EP2201331A1 - Mikromechanische vorrichtung mit antriebsrahmen - Google Patents

Mikromechanische vorrichtung mit antriebsrahmen

Info

Publication number
EP2201331A1
EP2201331A1 EP08804811A EP08804811A EP2201331A1 EP 2201331 A1 EP2201331 A1 EP 2201331A1 EP 08804811 A EP08804811 A EP 08804811A EP 08804811 A EP08804811 A EP 08804811A EP 2201331 A1 EP2201331 A1 EP 2201331A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive frame
drive
oscillator
micromechanical device
frame
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.)
Ceased
Application number
EP08804811A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Christoph Meisel
Joerg Hauer
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2201331A1 publication Critical patent/EP2201331A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/567Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using the phase shift of a vibration node or antinode
    • G01C19/5677Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using the phase shift of a vibration node or antinode of essentially two-dimensional [2D] vibrators, e.g. ring-shaped vibrators
    • G01C19/5684Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using the phase shift of a vibration node or antinode of essentially two-dimensional [2D] vibrators, e.g. ring-shaped vibrators the devices involving a micromechanical structure
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5719Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using planar vibrating masses driven in a translation vibration along an axis
    • G01C19/5733Structural details or topology
    • G01C19/574Structural details or topology the devices having two sensing masses in anti-phase motion
    • G01C19/5747Structural details or topology the devices having two sensing masses in anti-phase motion each sensing mass being connected to a driving mass, e.g. driving frames

Definitions

  • the invention is based on a micromechanical device having at least one drive frame and at least one oscillator, wherein the oscillator is arranged in a region enclosed by the drive frame, wherein the
  • Oscillator is mechanically coupled to the drive frame.
  • the patent application DE 101 08 198 A1 shows a micromechanical rotation rate sensor which has a drive frame and a mechanically coupled oscillator (Coriolis element) arranged therein.
  • Drive frame performs a drive vibration in the form of a substantially rectilinear translational movement between two reversal points.
  • the drive vibration is transmitted to the vibrator by means of the mechanical coupling.
  • a Coriolis force can act on the oscillator.
  • the effect of the Coriolis force will be on one with the
  • the patent DE 196 17 666 B4 shows a micromechanical rotation rate sensor by means for vibrational excitation too
  • the invention is based on a micromechanical device having at least one drive frame and at least one oscillator, wherein the oscillator is arranged in a region encompassed by the drive frame, wherein the oscillator is mechanically coupled to the drive frame.
  • the drive frame can be excited to a bending vibration.
  • a micromechanical device is provided which is compact and allows a certain oscillation frequency of at least one oscillator.
  • a drive means is provided for exciting the bending vibration on the drive frame. It is particularly advantageous that the drive means is arranged outside the area enclosed by the drive frame. It is advantageous that the drive means is designed to excite a natural vibration of the drive frame. This is the
  • Oscillation frequency accurately determined and the necessary drive power low.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the oscillator is rigidly coupled to the drive frame.
  • the amplitude of the oscillator is determined.
  • Another advantageous embodiment of the invention provides that the vibrator is resiliently coupled to the drive frame.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that a first drive frame with at least one first oscillator and at least one second drive frame are provided with at least one second oscillator, wherein the two drive frames are mechanically coupled.
  • a first drive frame is provided with a first oscillator and at least one second oscillator. It is also advantageous that the first oscillator and the second oscillator oscillate in different directions.
  • the micromechanical device is a rotation rate sensor, wherein the force effect of a Coriolis force is detectable on the vibrator.
  • This drive frame may be a common frame for multiple vibrators. But it can also be multiple frames that are coupled together and each having one or more oscillators.
  • Oscillation of the frame are e.g. There are two directions of movement, which are transmitted separately to two oscillators, so that they oscillate perpendicular (or obliquely) or in any other way different directions to each other.
  • a single drive mode is imposed. This is particularly advantageously possible if the drive frame is excited by means of a drive means to a natural vibration.
  • a drive of the oscillator with high amplitude is possible when the vibrator is coupled to the drive frame at a position of a vibration antinode.
  • the coupling between the drive frame and the oscillator can be rigid or resilient. With rigid coupling, the amplitude of the frame is transmitted directly and unchanged to the transducer. With resilient coupling, the drive mode of the overall system can be designed so that the frame executes only a small amplitude, whereas the or the inner oscillator performs by resonant elevation actually wanted large drive amplitude.
  • the drive combs of a capacitive drive can be mounted outside, far away from the oscillator and the sensing elements.
  • the fact that the drive frame must oscillate only with small amplitude, the electrode fingers of the drive can be made short. This reduces the absolute levitation power.
  • the transfer of the remaining levitation power to the oscillator (s) can be mitigated by passing the - A -
  • Figure 1 shows a bending vibration of a circular frame with two mutually orthogonal directions of vibration.
  • FIG. 2 schematically shows a first embodiment of the micromechanical device according to the invention.
  • FIG. 3 schematically shows a second embodiment of the micromechanical device according to the invention.
  • FIG. 4 schematically shows a third embodiment of the micromechanical device according to the invention.
  • FIG. 5 schematically shows a fourth embodiment of the micromechanical device according to the invention.
  • Figure 1 shows a natural vibration of a circular frame with two mutually orthogonal directions of vibration. Shown is the fundamental mode of a bending vibration 100, ie a vibration with antinodes and Vibration node, a circular drive frame 10. The directions of movement of the drive frame 10 are symbolized at the antinodes with arrows.
  • the micromechanical device according to the invention has a frame with such properties as a drive frame 10.
  • FIG. 2 schematically shows a first embodiment of the micromechanical device according to the invention. Shown is a bending vibration of a rectangular frame with a vibrator 20, here a simple 2-mass oscillator inside, i. the area covered by the drive frame 10
  • FIG. 3 schematically shows a second embodiment of the micromechanical device according to the invention. Shown in this embodiment is a two frame oscillator system. Here are two drive frame 10 and
  • the device according to the invention according to FIG. 3 represents a micromechanical rotation rate sensor with two sensitive axes.
  • the rotation rate sensor is a two-channel element for the detection of Co x and co Y rotation rates.
  • the illustrated structure can be realized as a micromechanical structure, in particular as a surface micromechanical structure over a substrate.
  • the substrate plane is spanned by the axes x and y of the coordinate system shown.
  • the axis z is perpendicular to this plane.
  • a two-channel element for the detection of G) x and ⁇ v rotation rates is also possible with the above structure.
  • the drive (not shown), for example, as known from the writings mentioned in the prior art, done capacitively as a comb drive.
  • An often undesirable side effect of the comb drive are levitation forces in the z direction on there driven movable element, here the
  • Drive frame 10 and 15 act.
  • the device according to the invention makes it possible to significantly reduce these levitation forces and their effect.
  • FIG. 4 schematically shows a third embodiment of the micromechanical device according to the invention.
  • Oscillators 20 and 25 arranged in a common frame 10.
  • FIG. 5 schematically shows a fourth embodiment of the micromechanical device according to the invention, similar to the second embodiment shown in FIG. Shown in this embodiment is a three frame
  • Schwinger system Here are two drive frames 10 and 15, and 15 and 17 are rigidly coupled together by means of a short crossbar at an edge center.
  • oscillators 20, 25 and 27 are arranged, which oscillate in two directions perpendicular to each other.
  • the inventive device according to FIG 5 illustrates a micromechanical rotation rate sensor having three sensitive axes represent the rotation rate sensor is a three-channel element for the detection of ⁇ ⁇ -., C ⁇ y - and z ⁇ -Drehraten.
  • the drive movement is coupled in the x and y directions.
  • the detection structures are then each to

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer mikromechanischen Vorrichtung mit wenigstens einem Antriebsrahmen (10, 15, 17) und wenigstens einem Schwinger (20, 25, 27), wobei der Schwinger (20, 25, 27) in einem von dem Antriebsrahmen (10, 15, 17) umfaßten Bereich (50) angeordnet ist, wobei der Schwinger (20, 25, 27) mit dem Antriebsrahmen (10, 15, 17) mechanisch gekoppelt ist. Der Kern der Erfindung besteht darin, daß der Antriebsrahmen (10, 15, 17) zu einer Biegeschwingung (100) anregbar ist.

Description

Beschreibung
Titel
Mikromechanische Vorrichtung mit Antriebsrahmen
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer mikromechanischen Vorrichtung mit wenigstens einem Antriebsrahmen und wenigstens einem Schwinger, wobei der Schwinger in einem von dem Antriebsrahmen umfaßten Bereich angeordnet ist, wobei der
Schwinger mit dem Antriebsrahmen mechanisch gekoppelt ist.
Die Patentanmeldung DE 101 08 198 Al zeigt einen mikromechanischen Drehratensensor, der einen Antriebsrahmen und einen darin angeordneten, mechanisch gekoppelten Schwinger (Corioliselement) aufweist. Der
Antriebsrahmen führt eine Antriebsschwingung in Form einer im wesentlichen geradlinigen translatorischen Bewegung zwischen zwei Umkehrpunkten aus. Die Antriebsschwingung wird mittels der mechanischen Kopplung auf den Schwinger übertragen. Infolge einer Drehbewegung kann eine Corioliskraft auf den Schwinger wirken. Die Wirkung der Corioliskraft wird an einem mit dem
Schwinger verbundenen sensierenden Element, dem Detektionselement übertragen.
Die Patentschrift DE 196 17 666 B4 zeigt einen mikromechanischen Drehratensensor der durch Mittel zur Schwingungsanregung zu
Biegeschwingungen, d.h. zu Schwingungen mit Schwingungsbäuchen und Schwingungsknoten angeregt wird. Die Mittel zur Schwingungsanregung sind an den Schwingungsbäuchen angeordnet. In den Schwingungsknoten sind Nachweismittel angeordnet. Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer mikromechanischen Vorrichtung mit wenigstens einem Antriebsrahmen und wenigstens einem Schwinger, wobei der Schwinger in einem von dem Antriebsrahmen umfaßten Bereich angeordnet ist, wobei der Schwinger mit dem Antriebsrahmen mechanisch gekoppelt ist. Der Kern der
Erfindung besteht darin, daß der Antriebsrahmen zu einer Biegeschwingung anregbar ist. Vorteilhaft ist so eine mikromechanische Vorrichtung geschaffen, die kompakt ist und eine bestimmte Schwingfrequenz wenigstens eines Schwingers erlaubt.
Vorteilhaft ist, daß zur Anregung der Biegeschwingung an dem Antriebsrahmen ein Antriebsmittel vorgesehen ist. Besonders vorteilhaft ist, daß das Antriebsmittel außerhalb des von dem Antriebsrahmen umfaßten Bereichs angeordnet ist. Vorteilhaft ist, daß das Antriebsmittel zur Anregung einer Eigenschwingung des Antriebsrahmens ausgestaltet ist. Hierdurch ist die
Schwingfrequenz genau bestimmt und die notwendige Antriebsenergie gering. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Schwinger mit dem Antriebsrahmen starr gekoppelt ist. Vorteilhaft ist so die Amplitude des Schwingers bestimmt. Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Schwinger mit dem Antriebsrahmen federnd gekoppelt ist.
Vorteilhaft ist so bei kleiner Antriebsamplitude des Antriebsmittels und des Antriebsrahmens eine große Schwingungsamplitude des Schwingers zu erzielen. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß ein erster Antriebsrahmen mit wenigstens einem ersten Schwinger und wenigstens ein zweiter Antriebsrahmen mit wenigstens einem zweiten Schwinger vorgesehen sind, wobei die zwei Antriebsrahmen mechanisch gekoppelt sind. Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß ein erster Antriebsrahmen mit einem ersten Schwinger und mit wenigstens einem zweiten Schwinger vorgesehen ist. Vorteilhaft ist auch, daß der erste Schwinger und der zweite Schwinger in verschiedenen Richtungen schwingen. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die mikromechanische Vorrichtung ein Drehratensensor ist, wobei die Kraftwirkung einer Corioliskraft auf den Schwinger detektierbar ist.
Die Vorteile der Erfindung lassen sich wie folgt zusammenfassen. Vorteilhaft ist durch die Erfindung eine Synchronisierung aller Linearschwinger durch einen sie umgebenden Antriebsrahmen möglich, welcher zu Biegeschwingungen angeregt wird. Dieser Antriebsrahmen kann ein gemeinsamer Rahmen für mehrere Schwinger sein. Es können aber auch mehrere Rahmen sein, die miteinander gekoppelt sind und jeweils einen oder mehrere Schwinger aufweisen. In der
Schwingung des Rahmens sind z.B. zwei Bewegungsrichtungen vorhanden, welche getrennt auf zwei Schwinger übertragen werden, so daß diese senkrecht (oder schräg) oder in sonstwie unterschiedlich gearteten Richtungen zueinander schwingen. Über den Antriebsrahmen wird der mikromechanischen Vorrichtung eine einzige Antriebsmode aufgezwungen. Besonders vorteilhaft ist dies möglich, wenn der Antriebsrahmen mittels eines Antriebsmittels zu einer Eigenschwingung angeregt wird. Vorteilhaft ist ein Antrieb des Schwingers mit großer Amplitude möglich, wenn der Schwinger an einer Position eines Schwingungsbauches an den Antriebsrahmen gekoppelt ist.
Die Kopplung zwischen dem Antriebsrahmen und dem Schwinger kann starr oder federnd ausgeführt werden. Bei starrer Kopplung wird die Amplitude des Rahmens direkt und unverändert auf den Schwinger übertragen. Bei federnder Kopplung kann die Antriebsmode des Gesamtsystems so ausgelegt werden, daß der Rahmen nur eine kleine Amplitude ausführt, wohingegen der oder die innen liegenden Schwinger durch resonante Überhöhung eine eigentlich gewollte große Antriebsamplitude vollzieht.
Am umgebenden Antriebsrahmen eines Drehratensensors können die Antriebskämme eines kapazitiven Antriebs außen, weit weg von dem Schwinger und den sensierenden Elementen angebracht werden. Dadurch daß der Antriebsrahmen nur mit kleiner Amplitude schwingen muß, können die Elektrodenfinger des Antriebs kurz ausgeführt werden. Dadurch ist die absolute Levitationskraft verringert. Die Übertragung der verbleibenden Levitationskraft auf den oder die Schwinger kann abgeschwächt werden, indem man die - A -
mechanische Kopplung des Schwingers an den Antriebsrahmen mittels einer Koppelfeder ausführt, welche in z- Richtung weich ausführt. Vorteilhaft können bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wie dem Drehratensensor gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 3 oder 5 gleichzeitig und/oder gleichermaßen folgende Anforderungen erfüllt werden:
- Übertragung der Antriebsamplitude zwischen den Schwingern
- Übertragung der Detektionsamplitude nur zwischen gegenüberliegenden Schwingern jeweils eines α\-, cθy- oder αv Elementes
- Trennung der Parallel- und Antiparallel- Moden der Schwinger in der Detektion - Schwingungsmoden des Gesamtschwingers außerhalb der Substratebene (x;y
Ebene), also Moden in z- Richtung, sind höherfrequent als die Nutzmoden
- Erzeugung zweier synchroner, senkrecht zueinander liegender Schwingrichtungen, wodurch ein 2- bzw. 3-kanaliger Drehratensensor mit einem gemeinsamen Antrieb darstellbar ist.
Zeichnung
Figur 1 zeigt eine Biegeschwingung eines kreisförmigen Rahmens mit zwei zueinander orthogonalen Schwingungsrichtungen.
Figur 2 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen mikromechanischen Vorrichtung.
Figur 3 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen mikromechanischen Vorrichtung. Figur 4 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen mikromechanischen Vorrichtung.
Figur 5 zeigt schematisch eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen mikromechanischen Vorrichtung.
Ausführungsbeispiel
Figur 1 zeigt eine Eigenschwingung eines kreisförmigen Rahmens mit zwei zueinander orthogonalen Schwingungsrichtungen. Dargestellt ist die Grundmode einer Biegeschwingung 100, d.h. eine Schwingung mit Schwingungsbäuchen und Schwingungsknoten, eines kreisförmigen Antriebsrahmens 10. Die Bewegungsrichtungen des Antriebsrahmens 10 sind an den Schwingungsbäuchen mit Pfeilen symbolisiert. Die erfindungsgemäße mikromechanische Vorrichtung weist einen Rahmen mit derartigen Eigenschaften als Antriebsrahmen 10 auf.
Figur 2 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen mikromechanischen Vorrichtung. Dargestellt ist eine Biegeschwingung eines rechteckigen Rahmens mit einem Schwinger 20, hier einem einfachem 2-Masse- Schwinger im Inneren, d.h. dem von dem Antriebsrahmen 10 umfaßten Bereich
50. der durch die Rahmenschwingung angetrieben wird. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind der äußere Rahmen 10 und ein innen liegender Schwinger 20 federnd gekoppelt. Das Prinzip der Nutzung eines Antriebsrahmens 10 zum Antrieb von Schwingern 20 kann auf zwei oder mehr benachbarte Systeme erweitert werden, welche wiederum starr oder federnd miteinander gekoppelt werden, wie in der folgenden Figur 3 gezeigt ist.
Figur 3 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen mikromechanischen Vorrichtung. Dargestellt ist in diesem Ausführungsbeispiel ein zwei Rahmen-Schwinger-System. Hierbei sind zwei Antriebsrahmen 10 und
15 mittels eines kurzen Querbalkens an einer Kantenmitte starr miteinander gekoppelt. In den zwei Antriebsrahmen 10 und 15 sind Schwinger 20 und 25 angeordnet, die in zwei Richtungen senkrecht zueinander schwingen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Figur 3 stellt einen mikromechanischen Drehratensensor mit zwei empfindlichen Achsen dar. Der Drehratensensor ist ein zweikanaliges Element für die Detektion von Cox- und cOy-Drehraten. Durch den Rahmen (bestehend aus zwei Teilrahmen 10 und 15 und den verbindenden Kopplungssteg) wird die Antriebsbewegung in x-und y-Richtung gekoppelt. Die dargestellte Struktur läßt sich als mikromechanische Struktur, insbesondere als oberflächenmikromechanische Struktur über einem Substrat, realisieren. Die
Substratebene wird durch die Achsen x und y des dargestellten Koordinatensystems aufgespannt. Die Achse z ist senkrecht zu dieser Ebene.
Ein zweikanaliges Element für die Detektion von G)x- und αvDrehraten ist mit obigem Aufbau ebenfalls möglich. Der Antrieb (nicht dargestellt) kann beispielsweise, wie aus den im Stand der Technik genannten Schriften bekannt, kapazitiv als Kammantrieb erfolgen. Eine oftmals unerwünschte Nebenwirkung des Kammantriebs sind Levitationskräfte, die in z- Richtung auf da angetriebene bewegliche Element, hier die
Antriebsrahmen 10 und 15 wirken. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, diese Levitationskräfte und ihre Wirkung deutlich zu vermindern.
Figur 4 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen mikromechanischen Vorrichtung. In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei
Schwinger 20 und 25 in einem gemeinsamen Rahmen 10 angeordnet.
Figur 5 zeigt schematisch eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen mikromechanischen Vorrichtung, ähnlich der in Figur 3 dargestellten zweiten Ausführungsform. Dargestellt ist in diesem Ausführungsbeispiel ein drei Rahmen-
Schwinger-System. Hierbei sind jeweils zwei Antriebsrahmen 10 und 15, sowie 15 und 17 mittels eines kurzen Querbalkens an einer Kantenmitte starr miteinander gekoppelt. In den drei Antriebsrahmen 10, 15 und 17 sind Schwinger 20, 25 und 27 angeordnet, die in zwei Richtungen senkrecht zueinander schwingen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Figur 5 stellt einen mikromechanischen Drehratensensor mit drei empfindlichen Achsen dar. Der Drehratensensor ist ein dreikanaliges Element für die Detektion von α\-, cθy- und ωz-Drehraten. Durch den Rahmen (bestehend aus drei Teilrahmen 10, 15 und 17 und die beiden verbindenden Kopplungsstege) wird die Antriebsbewegung in x- und y-Richtung gekoppelt. Die Detektionsstrukturen sind dann jeweils zur
Detektion von Auslenkungen in der Substratebene (x, y) oder senkrecht zur Substratebene, d.h. für Auslenkungen in z- Richtung ausgestaltet.
Andere Ausführungsformen, insbesondere Kombinationen der oben gezeigten Ausführungsbeispiele sind denkbar.

Claims

Ansprüche
1. Mikromechanische Vorrichtung mit wenigstens einem Antriebsrahmen (10, 15, 17) und wenigstens einem Schwinger (20, 25, 27),
- wobei der Schwinger (20, 25, 27) in einem von dem Antriebsrahmen (10, 15, 17) umfaßten Bereich (50) angeordnet ist,
- wobei der Schwinger (20, 25, 27) mit dem Antriebsrahmen (10, 15, 17) mechanisch gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsrahmen (10, 15, 17) zu einer Biegeschwingung (100) anregbar ist.
2. Mikromechanische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anregung der Biegeschwingung (100) an dem Antriebsrahmen (10, 15, 17) ein Antriebsmittel vorgesehen ist.
3. Mikromechanische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anregung der Biegeschwingung (100) an dem wenigstens einem Schwinger (20, 25, 27) ein Antriebsmittel vorgesehen ist, durch welches mittelbar der Antriebsrahmen (10, 15, 17) zu der Biegeschwingung (100) anregbar ist.
4. Mikromechanische Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsmittel außerhalb des von dem Antriebsrahmen (10, 15, 17) umfaßten Bereichs (50) angeordnet ist.
5. Mikromechanische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsmittel zur Anregung einer
Eigenschwingung (100) des Antriebsrahmens (10, 15, 17) ausgestaltet ist.
6. Mikromechanische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinger (20, 25, 27) mit dem Antriebsrahmen (10, 15, 17) starr gekoppelt ist.
7. Mikromechanische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinger (20, 25, 27) mit dem Antriebsrahmen (10, 15, 17) federnd gekoppelt ist.
8. Mikromechanische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Antriebsrahmen (10) mit wenigstens einem ersten Schwinger (20) und wenigstens ein zweiter Antriebsrahmen (15) mit wenigstens einem zweiten Schwinger (25) vorgesehen sind, wobei die zwei Antriebsrahmen (10, 15) mechanisch gekoppelt sind.
9. Mikromechanische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Antriebsrahmen (10) mit einem ersten Schwinger (20) und mit wenigstens einem zweiten Schwinger (25) vorgesehen ist.
10. Mikromechanische Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schwinger (20) und der zweite Schwinger (25) in verschiedenen Richtungen schwingen.
11. Mikromechanische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mikromechanische Vorrichtung ein Drehratensensor ist, wobei die Kraftwirkung einer Corioliskraft auf den Schwinger (20, 25, 27) detektierbar ist.
EP08804811A 2007-10-12 2008-09-26 Mikromechanische vorrichtung mit antriebsrahmen Ceased EP2201331A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007049341 2007-10-12
DE102007051591.1A DE102007051591B4 (de) 2007-10-12 2007-10-29 Mikromechanische Vorrichtung mit Antriebsrahmen
PCT/EP2008/062936 WO2009050021A1 (de) 2007-10-12 2008-09-26 Mikromechanische vorrichtung mit antriebsrahmen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2201331A1 true EP2201331A1 (de) 2010-06-30

Family

ID=40435562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP08804811A Ceased EP2201331A1 (de) 2007-10-12 2008-09-26 Mikromechanische vorrichtung mit antriebsrahmen

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20100199762A1 (de)
EP (1) EP2201331A1 (de)
JP (1) JP2011500337A (de)
CN (1) CN101821587B (de)
DE (1) DE102007051591B4 (de)
WO (1) WO2009050021A1 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011086633A1 (ja) * 2010-01-12 2011-07-21 ソニー株式会社 角速度センサ、電子機器及び角速度の検出方法
DE102012200132B4 (de) * 2012-01-05 2025-12-24 Robert Bosch Gmbh Drehratensensor und Verfahren zum Betrieb eines Drehratensensors
JP6061064B2 (ja) * 2012-05-14 2017-01-18 セイコーエプソン株式会社 ジャイロセンサー、および電子機器
WO2017130312A1 (ja) * 2016-01-27 2017-08-03 株式会社日立製作所 ジャイロスコープ
US10627235B2 (en) * 2016-12-19 2020-04-21 Analog Devices, Inc. Flexural couplers for microelectromechanical systems (MEMS) devices
DE102017216010A1 (de) * 2017-09-12 2019-03-14 Robert Bosch Gmbh Mikromechanische Drehraten-Sensoranordnung und entsprechendes Herstellungsverfahren

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2876180A1 (fr) * 2004-10-06 2006-04-07 Commissariat Energie Atomique Resonateur a masses oscillantes.
EP1936805A1 (de) * 2006-12-22 2008-06-25 Commissariat A L'energie Atomique Aus einem Netzwerk von elementaren Oszillatoren gebildeter mechanischer Oszillator.

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3263113B2 (ja) * 1992-03-06 2002-03-04 株式会社東芝 慣性センサー
DE19617666B4 (de) 1996-05-03 2006-04-20 Robert Bosch Gmbh Mikromechanischer Drehratensensor
GB2318184B (en) 1996-10-08 2000-07-05 British Aerospace A rate sensor
JP3942762B2 (ja) * 1998-02-12 2007-07-11 日本碍子株式会社 振動子、振動型ジャイロスコープ、直線加速度計および回転角速度の測定方法
US6192756B1 (en) * 1998-02-12 2001-02-27 Ngk Insulators, Ltd. Vibrators vibratory gyroscopes a method of detecting a turning angular rate and a linear accelerometer
JP2000009473A (ja) 1998-06-22 2000-01-14 Tokai Rika Co Ltd 2軸ヨーレートセンサ及びその製造方法
CN2370392Y (zh) * 1999-03-19 2000-03-22 阳台运 振动陀螺
DE10108198A1 (de) * 2001-02-21 2002-09-12 Bosch Gmbh Robert Drehratensensor
JP2002277248A (ja) * 2001-03-22 2002-09-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度センサ
US6843127B1 (en) 2003-07-30 2005-01-18 Motorola, Inc. Flexible vibratory micro-electromechanical device
KR100652952B1 (ko) * 2004-07-19 2006-12-06 삼성전자주식회사 커플링 스프링을 구비한 멤스 자이로스코프
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
US7284430B2 (en) 2005-08-15 2007-10-23 The Regents Of The University Of California Robust micromachined gyroscopes with two degrees of freedom sense-mode oscillator
EP1760037A1 (de) * 2005-09-06 2007-03-07 Infineon Technologies SensoNor AS Verfahren zum Herstellen von mikromechanischen Strukturen
US8141424B2 (en) * 2008-09-12 2012-03-27 Invensense, Inc. Low inertia frame for detecting coriolis acceleration

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2876180A1 (fr) * 2004-10-06 2006-04-07 Commissariat Energie Atomique Resonateur a masses oscillantes.
EP1936805A1 (de) * 2006-12-22 2008-06-25 Commissariat A L'energie Atomique Aus einem Netzwerk von elementaren Oszillatoren gebildeter mechanischer Oszillator.

Also Published As

Publication number Publication date
US20100199762A1 (en) 2010-08-12
JP2011500337A (ja) 2011-01-06
DE102007051591A1 (de) 2009-04-16
CN101821587A (zh) 2010-09-01
WO2009050021A1 (de) 2009-04-23
DE102007051591B4 (de) 2019-04-25
CN101821587B (zh) 2013-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1364184B1 (de) Drehratensensor
EP1373831B1 (de) Drehratensensor
EP2475960B1 (de) Doppelaxialer, schockrobuster, drehratensensor mit ineinanderliegenden, linear schwingenden seismischen elementen
EP1377797B1 (de) Drehratensensor
EP2208020B1 (de) Drehratensensor
EP2162702B1 (de) Corioliskreisel
EP2160566B1 (de) Drehratensensor
DE60032373T2 (de) Mikromechanisch hergestellter stimmgabelkreisel und zugehöriges dreiachsiges inertialmesssystem zur messung von drehungen ausserhalb der ebene
EP2201331A1 (de) Mikromechanische vorrichtung mit antriebsrahmen
DE10335783A1 (de) Horizontales Vibrationsmikrogyroskop vom Stimmgabeltyp
DE19801981C2 (de) Winkelgeschwindigkeitssensor vom Vibrationstyp
DE102007034759A1 (de) Winkelgeschwindigkeitssensor
DE102008052477A1 (de) Als mikromechanisches System ausgebildeter Sensor für elektrische Felder
EP1234346A1 (de) Piezoelektrischer antrieb
DE102004017480B4 (de) Rotations-Drehratensensor mit mechanisch entkoppelten Schwingungsmoden
DE102006029443B3 (de) Sensor in mikromechanischer Bauweise zum Messen des Massendurchflusses nach dem Coriolis-Prinzip
EP2049871A1 (de) Drehratensensor
DE10203515A1 (de) Mikromechanischer Drehratensensor
DE112018000491T5 (de) Sensorelement, Winkelgeschwindigkeitssensor und Multiaxialwinkelgeschwindigkeitssensor
DE102013110356B4 (de) Ultraschallaktor
EP3377856B1 (de) Mikromechanischer drehratensensor und betriebsverfahren desselben
EP0973010B1 (de) Mikromechanischer Drehratensensor mit Koppelstruktur
EP2423654B1 (de) Micromechanischer Sensor mit Bandpasscharakteristik
DE102013203836B4 (de) Piezoelektrisches Ultraschall-Vibrationselement und seine Verwendung
EP3607592B1 (de) Verfahren zum betreiben eines ultraschallmotors

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20100512

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA MK RS

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20110310

APBK Appeal reference recorded

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNREFNE

APBN Date of receipt of notice of appeal recorded

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNNOA2E

APBR Date of receipt of statement of grounds of appeal recorded

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNNOA3E

APAF Appeal reference modified

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSCREFNE

APBT Appeal procedure closed

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNNOA9E

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R003

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 20191030