部2431所围绕，且各个第三质量块2460的部分被对应的各个凹部2411所围绕。另一方面，缩小各个第一质量块2410的凸部轮廓2412与第一框架2210的内侧之间的空隙，也有助于缩减微型电机装置2000的整体面积。相同的，缩小各个第二质量块2430的凸部轮廓2432与第一框架2210的内侧之间的空隙，也有助于缩减微型电机装置2000的整体面积。此外在本实施例中各个第三质量块2450、2460可以是框架型质量块，但本发明不限于此。
图11B是本发明第八实施例的微型电机装置示意图，其中图11B的微型电机装置2000A与图11A的微型电机装置2000相似，为清楚表示以便说明，图11B省略标示相同构件的标号，但标示出相应感应器2500的标号。请参考图11B，有别于第六实施例的微型电机装置2000的是，在本实施例中，微型电机装置2000A适用于检测加速度与两个轴向以上的角速度。因此微型电机装置2000A还包括感应器2500，其中感应器2500设置于基板2100上且位于区域(或称空间、空间区域、space、space area)A14(图11A已绘出)内，并由环形固定座2220所围绕。进一步讲，感应器2500例如是三轴加速度计，其透过弹簧2501与环形固定座2220连接。在此，感应器2500可包括第四质量块2510、第五质量块2520与第六质量块2530，其中第六质量块2530围绕第四质量块2510与第五质量块2520，且第四质量块2510位于第五质量块2520与第六质量块2530之间。进一步讲，第五质量块2520通过弹簧(图未标出)与第四质量块2510连接，且第四质量块2510通过弹簧(图未标出)与第六质量块2530连接。第六质量块2530则通过弹簧2501与环形固定座2220连接。在本实施例中，弹簧2501可以是旋转梁(torsion beam)，但本发明不以此为限。
进一步讲，第四质量块2510适用于感测X轴方向上的加速度Ax。因此，当微型电机装置2000A在X轴方向上检测到加速度Ax时，第四质量块2510在X轴方向上产生位移，且微型电机装置2000A通过感应第四质量块2510的位移变化所造成的电容改变，即能换算出X轴方向上的加速度Ax的大小。
第五质量块2520适用于感应Y轴方向上的加速度Ay。因此，当微型电机装置2000A在Y轴方向上感应到加速度Ay时，第五质量块2520会在Y轴方向上产生位移，且微型电机装置2000A通过感应第五质量块2520的位移造成的电容改变，即能换算出Y轴方向上的加速度Ay的大小。
第六质量块2530适用于感应Z轴方向上的加速度Az。因此，当微型电机装置2000A在Z轴方向上检测到加速度Az时，经由弹簧2501连接于环形固定座2220的第六质量块2530会以弹簧2501为转轴(也为X轴)转动。微型电机装置2000A通过感应第六质量块2530转动时所造成的电容改变，即能换算出Z轴方向上的加速度Az的大小。在没有图示的实施例中，第六质量块2530也可沿着Y轴方向经由弹簧2501连接于环形固定座2220，因此当微型电机装置2000A在Z轴方向上感应到加速度时，第六质量块2530会以弹簧2501为转轴(也为Y轴)转动，且微型电机装置2000A通过感应第六质量块2530转动时所造成的电容改变，也能换算出Z轴方向上的加速度Az的大小。
简单来说，将感应器2500设置于环绕区域(或称空间、空间区域、space、spacearea)A14(在图11A中绘出)内，也在环形固定座2220内，不仅可避免感应器2500的测量值受到第一框架2210振荡时的影响，也不会造成微型电机装置2000的整体面积的增加。虽然上述实施例的感应器2500是以加速度计作为说明，在其他实施例中，感应器2500也可为磁力计或气压计，用于感应磁场强度或气压大小，但本发明对感应器2500的功能不加以限制。
图11C是本发明第九实施例的微型电机装置的局部放大示意图，其局部放大处大致上与图11B中局部放大区B的所在处一致。请参考图11C，图11C的微型电机装置与图11B的微型电机装置2000A的不同之处在于支点元件的链接方式及固定座的配置方式。进一步讲，图11C的微型电机装置还包括至少一第四弹簧2483(图11C绘出了一个)，其中支点元件2231的支点端2231a是透过第四弹簧2483链接对应的第一固定座2215。第四弹簧2483包含两个相互垂直的折叠弹簧2481、2482。此外，图11C的微型电机装置的第一固定座2215是二个一组的设置在支点端2231a的两侧。
本实施例的微型电机装置沿用了微型电机装置2000的相同技术概念，因此本实施例的微型电机装置中用于感应角速度Rx、Ry以及Rz的工艺原理可参考微型电机装置2000的说明，且相同构件的结构配置也如上述实施例所记载，在此不做赘述。
综上所述，本发明的微型电机装置具有适于沿垂直基板的轴线旋转振荡的第一框架。进一步讲，第一框架透过支点元件的支点端连接至第一固定座或环形固定座，且各个支点端至轴线的距离都相同。也就是说，本发明用以作为旋转支点的支点端对称于第一框架的轴心，但不位于此轴心上。
另一方面，多个第一固定座位于第一框架内且设置于基板上，其中这些第一固定座环绕垂直于基板的轴线，以形成围绕前述轴线的区域(或称空间、空间区域、space、spacearea)。此区域(或称空间、空间区域、space、space area)或者是环形固定座的内部空间可设置用于感应不同物理量的感应器，例如加速度计、磁力计或气压计等。因此，本发明的微型电机装置不仅可达到缩小整体面积的目的，并能感测两轴以上的角速度。此外，也可以通过位于固定座所围绕的区域(或称空间、空间区域、space、space area)的感应器来感应不同的物理量，例如是第三轴向上的加速度、磁场强度或气压大小等。
本发明还可有其他多种实施例，在不脱离本发明的精神和范围内，任何本领域的技术人员，当可做些许的更改与完善，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。

Claims (46)

1.一种微型电机装置，用于检测两轴以上的角速度，其特征在于，包括：
基板；
第一框架；
多个第一固定座，位于该第一框架内，并且设置于该基板上，以在该基板上形成围绕一轴线的区域，其中该轴线垂直该基板；以及
多个支点元件，设置于该第一框架内，其中各该支点元件包括支点端及旋转端，各该支点端连接对应的各该第一固定座，且各该旋转端连接该第一框架，各该支点端至该轴线的距离都相同，以使该第一框架适合于依照该轴线转动。
2.如权利要求1所述的微型电机装置，其特征在于，该轴线通过该基板的地方不设置任何固定座。
3.如权利要求1所述的微型电机装置，其特征在于，各该支点端至与其相邻的各该支点端的距离都相同。
4.如权利要求1所述的微型电机装置，其特征在于，各该支点元件的长度相同。
5.如权利要求1所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
至少一第四弹簧，其中各该支点端透过该第四弹簧连接对应的各该第一固定座。
6.如权利要求1所述的微型电机装置，其特征在于，还包括感应器，设置于该基板上且位于该区域内。
7.如权利要求1所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
多个第二固定座，设置于该基板上，其中各该第二固定座连接相邻的二个该第一固定座形成环形固定座。
8.一种微型电机装置，其特征在于，包括：
基板；
第一框架；
多个第一固定座，位于该第一框架内，并且设置于该基板上，以在该基板上形成围绕轴线的区域，其中该轴线垂直该基板；以及
多个支点元件，设置于该第一框架内，其中各该支点元件包括支点端及旋转端，各该支点端连接对应的各该第一固定座，且各该旋转端连接该第一框架，各该支点端至该轴线的距离都相同，以使该第一框架适合于依照该轴线转动，各该支点端的宽度小于各该旋转端的宽度。
9.如权利要求8所述的微型电机装置，其特征在于，该轴线通过该基板的地方不设置任何固定座。
10.如权利要求8所述的微型电机装置，其特征在于，各该支点端至与其相邻的各该支点端的距离都相同。
11.如权利要求8所述的微型电机装置，其特征在于，各该支点元件的长度都相同。
12.如权利要求8所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
至少一第四弹簧，其中各该支点端透过该第四弹簧连接对应的各该第一固定座。
13.如权利要求12所述的微型电机装置，其特征在于，该第四弹簧包含两相互垂直的折叠弹簧。
14.如权利要求8所述的微型电机装置，其特征在于，各该支点端与其相邻的二个该支点端之间的距离不相同。
15.如权利要求8所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
感应器，设置于该基板上且位于该区域内。
16.如权利要求8所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
多个第二固定座，设置于该基板上，其中各该第二固定座连接相邻的二个该第一固定座形成环形固定座。
17.如权利要求16所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
加速度计，透过弹簧与该环形固定座连接。
18.如权利要求16所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
磁力计，透过弹簧与该环形固定座连接。
19.如权利要求8所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
第二框架，环绕该第一框架；以及多个连接器，分别连接该第一框架与该第二框架。
20.如权利要求19所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
多个电极，设置于该第一框架与该第二框架之间。
21.如权利要求8所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
多个第一支架；以及
多个第二支架，各该第一支架及对应的各该第二支架分别连接对应的各该支点元件且对称配置于对应的各该支点元件的相对两侧。
22.如权利要求21所述的微型电机装置，其特征在于，各该第一支架与对应的各该第二支架相互垂直。
23.如权利要求21所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
多个非对称质量块，设置于该些第一固定座所形成的该区域与该第一框架之间，其中该些非对称质量块具有凹部，且该些凹部面向该轴线。
24.如权利要求23所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
多个第一弹簧，其中部分该些非对称质量块为第一质量块，各该第一弹簧沿Y轴方向连接对应的各该第一质量块及该第一框架。
25.如权利要求24所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
多个第二弹簧，其中另一部分该些非对称质量块为第二质量块，各该第二弹簧沿X轴方向连接对应的各该第二质量块及该第一框架。
26.如权利要求25所述的微型电机装置，其特征在于，该第一弹簧或该第二弹簧为扭转梁。
27.如权利要求23所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
多个第三质量块，设置于该些第一固定座所形成的该区域与该第一框架之间，其中部分各该第三质量块被对应的该非对称质量块的该凹部所包围。
28.如权利要求27所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
至少一第三框架，其中该第一支架或该第二支架连接至该第三框架，且该第三质量块设置于该第三框架内；以及
多个第三弹簧，分别连接该第三质量块及该第三框架。
29.如权利要求27所述的微型电机装置，其特征在于，这些该第三质量块为一框架。
30.一种微型电机装置，其特征在于，包括：
基板；
第一框架；
多个第一固定座，位于该第一框架内，并且设置于该基板上，以在该基板上形成围绕的轴线的区域，其中该轴线垂直该基板；
多个支点元件，设置于该第一框架内，其中各该支点元件包括支点端及旋转端，各该支点端连接对应的各该第一固定座，且各该旋转端连接该第一框架，各该支点端至该轴线的距离都相同，以使该第一框架适合于依照该轴线转动；
多个第一支架；以及
多个第二支架，其中各该第一支架与对应的各该第二支架分别连接对应的各该支点元件，且各该第一支架与对应的各该第二支架对称配置于对应的各该支点元件的相对两侧。
31.如权利要求30所述的微型电机装置，其特征在于，各该支点端至与其相邻的各该支点端的距离都相同。
32.如权利要求30所述的微型电机装置，其特征在于，各该支点元件的长度相同。
33.如权利要求30所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
至少一第四弹簧，其中各该支点端透过该第四弹簧连接对应的各该第一固定座。
34.如权利要求30所述的微型电机装置，其特征在于，各该第一支架与对应的各该第二支架相互垂直。
35.如权利要求30所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
多个非对称质量块，设置于该些第一固定座所形成的该区域与该第一框架之间，其中该些非对称质量块具有凹部，且该些凹部面向该轴线。
36.如权利要求35所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
多个第一弹簧，其中部分该些非对称质量块为第一质量块，各该第一弹簧沿Y轴方向连接对应的各该第一质量块及该第一框架。
37.如权利要求36所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
多个第二弹簧，其中另一部分该些非对称质量块为第二质量块，各该第二弹簧沿X轴方向连接对应的各该第二质量块及该第一框架。
38.如权利要求35所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
第三质量块，设置于该些第一固定座所形成的该区域与该第一框架之间，其中部分该第三质量块被对应的该非对称质量块的该凹部所围绕。
39.一种微型电机装置，其特征在于，包括：
基板；
第一框架；
多个第一固定座，位于该第一框架内，并且设置于该基板上，以在该基板上形成围绕轴线的区域，其中该轴线垂直该基板；
多个非对称质量块，设置于该些第一固定座所形成的该区域与该第一框架之间，其中该些非对称质量块具有凹部，且该些凹部面向该轴线；以及
多个支点元件，设置于该第一框架内，其中各该支点元件包括支点端及旋转端，各该支点端连接对应的各该第一固定座，且各该旋转端连接该第一框架，各该支点端至该轴线的距离都相同，以使该第一框架适合于依照该轴线转动。
40.如权利要求39所述的微型电机装置，其特征在于，各该支点端至与其相邻的各该支点端的距离都相同。
41.如权利要求39所述的微型电机装置，其特征在于，各该支点元件的长度相同。
42.如权利要求39所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
至少一第四弹簧，其中各该支点端透过该第四弹簧连接对应的各该第一固定座。
43.如权利要求39所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
多个第一弹簧，其中部分该些非对称质量块为第一质量块，各该第一弹簧沿Y轴方向连接对应的各该第一质量块及该第一框架。
44.如权利要求43所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
多个第二弹簧，其中另一部分该些非对称质量块为第二质量块，各该第二弹簧沿X轴方向连接对应的各该第二质量块及该第一框架。
45.如权利要求39所述的微型电机装置，其特征在于，还包括：
第三质量块，设置于该些第一固定座所形成的该区域与该第一框架之间，其中部分该第三质量块被对应的该非对称质量块的该凹部所围绕。
46.如权利要求39所述的微型电机装置，其特征在于，各该支点元件的该支点端的宽度小于各该支点元件的旋转端的宽度。
CN201410549648.4A 2014-04-29 2014-10-16 具有支点元件的微型电机装置 Active CN105043370B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW103115343 2014-04-29
TW103115343 2014-04-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105043370A CN105043370A (zh) 2015-11-11
CN105043370B true CN105043370B (zh) 2019-01-22

Family

ID=54334473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410549648.4A Active CN105043370B (zh) 2014-04-29 2014-10-16 具有支点元件的微型电机装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10132877B2 (zh)
CN (1) CN105043370B (zh)
TW (1) TWI613418B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10502568B2 (en) * 2015-04-29 2019-12-10 General Electric Company Inertial sensing systems and methods of manufacturing the same
CN105300369A (zh) * 2015-10-26 2016-02-03 马国才 一种电子系统多轴结构
CN106871886B (zh) * 2015-12-10 2020-02-18 上海矽睿科技有限公司 振动模块以及陀螺仪
TWI570054B (zh) * 2015-12-28 2017-02-11 財團法人工業技術研究院 具中央固定座的微機電裝置
TWI625527B (zh) * 2016-04-27 2018-06-01 國立交通大學 集積型多元感測器模組
TWI612309B (zh) * 2016-04-27 2018-01-21 國立交通大學 集積型多元感測元件
CN107782298B (zh) * 2016-08-27 2023-09-29 深迪半导体(绍兴)有限公司 一种三轴mems陀螺仪
US10520526B2 (en) 2016-10-11 2019-12-31 Analog Devices, Inc. Folded tether structure for MEMS sensor devices
DE102017213637A1 (de) * 2017-08-07 2019-02-07 Robert Bosch Gmbh Ein- und zweiachsiger Drehratensensor
WO2020195386A1 (ja) * 2019-03-27 2020-10-01 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 物理量センサ
CN116147600A (zh) * 2021-10-27 2023-05-23 苏州明皜传感科技股份有限公司 微机电多轴角速度感测器

Family Cites Families (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5203208A (en) * 1991-04-29 1993-04-20 The Charles Stark Draper Laboratory Symmetrical micromechanical gyroscope
DE19523895A1 (de) 1995-06-30 1997-01-02 Bosch Gmbh Robert Beschleunigungssensor
US6443008B1 (en) 2000-02-19 2002-09-03 Robert Bosch Gmbh Decoupled multi-disk gyroscope
US6837107B2 (en) 2003-04-28 2005-01-04 Analog Devices, Inc. Micro-machined multi-sensor providing 1-axis of acceleration sensing and 2-axes of angular rate sensing
US6848304B2 (en) 2003-04-28 2005-02-01 Analog Devices, Inc. Six degree-of-freedom micro-machined multi-sensor
US7168317B2 (en) * 2003-11-04 2007-01-30 Chung-Shan Institute Of Science And Technology Planar 3-axis inertial measurement unit
JP2008514968A (ja) * 2004-09-27 2008-05-08 コンティ テミック マイクロエレクトロニック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 回転速度センサ
JP4353087B2 (ja) * 2004-12-01 2009-10-28 株式会社デンソー 回転振動型角速度センサ
US7155976B2 (en) * 2005-01-05 2007-01-02 Industrial Technology Research Institute Rotation sensing apparatus and method for manufacturing the same
US7621183B2 (en) 2005-11-18 2009-11-24 Invensense Inc. X-Y axis dual-mass tuning fork gyroscope with vertically integrated electronics and wafer-scale hermetic packaging
EP1832841B1 (en) 2006-03-10 2015-12-30 STMicroelectronics Srl Microelectromechanical integrated sensor structure with rotary driving motion
TWI286201B (en) 2006-08-18 2007-09-01 Nan-Chyuan Tsai Three-axis sensing micro gyroscope
US7851876B2 (en) * 2006-10-20 2010-12-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Micro electro mechanical system
TW200821543A (en) 2006-11-07 2008-05-16 Chung Shan Inst Of Science Multi-axial gyroscope
US8250921B2 (en) * 2007-07-06 2012-08-28 Invensense, Inc. Integrated motion processing unit (MPU) with MEMS inertial sensing and embedded digital electronics
US7934423B2 (en) 2007-12-10 2011-05-03 Invensense, Inc. Vertically integrated 3-axis MEMS angular accelerometer with integrated electronics
US8042396B2 (en) * 2007-09-11 2011-10-25 Stmicroelectronics S.R.L. Microelectromechanical sensor with improved mechanical decoupling of sensing and driving modes
JP4631992B2 (ja) * 2008-01-07 2011-02-16 株式会社村田製作所 角速度センサ
DE102008043256A1 (de) * 2008-10-29 2010-05-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Sensoranordnung und Sensoranordnung
IT1391973B1 (it) * 2008-11-26 2012-02-02 St Microelectronics Rousset Giroscopio microelettromeccanico mono o biassiale con aumentata sensibilita' al rilevamento di velocita' angolari
IT1391972B1 (it) * 2008-11-26 2012-02-02 St Microelectronics Rousset Giroscopio microelettromeccanico con movimento di azionamento rotatorio e migliorate caratteristiche elettriche
IT1392741B1 (it) * 2008-12-23 2012-03-16 St Microelectronics Rousset Giroscopio microelettromeccanico con migliorata reiezione di disturbi di accelerazione
DE102009001248B4 (de) 2009-02-27 2020-12-17 Hanking Electronics, Ltd. MEMS-Gyroskop zur Ermittlung von Rotationsbewegungen um eine x-, y- oder z-Achse
US8256290B2 (en) * 2009-03-17 2012-09-04 Minyao Mao Tri-axis angular rate sensor
US8272266B2 (en) * 2009-04-09 2012-09-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Gyroscopes using surface electrodes
US8710599B2 (en) * 2009-08-04 2014-04-29 Fairchild Semiconductor Corporation Micromachined devices and fabricating the same
US9097524B2 (en) * 2009-09-11 2015-08-04 Invensense, Inc. MEMS device with improved spring system
US8534127B2 (en) * 2009-09-11 2013-09-17 Invensense, Inc. Extension-mode angular velocity sensor
ITTO20091042A1 (it) * 2009-12-24 2011-06-25 St Microelectronics Srl Giroscopio integrato microelettromeccanico con migliorata struttura di azionamento
CN101871952B (zh) * 2010-06-11 2012-07-11 瑞声声学科技(深圳)有限公司 Mems加速度传感器
TWI434802B (zh) * 2010-12-23 2014-04-21 Ind Tech Res Inst 具電性絕緣結構之微機電裝置及其製造方法
CN103003704B (zh) * 2011-05-23 2016-05-04 深迪半导体(上海)有限公司 感测旋转及加速度两者的微机电系统装置
CN102826499B (zh) * 2011-06-15 2015-02-04 美新半导体（无锡）有限公司 弹性梁及包括其的mems传感器
CN202109911U (zh) 2011-06-24 2012-01-11 鄂尔多斯市嘉美科技股份有限公司 单结构三轴微机电陀螺仪
US8448513B2 (en) 2011-10-05 2013-05-28 Freescale Semiconductor, Inc. Rotary disk gyroscope
JP5773844B2 (ja) 2011-10-31 2015-09-02 三菱プレシジョン株式会社 出力安定性に優れた振動型ジャイロ
DE102011057081A1 (de) * 2011-12-28 2013-07-04 Maxim Integrated Products, Inc. Mikro-Drehratensensor und Verfahren zum Betreiben eines Mikro-Drehratensensors
TWI469254B (zh) * 2011-12-29 2015-01-11 Ind Tech Res Inst 具多重電性通道的微機電裝置及其製作方法
TWI453371B (zh) * 2011-12-30 2014-09-21 Ind Tech Res Inst 一種具振盪模組的微機電系統裝置
US20130239679A1 (en) * 2012-03-13 2013-09-19 Pavel Kornilovich Three-axis gyroscope
US9250143B2 (en) * 2012-09-19 2016-02-02 College Park Industries, Inc. Multicapacitor force/moment sensor arrays
US9194704B2 (en) * 2013-03-13 2015-11-24 Freescale Semiconductor, Inc. Angular rate sensor having multiple axis sensing capability
WO2014151370A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Invensense, Inc. Magnetometer using magnetic materials on accelerometer
EP2808295B1 (en) * 2013-05-31 2015-12-30 Tronics Microsystems S.A. MEMS-Sensor
US9404747B2 (en) * 2013-10-30 2016-08-02 Stmicroelectroncs S.R.L. Microelectromechanical gyroscope with compensation of quadrature error drift
TWI580632B (zh) * 2014-03-14 2017-05-01 財團法人工業技術研究院 具用於旋轉元件之摺疊彈簧的微機電裝置
US9663348B1 (en) * 2015-11-09 2017-05-30 Nxp Usa, Inc. MEMS device with isolation sub-frame structure

Also Published As

Publication number Publication date
US10132877B2 (en) 2018-11-20
CN105043370A (zh) 2015-11-11
TWI613418B (zh) 2018-02-01
TW201541056A (zh) 2015-11-01
US20150308830A1 (en) 2015-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105043370B (zh) 具有支点元件的微型电机装置
US9278847B2 (en) Microelectromechanical gyroscope with enhanced rejection of acceleration noises
CN103221779B (zh) 微机械整体式六轴惯性传感器
US8733172B2 (en) Microelectromechanical gyroscope with rotary driving motion and improved electrical properties
US8312769B2 (en) Uniaxial or biaxial microelectromechanical gyroscope with improved sensitivity to angular velocity detection
KR101812971B1 (ko) 운동을 감지하기 위한 마이크로 자이로스코프
CN101788567B (zh) 检测方向与参考轴倾斜的多轴mems陀螺仪及其读出电路
CN102483328B (zh) 具有线性和旋转地震元件的双轴、抗震旋转速率传感器
CN103076012B (zh) 带有离轴弹簧系统的惯性传感器
JP5425211B2 (ja) マイクロメカニクスによるコリオリ式回転速度センサ
US20130239679A1 (en) Three-axis gyroscope
US20170261322A1 (en) Micromechanical detection structure for a mems sensor device, in particular a mems gyroscope, with improved driving features
JP2018529972A (ja) Ｍｅｍｓ回転数センサ
CN108020686A (zh) 具有改进配置的mems 三轴加速度计
JP4348759B2 (ja) 回転振動型ジャイロ
CN105259370A (zh) 一种基于mems线加速度计的角加速度测量装置
CN104748748B (zh) 具pn界面的微机电装置
JP3783697B2 (ja) ２軸検出型双音さ型振動ジャイロセンサ
CN105444748B (zh) 抗干扰的陀螺仪
KR20120092211A (ko) 내부감지전극을 갖는 튜닝포크형 자이로스코프
JPWO2012004825A1 (ja) 回転振動型ジャイロ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant