DE102009061797B3

DE102009061797B3 - MEMS gyroscope for determining rotational movements around an x, y or z axis

Info

Publication number: DE102009061797B3
Application number: DE102009061797.3A
Authority: DE
Inventors: Alessandro Rocchi
Original assignee: Hanking Electronics Ltd
Current assignee: Hanking Electronics Hongkong Co Ltd Hk
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2020-12-10
Anticipated expiration: 2029-02-28

Abstract

Gyroskop, umfassend:ein Substrat;eine Sensormasse (3),mindestens zwei Antriebsmassen (2), die auf dem Substrat angeordnet sind und radial bezüglich eines Mittelpunkts oszillieren;ein erstes Antriebselement (7), gekoppelt mit einer ersten Antriebsmasse (2) aus den mindestens zwei Antriebsmassen (2), wobei das erste Antriebselement (7) eine radiale oszillierende Schwingung der ersten Antriebsmasse (2) verursacht, um Corioliskräfte auf die erste Antriebsmasse (2) in einem ersten Fall der Drehung des Substrats um eine erste Achse (x) des Gyroskops zu erzeugen;ein zweites Antriebselement (7), gekoppelt mit einer zweiten Antriebsmasse (2) aus den mindestens zwei Antriebsmassen (2), wobei das zweite Antriebselement (7) eine radiale oszillierende Schwingung der zweiten Antriebsmasse (2) verursacht, um Corioliskräfte auf die zweite Antriebsmasse (2) in einem zweiten Fall der Drehung des Substrats um eine zweite Achse (y) des Gyroskops zu erzeugen;Synchronisierungsfedern (8), die die erste und die zweite Antriebsmasse (2) verbinden und veranlassen, dass die radialen oszillierenden Schwingungen der ersten und der zweiten Antriebsmasse (2) synchron miteinander auftreten;ein erstes Sensorelement (10), das eine Auslenkung der ersten Antriebsmasse (2) als Reaktion auf die Corioliskräfte auf die erste Antriebsmasse (2) in dem ersten Fall der Drehung des Substrats um die erste Achse (x) erfasst; undein zweites Sensorelement (10), das eine Auslenkung der zweiten Antriebsmasse (2) als Reaktion auf die Corioliskräfte auf die zweite Antriebsmasse (2) in dem zweiten Fall der Drehung des Substrats um die zweite Achse (y) erfasst unddas erste und das zweite Sensorelement (10) an der Sensormasse (3) angeordnet sind, um die Drehung um die erste Achse (x) oder die zweite Achse (y) zu erfassen.A gyroscope comprising: a substrate; a sensor mass (3), at least two drive masses (2) which are arranged on the substrate and oscillate radially with respect to a center point; a first drive element (7) coupled to a first drive mass (2) from the at least two drive masses (2), the first drive element (7) causing a radial oscillating oscillation of the first drive mass (2) in order to apply Coriolis forces to the first drive mass (2) in a first case of the rotation of the substrate about a first axis (x) of the gyroscope; a second drive element (7), coupled to a second drive mass (2) from the at least two drive masses (2), the second drive element (7) causing a radial oscillating oscillation of the second drive mass (2) in order to reduce Coriolis forces on the second drive mass (2) in a second case of rotation of the substrate about a second axis (y) of the gyroscope; synchronizing springs (8), which the first and d The second drive mass (2) connect and cause the radial oscillating vibrations of the first and second drive masses (2) to occur synchronously with each other; a first sensor element (10) that detects a deflection of the first drive mass (2) in response to the Coriolis forces the first drive mass (2) detects in the first case of the rotation of the substrate about the first axis (x); and a second sensor element (10) which detects a deflection of the second drive mass (2) in response to the Coriolis forces on the second drive mass (2) in the second case of the rotation of the substrate about the second axis (y) and the first and second sensor elements (10) are arranged on the sensor mass (3) in order to detect the rotation about the first axis (x) or the second axis (y).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein MEMS-Gyroskop zur Ermittlung von Rotationsbewegungen um eine x-, y- oder z-Achse, mit einem Substrat und mit mehreren Antriebsmassen, welche oszillierend schwingen um bei einer Drehung des Substrats um die x-, y- oder z-Achse Corioliskräfte auf die Antriebsmassen zu erzeugen.The present invention relates to a MEMS gyroscope for determining rotational movements about an x, y or z axis, with a substrate and with several drive masses which oscillate when the substrate rotates about the x, y or z -Axis to generate Coriolis forces on the drive masses.

Aus der TW I286201 B ist ein 3D mikro-elektro-mechanisches MEMS-Gyroskop bekannt. Hierbei werden Massen, welche an einem zentralen Anker angeordnet sind, in eine oszillierende Drehbewegung versetzt. Die Massen sind auf einem Substrat angeordnet und werden bei einem Drehmoment um die x-, oder y-Achse aufgrund einer hierbei auftretenden Corioliskraft um die y-bzw. x-Achse gekippt. Dies wird ermöglicht durch eine entsprechende Aufhängung dieser Antriebsmassen an dem Substrat. Bei einem Drehmoment um die z-Achse sind Teilmassen durch wiederum eine entsprechende Aufhängung dieser Teilmassen an den drehbar gelagerten Massen translatorisch auslenkbar. Sowohl die Kippbewegungen als auch die translatorische Bewegung kann mittels Sensoren erfasst werden und dient aufgrund ihrer Proportionalität zu der Drehbewegung des Substrats als Maß für die entsprechende Drehung um die x-, y- oder z-Achse. Die jeweiligen Auslenkungen sind jedoch nur sehr schwierig zu ermitteln.From the TW I286201 B a 3-D micro-electro-mechanical MEMS gyroscope is known. Here, masses which are arranged on a central armature are set in an oscillating rotary movement. The masses are arranged on a substrate and, when there is a torque about the x- or y-axis, due to a Coriolis force occurring in this case, are about the y- or y-axis. x-axis tilted. This is made possible by a corresponding suspension of these drive masses on the substrate. In the case of a torque about the z-axis, partial masses can again be deflected translationally by a corresponding suspension of these partial masses on the rotatably mounted masses. Both the tilting movements and the translational movement can be detected by means of sensors and, due to their proportionality to the rotational movement of the substrate, serve as a measure for the corresponding rotation about the x, y or z axis. However, the respective deflections are very difficult to determine.

Um ein dreidimensionales Gyroskop schaffen zu können, bei welchem Drehungen in allen drei Achsen festgestellt werden können, hat D. Wood et al. in dem Artikel „A monolithic silicon gyroscope capable of sensing about three axes simultaneously“ 1996 ein Gyroskop vorgeschlagen, welches ringförmig um einen zentralen Anker angeordnete oszillierende Massen aufweist. Diese Massen sind in der Lage sowohl Kipp- als auch Drehbewegungen aufgrund auftretender Corioliskräfte durchführen zu können. Nachteilig ist hierbei, dass die Fertigung eines solchen Sensors ebenso wie der Antrieb der bewegten Massen schwierig ist. Die Bewegungen der einzelnen Bestandteile des Sensors beeinflussen sich gegenseitig, so dass Messungen der Bewegung in x-, y- oder z-Richtung des Gyroskops keine ausreichende Genauigkeit liefern.In order to be able to create a three-dimensional gyroscope in which rotations in all three axes can be determined, D. Wood et al. in the article "A monolithic silicon gyroscope capable of sensing about three axes simultaneously" 1996 proposed a gyroscope which has oscillating masses arranged in a ring around a central armature. These masses are capable of both tilting and rotating movements due to Coriolis forces. The disadvantage here is that the manufacture of such a sensor is difficult, as is the drive for the moving masses. The movements of the individual components of the sensor influence each other so that measurements of the movement in the x, y or z directions of the gyroscope do not provide sufficient accuracy.

Aus der DE 10 2008 002 748 A1 ist ein Mikro-Gyroskop zur Ermittlung von Rotationsbewegungen um eine x-, y- oder z-Achse bekannt. Auf einem Substrat ist zumindest ein Anker befestigt. Mehrere, insbesondere vier, radial zu dem Anker oszillierende Massen sind mittels Federn an dem Anker befestigt. Antriebselemente dienen zum oszillierenden Schwingen zumindest einzelner der Massen in x- oder y-Richtung, um bei einer Auslenkung des Substrats Corioliskräfte zu erzeugen. Mit Sensorelementen werden Auslenkungen der Massen aufgrund der erzeugten Corioliskräfte erfasst. Die oszillierenden Massen sind mit wenigstens einer weiteren, nicht oszillierenden, aber zusammen mit den oszillierenden Massen auf dem Substrat um den zumindest einen Anker drehbaren Masse verbunden. Dieser weiteren Masse ist ein weiteres Sensorelement zugeordnet, welches aber keine Kippbewegung um die x- oder y-Achse, sondern nur eine Drehbewegung um die z-Achse erfassen kann.From the DE 10 2008 002 748 A1 a micro-gyroscope for determining rotational movements about an x, y or z axis is known. At least one anchor is attached to a substrate. Several, in particular four, masses oscillating radially with respect to the armature are attached to the armature by means of springs. Drive elements serve to oscillate at least some of the masses in the x or y direction in order to generate Coriolis forces when the substrate is deflected. Displacements of the masses due to the generated Coriolis forces are recorded with sensor elements. The oscillating masses are connected to at least one further, non-oscillating mass that is rotatable about the at least one armature together with the oscillating masses on the substrate. A further sensor element is assigned to this further mass, but it cannot detect a tilting movement about the x or y axis, but only a rotary movement about the z axis.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein MEMS-Gyroskop zur Ermittlung von Rotationsbewegungen um eine x-, y- oder z-Achse mit hoher Erfassungsgenauigkeit zu schaffen.The object of the present invention is to create a MEMS gyroscope for determining rotational movements about an x, y or z axis with high detection accuracy.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Gyroskop mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.The object is achieved with a gyroscope with the features of the independent claims.

Ein Gyroskop weist zur Ermittlung von Rotationsbewegungen um eine x-, y- oder z-Achse ein Substrat auf sowie mehrere, mindestens zwei vorzugsweise vier radial zu einem Zentrum bewegbare Antriebsmassen. Antriebselemente versetzten die Antriebsmassen als Primärschwingung in eine oszillierende Schwingung um bei einer Drehung des Substrates um die x-, y- oder z-Achse Corioliskräfte auf die Antriebsmassen zu erzeugen. Die oszillierenden Antriebsmassen sind mit wenigstens einer weiteren, nicht oszillierenden, aber zusammen mit den oszillierenden Antriebsmassen auf dem Substrat um die x-, y- oder z-Achse drehbaren Sensormasse verbunden. Sensorelemente sind an dem MEMS-Gyroskop vorgesehen um Auslenkungen der Sensormasse und/oder der Antriebsmassen in Relation zum Substrat aufgrund der erzeugten Corioliskräfte als Sekundärschwingung zu erfassen. Die Sensormasse ist mit zumindest zwei, vorzugsweise vier Ankern zur drehbaren Befestigung mittels Federn auf dem Substrat angeordnet.To determine rotational movements about an x, y or z axis, a gyroscope has a substrate and several, at least two, preferably four, drive masses that can be moved radially to a center. Drive elements set the drive masses as primary vibration in an oscillating vibration in order to generate Coriolis forces on the drive masses when the substrate rotates around the x, y or z axis. The oscillating drive masses are connected to at least one further, non-oscillating sensor mass that is rotatable together with the oscillating drive masses on the substrate about the x, y or z axis. Sensor elements are provided on the MEMS gyroscope in order to detect deflections of the sensor mass and / or the drive masses in relation to the substrate as a result of the Coriolis forces generated as secondary oscillations. The sensor mass is arranged with at least two, preferably four anchors for rotatable fastening by means of springs on the substrate.

Oszillierende Antriebsmassen sind an der Sensormasse befestigt und können unabhängig von der Sensormasse oszillieren. Die Sensormasse selbst ist schließlich über mindestens zwei Anker an dem Substrat befestigen. Die Befestigung an den Ankern erfolgt über Federn, welche Bewegungen der Sensormasse zusammen mit den Antriebsmassen relativ zum Substrat erlauben. Die Bewegungen erfolgen dabei als Drehbewegung um die aus der Zeichenebene herausragende z-Achse sowie als Kippbewegung um die in der Zeichenebene liegenden x- und y-Achse. Hierdurch sind unabhängig voneinander Rotationsbewegungen des Substrates bzw. des Gyroskops um eine x-Achse, eine y-Achse oder eine z-Achse mittels der Sensorelemente, welche an entsprechender Stelle angeordnet sind, zu ermitteln. Insbesondere bei der Ausgestaltung mit vier Ankern, mittels welcher die Sensormasse auf dem Substrat angeordnet ist, wird eine ausgeglichene Lagerung der Massen auf dem Substrat bewirkt. Das Auslenken der Massen aufgrund der auftretenden Corioliskräfte bei einer Drehbewegung des Substrats erfolgt in allen Richtungen gleichmäßig, so dass die Auslenkbewegungen in allen Richtungen gleichartig sind. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die vier Anker sich auf der x- und der y-Achse befinden, wobei jeweils zwei der Anker auf einer dieser Achsen angeordnet sind. Hierdurch ist die Kippbewegung um die x-Achse gleichartig mit der Kippbewegung um die y-Achse.Oscillating drive masses are attached to the sensor mass and can oscillate independently of the sensor mass. The sensor mass itself is finally attached to the substrate via at least two anchors. It is attached to the anchors using springs, which allow the sensor mass to move together with the drive masses relative to the substrate. The movements take place as a rotary movement about the z-axis protruding from the plane of the drawing and as a tilting movement about the x and y-axis lying in the plane of the drawing. As a result, rotational movements of the substrate or of the gyroscope about an x-axis, a y-axis or a z-axis can be determined independently of one another by means of the sensor elements which are arranged at the corresponding point. In particular in the configuration with four anchors, by means of which the sensor mass is arranged on the substrate, a balanced mounting of the Causes masses on the substrate. The deflection of the masses due to the Coriolis forces occurring during a rotary movement of the substrate takes place uniformly in all directions, so that the deflection movements are similar in all directions. It is particularly advantageous here if the four anchors are located on the x and y axes, two of the anchors being arranged on one of these axes. As a result, the tilting movement about the x-axis is similar to the tilting movement about the y-axis.

Die Federn, mit welchen die Sensormasse an dem Anker befestigt sind, erlauben einerseits die beschriebene Kippbewegung um die x- bzw. y-Achse sowie eine Drehbewegung um die z-Achse. Gegenüber translatorischen Bewegungen in x- oder y-Richtung sind sie hingegen in ihrem Zusammenwirken steif. Hierdurch wird ein stabiles System geschaffen, welches steif gegenüber translatorischen Bewegungen, jedoch weich hinsichtlich rotatorischen Bewegungen der Sensormasse ist.The springs, with which the sensor mass are attached to the armature, on the one hand allow the described tilting movement about the x or y axis and a rotary movement about the z axis. Compared to translational movements in the x or y direction, however, they are stiff in their interaction. This creates a stable system which is rigid with respect to translational movements, but soft with respect to rotational movements of the sensor mass.

In einer vorzugsweisen Ausbildung der Erfindung umgibt die Sensormasse die Antriebsmassen in Form eines Rahmens. Dadurch können die Antriebsmassen gut in der Sensormasse aufgenommen werden und sorgen für einen störungsfreien Betrieb des Sensors. Durch den Rahmen wird auch gewährleistet, dass die Antriebsmassen gleichmäßig betrieben und gelagert werden können, so dass auch die daraus resultierenden Corioliskräfte und damit die entsprechenden Kippbewegungen gleichmäßig von den Antriebsmassen in die Sensormasse eingeleitet werden können.In a preferred embodiment of the invention, the sensor mass surrounds the drive masses in the form of a frame. As a result, the drive masses can be well absorbed in the sensor mass and ensure trouble-free operation of the sensor. The frame also ensures that the drive masses can be operated and stored uniformly, so that the Coriolis forces resulting therefrom and thus the corresponding tilting movements can also be introduced uniformly from the drive masses into the sensor mass.

Sind die Antriebsmassen paarweise punktsymmetrisch zu dem Zentrum des Sensors angeordnet, so können Antriebsvibrationen einfach ausbalanciert werden, so dass der Sensor in Ruhelage eine im Wesentlichen unbewegte Sensormasse aufweist. Die Sensormasse wird hierdurch nicht von den bewegten Antriebsmassen negativ beeinflusst oder gar in Schwingung versetzt, ohne dass Corioliskräfte auftreten.If the drive masses are arranged in pairs point-symmetrically to the center of the sensor, drive vibrations can easily be balanced so that the sensor has a substantially stationary sensor mass in the rest position. As a result, the sensor mass is not negatively influenced by the moving drive masses or even caused to vibrate without Coriolis forces occurring.

Vorzugsweise sind die Sensorelemente zum Erfassen der Auslenkung der Massen um die x- oder y-Achse unterhalb der Sensormasse und/oder unterhalb der Antriebsmassen als horizontale Plattenkapazitäten oder als vertikale Kapazitäten in der Sensormasse angeordnet. Bei jeder der genannten Anordnungen kann die Auslenkung der Massen um die x- oder y-Achse in ihrer sekundär Schwingung als Änderung der Kapazität bzw. elektrischen Spannung erfasst werden. Die entsprechende Amplitude wirkt dabei als Maß für die auf den Drehratensensor wirkende Drehrate.The sensor elements for detecting the deflection of the masses about the x or y axis are preferably arranged below the sensor mass and / or below the drive masses as horizontal plate capacitances or as vertical capacitances in the sensor mass. In each of the arrangements mentioned, the deflection of the masses around the x or y axis can be detected in their secondary oscillation as a change in the capacitance or electrical voltage. The corresponding amplitude acts as a measure for the rotation rate acting on the rotation rate sensor.

Zum Erfassen der Auslenkung der Massen um die z-Achse sind Sensorelemente vorzugsweise innerhalb oder außerhalb der Sensormasse als vertikale Kapazitäten oder als Kammelektroden angeordnet. Auch hierbei kann durch eine Änderung der elektrischen Größe auf die Drehrate um die z-Achse rückgeschlossen werden.To detect the deflection of the masses around the z-axis, sensor elements are preferably arranged inside or outside the sensor mass as vertical capacitances or as comb electrodes. Here, too, a change in the electrical variable can be used to infer the rate of rotation about the z axis.

Die Befestigung der Sensormasse and dem Substrat erfolgt vorzugsweise mit Biegefedern. Durch die Biegefedern wird gewährleistet, dass die Sensormasse stabil mittels der entsprechenden Anker auf dem Substrat angeordnet ist. Die einzelnen Biegefedern sollen dabei so zusammenwirken, dass idealerweise die Sensormasse und die Antriebsmassen keinen Kontakt zu dem Substrat erhalten, wenn sie auf Grund der auftretenden Schwingungen durch die Corioliskraft ausgelenkt werden.The attachment of the sensor mass to the substrate is preferably carried out with spiral springs. The spiral springs ensure that the sensor mass is arranged in a stable manner on the substrate by means of the corresponding anchors. The individual spiral springs should work together in such a way that ideally the sensor mass and the drive masses do not come into contact with the substrate when they are deflected by the Coriolis force due to the vibrations that occur.

Die Biegefedern sind vorzugsweise so ausgeführt, dass sie eine Rotation der Sensormasse um die x-, y- und z-Achse erlauben. Damit werden Drehbewegungen des Substrats als Sekundärbewegung aufgrund der auftretenden Corioliskräfte in eine oszillierende Rotation der Sensormasse um die x-, y- oder z-Achse ermöglicht.The spiral springs are preferably designed so that they allow the sensor mass to rotate around the x, y and z axes. This enables rotational movements of the substrate as a secondary movement due to the Coriolis forces occurring in an oscillating rotation of the sensor mass about the x, y or z axis.

Vorzugsweise sind die Biegefedern so ausgebildet, dass sie eine Verschiebung der Sensormasse in x-, y- oder z-Richtung verhindern. Bezüglich einer translatorischen Verschiebung der Sensormasse auf dem Substrat sind die Biegefedern in ihrem Zusammenwirken steif ausgebildet, so dass eine Verschiebung der Sensormasse in linearer Richtung auf dem Substrat vermieden wird.The spiral springs are preferably designed in such a way that they prevent the sensor mass from being displaced in the x, y or z direction. With regard to a translational displacement of the sensor mass on the substrate, the flexural springs are designed to be rigid in their interaction, so that a displacement of the sensor mass in a linear direction on the substrate is avoided.

Insbesondere um ein gutes und empfindliches Auslenken der Sensormasse zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass die Anker im Bereich des Zentrums des Sensors angeordnet sind. Die Biegefedern können hierdurch entsprechend lang ausgebildet werden, in der gewünschten Richtung eine geringe Federkonstante aufweisen und somit relativ weich sein. Eine Biegung bei einer entsprechenden Krafteinwirkung ist hierdurch leicht möglich. Die daran aufgehängte Sensormasse kann damit leicht und wiederholgenau bereits bei geringen Corioliskräften gekippt werden.In particular, to enable a good and sensitive deflection of the sensor mass, it is provided that the armatures are arranged in the area of the center of the sensor. The spiral springs can hereby be made correspondingly long, have a low spring constant in the desired direction and thus be relatively soft. This makes it easy to bend when a corresponding force is applied. The sensor mass suspended from it can thus be tilted easily and with repeatability even with low Coriolis forces.

Vorzugsweise sind die Anker zwischen den Antriebsmassen angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine gleichmäßige Verteilung von Ankerpunkten und bewegten Massen. Das Auslenken der Sensormasse kann hierdurch nach allen Richtungen gleichmäßig und zielgerichtet erfolgen.The anchors are preferably arranged between the drive masses. This results in an even distribution of anchor points and moving masses. The deflection of the sensor mass can thereby take place uniformly and in a targeted manner in all directions.

In einer besonders bevorzugten Ausbildung der Erfindung sind die Antriebsmassen an der Sensormasse mittels in Antriebsrichtung elastischen Biegefedern befestigt. Die Antriebsmassen können hierdurch in Antriebsrichtung oszillierend angetrieben werden, ohne dass sie relevanten Einfluss auf die Sensormasse nehmen. Die Antriebsbewegung der Antriebsmassen bewirkt somit keine unmittelbare Bewegung der Sensormasse, obwohl diese über die Biegefedern miteinander verbunden sind. Die Biegefeder sind dagegen in Richtungen, welche von der Antriebsrichtung abweichen relativ starr mit der Sensormasse verbunden, so dass die auf die Antriebsmassen einwirkenden Corioliskräfte in eine Kipp- oder Drehbewegung der Sensormasse zusammen mit den Antriebsmassen eingeleitet werden können.In a particularly preferred embodiment of the invention, the drive masses are attached to the sensor mass by means of flexible springs that are elastic in the drive direction. The drive masses can hereby be driven to oscillate in the drive direction without having any relevant influence on the Take sensor ground. The drive movement of the drive masses therefore does not cause any direct movement of the sensor mass, although they are connected to one another via the spiral springs. The spiral springs, on the other hand, are relatively rigidly connected to the sensor mass in directions which deviate from the drive direction, so that the Coriolis forces acting on the drive masses can be introduced into a tilting or rotating movement of the sensor mass together with the drive masses.

Gemäß der Erfindung sind die Antriebsmassen mit Synchronisierfedern miteinander verbunden. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise bewirkt, dass die Bewegungen der Antriebsmassen synchron zueinander verlaufen, so dass keine Reaktionskräfte aus ungleichen Bewegungen der Antriebsmassen auf die Sensormasse einwirken. Dies würde dazu führen, dass die Sensormasse Auslenkungen erfährt, welche nicht auf Grund der Corioliskräfte verursacht sind. Hierdurch würden Messfehler entstehen, welche unerwünscht sind. Die Synchronisierfedern hingegen verbinden die einzelnen Antriebsmassen miteinander, so dass die Antriebsbewegungen der einzelnen Antriebsmassen gleich sind und einander bezüglich der auftretenden Kräfte ausgleichen.According to the invention, the drive masses are connected to one another with synchronizing springs. This advantageously has the effect that the movements of the drive masses run synchronously with one another, so that no reaction forces from unequal movements of the drive masses act on the sensor mass. This would lead to the sensor mass experiencing deflections that are not caused by the Coriolis forces. This would result in measurement errors which are undesirable. The synchronizing springs, on the other hand, connect the individual drive masses to one another, so that the drive movements of the individual drive masses are the same and balance one another with regard to the forces that occur.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Synchronisierfedern sehr zentrumsnah angeordnet sind. Insbesondere, wenn sie sich näher am Zentrum befinden als die Anker der Sensormasse, wird sichergestellt, dass sich die Synchronisierfedern und die Biegefedern der Sensormasse nicht gegenseitig behindern. Darüber hinaus können die Biegefedern ebenso wie die Synchronisierfedern lang genug ausgeführt werden, so dass sie in der jeweiligen Richtung ausreichend elastisch sind, und sowohl die Beweglichkeit der Sensormasse als auch die Synchronisierung und Beweglichkeit der Antriebsmassen gewährleistet ist.It is particularly advantageous if the synchronizing springs are arranged very close to the center. In particular, if they are closer to the center than the anchors of the sensor mass, it is ensured that the synchronizing springs and the bending springs of the sensor mass do not interfere with one another. In addition, the spiral springs, like the synchronizing springs, can be made long enough so that they are sufficiently elastic in the respective direction and both the mobility of the sensor mass and the synchronization and mobility of the drive masses are guaranteed.

Sind die Antriebsrichtungen der Antriebsmassen winklig zueinander, bei vier Antriebsmassen vorzugsweise in einem 90°-Winkel oder bei drei Antriebsmassen vorzugsweise in einem 120°-Winkel vorgesehen, so wird sichergestellt, dass die Antriebsmassen gleichmässig betrieben werden können, ohne dass Kräfte auf die Sensormasse einwirken, welche nicht durch die Corioliskräfte verursacht sind.If the drive directions of the drive masses are at an angle to each other, with four drive masses preferably at a 90 ° angle or with three drive masses preferably at a 120 ° angle, it is ensured that the drive masses can be operated uniformly without forces acting on the sensor mass which are not caused by the Coriolis forces.

Ein besonders stabiles System entsteht dadurch, dass in einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung die Antriebsrichtungen der Antriebselemente in einem 45°-Winkel zu den x-/y-Achsen vorgesehen sind. Hierdurch reagiert das System sehr empfindlich auf Corioliskräfte und ist bereits bei geringen Drehraten um die entsprechende Achse in der Lage, Corioliskräfte anzeigen zu können.A particularly stable system is created in that, in a preferred embodiment of the invention, the drive directions of the drive elements are provided at a 45 ° angle to the x / y axes. As a result, the system reacts very sensitively to Coriolis forces and is able to display Coriolis forces even at low rotation rates around the corresponding axis.

Vorzugsweise sind die Antriebselemente der Antriebsmassen Elektroden, insbesondere Gabel- bzw. Kammelektroden. Dabei ist ein Teil der Elektroden auf dem Substrat befestigt und ein anderer Teil der Elektroden an den Antriebselementen angeordnet. Durch das Anlegen einer Wechselspannung werden die Elektroden angezogen und abgestoßen, wodurch eine oszillierende Bewegung der Antriebsmassen entsteht.The drive elements of the drive masses are preferably electrodes, in particular fork or comb electrodes. Some of the electrodes are attached to the substrate and some of the electrodes are arranged on the drive elements. By applying an alternating voltage, the electrodes are attracted and repelled, creating an oscillating movement of the drive masses.

Weitere Vorteile der Erfindung sind in nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt:

1 ein erfindungsgemäßes MEMS-Gyroskop in einer Draufsicht,
2 ein weiteres MEMS-Gyroskop in Draufsicht und
3 ein weiteres MEMS-Gyroskop in Draufsicht.

Further advantages of the invention are described in the following exemplary embodiments. It shows:

1 an inventive MEMS gyroscope in a top view,
2 another MEMS gyroscope in plan view and
3 another MEMS gyroscope in plan view.

In 1 ist die Draufsicht eines MEMS-Gyroskops 1 dargestellt. Zu sehen sind hierbei insbesondere die bewegten Teile des Gyroskops 1, nämlich vier Antriebsmassen 2 und eine Sensormasse 3. Die Sensormasse 3 umgibt die vier Antriebsmassen 2 rahmenartig. Die Antriebsmassen 2 befinden sich innerhalb der Sensormasse 3.In 1 Figure 4 is a top view of a MEMS gyroscope 1 shown. The moving parts of the gyroscope can be seen in particular 1 , namely four drive masses 2 and a sensor ground 3 . The sensor mass 3 surrounds the four drive masses 2 frame-like. The drive masses 2 are located within the sensor ground 3 .

Die Sensormasse 3 ist über Biegefedern 4 und Anker 5 auf einem nicht dargestellten Substrat angeordnet. Die Biegefedern 4 sind biegeweich in Querrichtung zu ihrer Längserstreckung. In ihrer Längsstreckung sind sie jedoch steif. Hierdurch wird bewirkt, dass die Sensormasse 3 um eine in der Zeichenebene liegende x-Achse und y-Achse ebenso wie um eine aus der Zeichenebene herausragende z-Achse drehbar ist. Die Drehbewegungen sind mit entsprechenden Pfeilen dargestellt.The sensor mass 3 is about spiral springs 4th and anchor 5 arranged on a substrate, not shown. The spiral springs 4th are flexible in the transverse direction to their longitudinal extension. However, they are stiff in their longitudinal extension. This causes the sensor mass 3 is rotatable about an x-axis and y-axis lying in the plane of the drawing as well as about a z-axis protruding from the plane of the drawing. The rotary movements are shown with corresponding arrows.

Umrahmt von der Sensormasse 3 sind die Antriebsmassen 2 angeordnet. Die Antriebsmassen 2 sind mittels Biegefedern 6 an der Sensormasse 3 befestigt. Jede der Antriebsmassen 2 weist vier dieser Biegefedern 6 auf. Die Antriebsmassen 2 werden mittels Antriebselementen 7 in Doppelpfeilrichtung oszillierend angetrieben. Die Antriebselemente 7 bestehen beispielsweise aus Kammelektroden, von denen einige am Substrat und andere an der Antriebsmasse 2 befestigt sind und somit durch eine angelegte Wechselspannung die Antriebsmasse 2 in eine oszillierende Schwingung versetzen.Framed by the sensor mass 3 are the drive masses 2 arranged. The drive masses 2 are by means of spiral springs 6th at the sensor ground 3 attached. Any of the propulsion masses 2 has four of these spiral springs 6th on. The drive masses 2 are by means of drive elements 7th driven to oscillate in the direction of the double arrow. The drive elements 7th consist for example of comb electrodes, some of them on the substrate and others on the drive mass 2 are attached and thus the drive mass by an applied alternating voltage 2 set in an oscillating vibration.

Die Biegefedern 6 sind derart ausgebildet, dass sie in der Antriebsrichtung der Antriebsmasse 2 biegeelastisch sind, in allen anderen Richtungen jedoch steif ausgebildet sind. Hierdurch wird bewirkt, dass die Antriebsmasse 2 in ihrer Antriebsrichtung weitgehend frei schwingen kann, während in den anderen Richtungen die Antriebsmasse 2 an die Bewegungen der Sensormasse 3 gekoppelt ist. Durch eine Corioliskraft, welche bei einer Drehbewegung des Substrats um eine der Achsen x, y oder z entsteht, wird somit die Sensormasse 3 zusammen mit den Antriebsmassen 2 in eine entsprechende Richtung als Sekundärbewegung gedreht.The spiral springs 6th are designed such that they are in the drive direction of the drive mass 2 are flexurally elastic, but are rigid in all other directions. This causes the drive mass 2 can oscillate largely freely in its drive direction, while the drive mass in the other directions 2 to the Movements of the sensor mass 3 is coupled. A Coriolis force, which arises when the substrate rotates about one of the axes x, y or z, thus becomes the sensor mass 3 together with the drive masses 2 rotated in a corresponding direction as a secondary movement.

Die vier Antriebsmassen 2 sind derart in der Sensormasse 3 angeordnet, dass sie paarweise gegeneinander schwingen und punktsymmetrisch zur z-Achse angeordnet sind. Hierdurch heben sich Kräfte und Drehmomente, welche durch die Bewegung der Antriebsmassen 2 entstehen könnten, gegenseitig auf und die Sensormasse 3 wird nur auf Grund der Antriebsbewegung der Antriebsmassen 2 nicht in eine Bewegung versetzt.The four propulsion masses 2 are like this in the sensor mass 3 arranged that they swing in pairs against each other and are arranged point-symmetrically to the z-axis. As a result, forces and torques are lifted, which are caused by the movement of the drive masses 2 could arise on each other and the sensor ground 3 is only due to the drive movement of the drive masses 2 not set in motion.

Um dieses Gleichgewicht und damit die Ruhe der Sensormasse 3 zu gewährleisten sind die Antriebsmassen 2 mittels Synchronisierfedern 8 miteinander verbunden. Die Synchronisierfedern 8 sind zwischen dem Anker 5 und dem Zentrum des Gyroskops 1 an der z-Achse angeordnet. Hierdurch wird sichergestellt, dass sie nicht mit der Bewegung der Biegefedern 4 bzw. dem Anker 5 in Konflikt geraten. Die Synchronisierfedern 8 sind u-förmig ausgebildet. Bei einer periodisch von einander weg und wieder zu einander hin erfolgenden Bewegung der durch die Synchronisierfedern 8 miteinander verbundenen beiden Antriebsmassen 2 ergibt sich ein sich verändernder Abstand der beiden Antriebsmassen 2. Die Synchronisierfedern 8 können sich dabei wegen ihrer Formgebung entsprechend spreizen. Die Synchronisierfedern 8 nutzen dabei Kräfte auf die Antriebsmassen 2 dahingehend aus, dass Geschwindigkeitsunterschiede ausgeglichen werden und damit die Antriebsbewegungen der vier Antriebsmassen 2 synchron erfolgen.About this balance and thus the rest of the sensor mass 3 the drive masses must be guaranteed 2 by means of synchronizing springs 8th connected with each other. The synchronizing springs 8th are between the anchor 5 and the center of the gyroscope 1 arranged on the z-axis. This ensures that they do not interfere with the movement of the spiral springs 4th or the anchor 5 getting in trouble. The synchronizing springs 8th are U-shaped. In the case of a periodic movement away from each other and back toward each other, the synchronizing springs move the 8th interconnected two drive masses 2 there is a changing distance between the two drive masses 2 . The synchronizing springs 8th can expand accordingly because of their shape. The synchronizing springs 8th use forces on the drive masses 2 to the effect that speed differences are compensated and thus the drive movements of the four drive masses 2 take place synchronously.

Unterhalb der Sensormasse 3 sind im Bereich der x- und der y-Achse Plattenkapazitäten 9 angeordnet. Durch diese Plattenkapazitäten 9 wird ein elektrisches Signal erzeugt, sobald es sich die Sensormasse 3 um die x- oder y-Achse dreht. Diese Signal ist proportional zur Corioliskraft, welche durch eine Drehbewegung des Substrats um die x- oder y-Achse entsteht. Zur Erfassung der Drehbewegung der Sensormasse 3 um die z-Achse sind beispielsweise Kammelektroden insbesondere am Umfang oder äußeren Bereich der Sensormasse 3 vorgesehen, welche eine Drehbewegung der Sensormasse 3 um die z-Achse ebenfalls in Form eines elektrischen Signals erfassen und Rückschlüsse auf eine entsprechende Drehbewegung des Substrats zulassen.Below the sensor ground 3 are disk capacities in the area of the x and y axes 9 arranged. With this disk capacity 9 an electrical signal is generated as soon as it touches the sensor ground 3 rotates around the x or y axis. This signal is proportional to the Coriolis force, which is produced by a rotary movement of the substrate around the x or y axis. For detecting the rotary movement of the sensor mass 3 There are, for example, comb electrodes around the z-axis, in particular on the circumference or outer area of the sensor mass 3 provided which a rotary movement of the sensor mass 3 about the z-axis also in the form of an electrical signal and allow conclusions to be drawn about a corresponding rotational movement of the substrate.

Durch die Befestigung der Sensormasse 3 an dem Anker 5 des Substrats über die Biegefedern 4 sowie durch die Befestigung der Antriebsmassen 2 über die Biegefedern 6 an der Sensormasse 3 entsteht ein System, bei welchem die Primärbewegung der Antriebsmassen 2 weitestgehend entkoppelt ist von der Sekundärbewegung, welche durch die Antriebsmassen 2 und die Kopplung mit der Sensormasse 3 erfolgt. Die Drehbewegung von Antriebsmassen 2 und Sensormasse 3 als Reaktion auf eine Drehbewegung des Gyroskops 1 bzw. des Substrats, auf welchem die Sensormasse 3 und die Antriebsmassen 2 befestigt sind, kann ohne, dass sie durch die Antriebsbewegung der Antriebsmassen 2 gestört wird, sensiert werden.By attaching the sensor ground 3 at the anchor 5 of the substrate via the spiral springs 4th as well as by fastening the drive masses 2 about the spiral springs 6th at the sensor ground 3 a system is created in which the primary movement of the drive masses 2 is largely decoupled from the secondary movement caused by the drive masses 2 and the coupling with the sensor ground 3 he follows. The rotary motion of drive masses 2 and sensor ground 3 in response to rotating the gyroscope 1 or the substrate on which the sensor mass 3 and the drive masses 2 can be attached without being caused by the drive movement of the drive masses 2 is disturbed, sensed.

Nachdem die Sekundärbewegung durch die Antriebsmassen 2 und die Sensormasse 3 gekoppelt erfolgt, ist es alternativ zu diesem Ausführungsbeispiel auch möglich, dass die Sensorelemente, hier die Plattenkapazitäten 9, nicht nur unterhalb der Sensormasse 3, sondern auch unter den Antriebsmassen 2 angeordnet sind. Gleiches gilt selbstverständlich für die Sensorelemente, welche die Drehbewegung um die z-Achse erfassen. Auch hier erfolgt die Bewegung durch die Antriebsmassen 2 und die Sensormasse 3 gemeinsam, so dass diese Bewegung auch im Bereich der Antriebsmassen und/oder der Sensormasse 3 erfolgen kann.After the secondary movement through the drive masses 2 and the sensor ground 3 takes place coupled, it is alternatively to this embodiment also possible that the sensor elements, here the plate capacitors 9 , not just below the sensor ground 3 , but also under the drive masses 2 are arranged. The same naturally applies to the sensor elements that detect the rotary movement around the z-axis. Here, too, the movement takes place through the drive masses 2 and the sensor ground 3 together, so that this movement is also in the area of the drive masses and / or the sensor mass 3 can be done.

In 2 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel zu dem MEMS-Gyroskop der 1 dargestellt. Vergleichbare Bauelemente sind mit dem gleichen Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet. Ebenso wie in 1 weist das MEMS-Gyroskop 1 vier Antriebsmassen 2 auf, welche mittels jeweils vier Biegefedern 6 mit der Sensormasse 3 verbunden sind. Die Sensormasse 3 umgibt die vier Antriebsmassen 2 rahmenartig. Die Antriebsmassen 2 bewegen sich im 45°-Winkel zur x- und y-Achse in einer Richtung, welche durch das Zentrum des Gyroskops 1 im Bereich der z-Achse verläuft, hin und wieder von diesem weg. Gegenüberliegende Antriebsmassen 2 bewegen sich gegenläufig oszillierend um so Vibrationen auf die Sensormasse 3 zu vermeiden.In 2 FIG. 13 is an alternative embodiment to the MEMS gyroscope of FIG 1 shown. Comparable components have the same reference symbols as in 1 designated. Just like in 1 instructs the MEMS gyroscope 1 four drive masses 2 which by means of four spiral springs each 6th with the sensor ground 3 are connected. The sensor mass 3 surrounds the four drive masses 2 frame-like. The drive masses 2 move at a 45 ° angle to the x- and y-axes in a direction that goes through the center of the gyroscope 1 runs in the area of the z-axis, now and then away from it. Opposing drive masses 2 oscillate in opposite directions, thus causing vibrations to affect the sensor mass 3 to avoid.

Die Sensormasse 3 ist mittels jeweils einer Biegefeder 4 an jeweils einem, insgesamt an vier Ankern 5 dreh- und kippbar um die x-, y- und z-Achse verankert. Zwischen den Ankern 5 und dem Zentrum des Gyroskops 1 erstrecken sich die Synchronisierfedern 8, welche dafür sorgen, dass die Antriebsmassen 2 synchron zueinander schwingen. Die Biegefedern 6, mit welchen die Antriebsmassen 2 mit der Sensormasse 3 verbunden sind, erlauben in Antriebsrichtung die oszillierenden Bewegungen der Antriebsmassen 2, sind jedoch in allen anderen Richtungen starr, so dass auftretende Corioliskräfte von den Antriebsmassen 2 auf die Sensormasse 3 übertragen werden können.The sensor mass 3 is by means of a spiral spring 4th on one each, a total of four anchors 5 anchored rotatable and tiltable around the x, y and z axes. Between the anchors 5 and the center of the gyroscope 1 the synchronizing springs extend 8th , which ensure that the drive masses 2 vibrate synchronously with each other. The spiral springs 6th with which the drive masses 2 with the sensor ground 3 are connected, allow the oscillating movements of the drive masses in the drive direction 2 , however, are rigid in all other directions, so that Coriolis forces are released from the drive masses 2 on the sensor ground 3 can be transferred.

In 3 ist eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen MEMS-Gyroskops 1 schematisch dargestellt. Die Verbindung der Antriebsmassen 2 mit der Sensormasse 3 sowie die Verbindung der Sensormasse 3 über die Biegefedern 4 und die Anker 5 auf dem Substrat erfolgen in ähnlicher Weise wie bei den Ausführungsbeispielen in 1 und 2. Die Synchronisierfedern 8 sind bei dieser Ausführung pfeilartig ausgebildet, aber ebenfalls in Richtung auf das Zentrum des Gyroskops 1 hin orientiert. Die Erfassung der Drehbewegung der Sensormasse 3 und der Antriebsmassen 2 um die x-, y- oder z-Achse erfolgt bei dieser Ausführung der Erfindung mittels Sensorelementen 10, welche im Rahmen der Sensormasse 3 angeordnet sind. Diese Sensorelemente 10 sind beispielsweise vertikale Kapazitäten, welche bei einer Drehbewegung der Sensormasse 3 um die z-Achse veränderliche elektrische Signale erzeugen. Bei einer entsprechenden Ausbildung kann mit diesen Sensorelementen 10 oder mit ähnlichen Sensorelementen oder aber auch mit Plattenkapazitäten, wie in der Ausführung der 1 dargestellt, die Drehbewegung um die x- oder y-Achse der Sensormasse 3 erfasst werden.In 3 is another embodiment of a MEMS gyroscope according to the invention 1 shown schematically. The connection of the drive masses 2 with the sensor ground 3 as well as the connection of the sensor ground 3 about the spiral springs 4th and the anchors 5 on the substrate are carried out in a similar manner to the exemplary embodiments in FIG 1 and 2 . The synchronizing springs 8th are arrow-shaped in this embodiment, but also in the direction of the center of the gyroscope 1 oriented towards. The detection of the rotational movement of the sensor mass 3 and the drive masses 2 In this embodiment of the invention, sensor elements take place around the x, y or z axis 10 , which is part of the sensor mass 3 are arranged. These sensor elements 10 are, for example, vertical capacitances which occur when the sensor mass rotates 3 generate variable electrical signals around the z-axis. With a corresponding design, these sensor elements 10 or with similar sensor elements or with plate capacities, as in the execution of the 1 shown, the rotary movement around the x or y axis of the sensor mass 3 are recorded.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann insbesondere die Anzahl der Antriebsmassen unterschiedlich von der hier dargestellten Anzahl sei. Auch die Art und Weise der Erfassung der Drehbewegung der Sensormasse 3 kann anders als hier dargestellt erfolgen. Die Gestaltung der Antriebsmassen 2 und der Sensormasse 3 muss darüber hinaus nicht eckig sein, sondern kann in einer anderen Ausführung der Erfindung auch abgerundet oder rund sein. Im Übrigen betrifft die Erfindung alle Ausführungen, welche entsprechend der geltenden Patentansprüche ausgebildet sind.The invention is not restricted to the exemplary embodiments shown. In particular, the number of drive masses can be different from the number shown here. Also the way in which the rotational movement of the sensor mass is recorded 3 can be done differently than shown here. The design of the drive masses 2 and the sensor ground 3 moreover does not have to be angular, but can also be rounded or round in another embodiment of the invention. In addition, the invention relates to all designs which are designed in accordance with the applicable patent claims.

Claims

Gyroscope comprising: a substrate; a sensor mass (3), at least two drive masses (2) which are arranged on the substrate and oscillate radially with respect to a center point; a first drive element (7), coupled to a first drive mass (2) from the at least two drive masses (2), the first drive element (7) causing a radial oscillating oscillation of the first drive mass (2) in order to apply Coriolis forces to the first drive mass ( 2) in a first case, to produce the rotation of the substrate about a first axis (x) of the gyroscope; a second drive element (7), coupled to a second drive mass (2) from the at least two drive masses (2), the second drive element (7) causing a radial oscillating vibration of the second drive mass (2) in order to apply Coriolis forces to the second drive mass ( 2) in a second case, to produce the rotation of the substrate about a second axis (y) of the gyroscope; Synchronization springs (8) which connect the first and second drive masses (2) and cause the radial oscillating vibrations of the first and second drive masses (2) to occur synchronously with one another; a first sensor element (10) which detects a deflection of the first drive mass (2) as a reaction to the Coriolis forces on the first drive mass (2) in the first case of the rotation of the substrate about the first axis (x); and a second sensor element (10) which detects a deflection of the second drive mass (2) as a reaction to the Coriolis forces on the second drive mass (2) in the second case of the rotation of the substrate about the second axis (y) and the first and the second sensor element (10) are arranged on the sensor mass (3) in order to detect the rotation about the first axis (x) or the second axis (y).

Gyroscope after Claim 1 , wherein the deflection of the first drive mass (2) causes a first change in capacitance, which relates to a first rotational speed about the first axis (x).

Gyroscope after Claim 1 , wherein the deflection of the second drive mass (2) causes a second change in capacitance which relates to a second rotational speed about the second axis (y).

Gyroscope after Claim 1 wherein the radial oscillating oscillation of the first drive mass (2) occurs along a first path and the radial oscillating oscillation of the second drive mass (2) occurs along a second path, the first and second paths being separated by ninety degrees.

Gyroscope after Claim 4 wherein the first path is along an x-axis of the gyroscope and the second path is along a y-axis of the gyroscope.

Gyroscope after Claim 1 , further comprising a first suspension spring coupled to the first drive mass (2) and the substrate, the first suspension spring enabling the radial oscillating oscillation of the first drive mass (2).

Gyroscope after Claim 6 , further comprising a second suspension spring, coupled to the second drive mass (2) and the substrate, wherein the second suspension spring enables the radial oscillating vibration of the second drive mass (2).

Gyroscope after Claim 1 , further comprehensive: a first interface on which a signal is transmitted which relates to a first rotational speed about the first axis (x); and a second interface on which a signal is transmitted that relates to a second rotational speed about the second axis (y).

Gyroscope comprising: a substrate; a sensor mass (3), a first pair of drive masses (2) arranged on the substrate and oscillating radially in synchronized opposition to one another with respect to a center point; a first drive element (7), coupled to a first drive mass (2) from the first pair of drive masses (2), the first drive element (7) causing a radial oscillating oscillation of the first drive mass (2) in order to apply Coriolis forces to the first drive mass ( 2) in a case of rotating the substrate about the first axis (x); a second drive element (7), coupled to a second drive mass (2) from the first pair of drive masses (2), the second drive element (7) causing a radial oscillating vibration of the second drive mass (2) in order to apply Coriolis forces to the second drive mass ( 2) in the case of rotation of the substrate about the first axis (x); wherein the first and the second drive element (7) are adapted to set the first and the second drive masses (2) in synchronized opposition to one another in vibration; Synchronization springs (8) which connect the first and second drive masses (2) in such a way that the radial oscillating vibrations of the first and second drive masses (2) occur synchronously with one another; a first sensor element (10) which detects a deflection of the first drive mass (2) in response to the Coriolis forces on the first drive mass (2) in the case of the rotation of the substrate about the first axis (x); and a second sensor element (10) which detects a deflection of the second drive mass (2) in response to the Coriolis forces on the second drive mass (2) in the event of the substrate rotating about the first axis (x) and the first and the second sensor element (10) are arranged on the sensor mass (3) in order to detect the rotation about the first axis (x).

Gyroscope after Claim 9 , further comprising: a first interface on which the first sensor element (10) transmits a first signal which relates to a first detected rotational speed about the first axis (x); and a second interface on which the second sensor element (10) transmits a second signal which relates to a second detected rotational speed about the first axis (x).

Gyroscope after Claim 10 , wherein a differential value with respect to a speed of rotation about the first axis (x) is derived from the first and the second signal.

Gyroscope after Claim 11 , further comprising a central anchor (5) coupled to the substrate, the central anchor (5) having at least one first spring coupled to the first drive mass (2) and at least one second spring coupled to the second drive mass (2).

Gyroscope after Claim 11 , where the first axis (x) is an x-axis of the gyroscope.

Gyroscope after Claim 12 , further comprising: a first spiral spring (6), coupled to the first drive mass (2) and the substrate, wherein the first spiral spring (6) enables the radial oscillating vibration of the first drive mass (2) with respect to the central armature (5); and a second spiral spring (6) coupled to the second drive mass (2) and the substrate, the second spiral spring (6) enabling the radial oscillating oscillation of the second drive mass (2) with respect to the central armature (5).

Gyroscope after Claim 10 , the first signal being generated by a change in capacitance caused by the deflection of the first drive mass (2) detected by the first sensor element (10).

Gyroscope after Claim 10 , further comprising a third sensor element (10), which is located above the first drive mass (2), wherein the third sensor element (10) comprises a plurality of capacitive plates (9) which rotate the substrate about a second axis (y) of the gyroscope.

Gyroscope after Claim 16 , where the second axis (y) is a y-axis of the gyroscope.

A gyroscope comprising: a substrate; a sensor mass (3), a first drive mass (2) which is arranged on the substrate and oscillates radially with respect to a central armature (5) along a first axis (x) of the gyroscope; a second drive mass (2) which is arranged on the substrate and oscillates radially with respect to the central armature (5) along a second axis (y) of the gyroscope which is at ninety degrees to the first axis (x); a third drive mass (2) which is arranged on the substrate and oscillates radially with respect to the central armature (5) along the first axis (x); a fourth drive mass (2) which is arranged on the substrate and oscillates radially with respect to the central armature (5) along the second axis (y); a first drive element (7), coupled to the first drive mass (2), the first drive element (7) causing a radial oscillating vibration of the first drive mass (2) to reduce Coriolis forces on the first drive mass (2) in a first case of rotation creating the substrate about the first axis (x); a second drive element (7), coupled to the second drive mass (2), the second drive element (7) causing a radial oscillating oscillation of the second drive mass (2) to reduce Coriolis forces on the second drive mass (2) in a second case of rotation creating the substrate about the second axis (y); Synchronization springs (8) which connect the first, second, third and fourth drive masses (2) in such a way that radial oscillating vibrations of the third and fourth drive masses (2) synchronously with the radial oscillating vibrations of the first and second drive masses ( 2) occur; wherein the radial oscillating vibrations of the first and third drive masses (2) occur in synchronized opposition to one another and the radial oscillating vibrations of the second and fourth drive masses (2) occur in synchronized opposition to one another; a first sensor element (10) which detects a deflection of the first drive mass (2) as a reaction to the Coriolis forces on the first drive mass (2) in the first case of the rotation of the substrate about the first axis (x); a second sensor element (10) which detects a deflection of the second drive mass (2) as a reaction to the Coriolis forces on the second drive mass (2) in the second case of the rotation of the substrate about the second axis (y); a third sensor element (10) which detects a deflection of the third drive mass (2) as a reaction to the Coriolis forces on the third drive mass (2) in the first case of the rotation of the substrate about the first axis (x); and a fourth sensor element (10) which detects a deflection of the fourth drive mass (2) in response to the Coriolis forces on the fourth drive mass (2) in the second case of the rotation of the substrate about the second axis (y) and the four sensor elements ( 10) are arranged on the sensor mass (3) in order to detect the rotation of the sensor mass (3) about the first axis (x) or the second axis (y).