TW201534867A - 改良的陀螺儀結構與陀螺儀 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種具有驅動及感測結構之特定配置以及允許較大規模之驅動及感測結構在極有限之表面區域中的正交定向運動之耦合彈簧結構的陀螺儀結構。

Description

改良的陀螺儀結構與陀螺儀

本發明係關於微機電裝置，且尤其係關於如在申請專利範圍獨立項之前言部分中所定義的陀螺儀結構與陀螺儀。

微機電系統(或MEMS)可定義為至少一些元件具有機械功能性之小型化機械及機電系統。因為MEMS裝置係藉由用以產生積體電路之一些工具來產生，所以微機器及微電子設備可被製造於同一片矽上以啟用進階之機器。

MEMS結構可應用於快速地且準確地偵測物理性質之極小改變。舉例而言，微機電陀螺儀可應用於快速地且準確地偵測極小的角位移。運動具有六個自由度：在三個正交方向上之平移及圍繞三條正交軸線之旋轉。後三者可藉由亦被稱為陀螺儀之角速率感測器量測。MEMS陀螺儀使用柯氏效應來量測角速率。當質量塊在一方向上移動且被施加旋轉角速度時，質量塊由於柯氏力的作用，此質量在正交方向上承受一力。藉由柯氏力所引起之合成實體位移可接著自(例如)電容式、壓電式或壓阻式感測結構讀取。

由於缺乏足夠的軸承，在MEMS陀螺儀中，主要運動通常並非如習知陀螺儀中之連續旋轉。反之，機械振盪可作為主要運動。當振 盪陀螺儀經受正交於主要運動之方向的角運動時，產生起伏之柯氏力。此情況產生正交於主要運動及角運動之軸線且在主要振盪之頻率下的次級振盪。此經耦合振盪的振幅可用作角速率的量測手段。

陀螺儀為極複雜的慣性MEMS感測器，且仍具有朝向愈來愈緊密之結構的趨勢。陀螺儀設計之基本挑戰在於柯氏力為極小的，且因此，所產生訊號傾向於相較於陀螺儀中所存在之其他電訊號而言為微小的。對振動之假回應及敏感性造成類似習知音叉結構的許多緊密MEMS陀螺儀設計。

減小對外部振動之敏感性的一種已知方法為包括平面振動共振器之平衡環結構，此平面振動共振器具有環或箍的類似結構，其具有圍繞共同軸線延伸之內或外周邊。平面共振器通常被激發為cos2 θ共振模式，該cos2 θ共振模式存在於作為在45°夾角下之一對退化的振動模式。此等模式中之一者被激發為載波模式。當結構圍繞垂直於環之平面的軸線旋轉時，柯氏力將能量耦合至響應模式中。響應模式之運動的振幅提供所施加旋轉速率的直接量測。

環結構之缺點在於部分的地震質量塊(seismic mass)及其位移為相對小的，從而導致低的訊號位準。又，部分的致動及感測結構的尺寸使功能無法區分且由此受到折衷。

本發明之目標係提供對外部衝擊不敏感的緊密陀螺儀結構。本發明之目標係藉由根據申請專利範圍獨立項之特徵部分的陀螺儀結構達成。

申請專利範圍定義一種微機電陀螺儀結構，其包含：一第一對驅動結構；一第二對驅動結構；一第一對感測結構；及一第二對感測結構。一驅動結構耦接至一地震質量塊，且包括經建構來誘發該地震質量塊之主要振盪的一換能器。一對驅動結構之地震質量塊經耦接以在相反相位上振盪且與主要振盪之一共同軸線對準。該第一對驅動結構之主要振盪的一軸線及該第二對驅動結構之主要振盪的一軸線沿著振盪之一平面正交地延伸。另一方面，一感測結構包括一感測裝置及一耦合彈簧結構。該耦合彈簧結構將該感測裝置連接至該第一對驅動結構之一地震質量塊且連接至該第二對驅動結構之一地震質量塊。該耦合彈簧結構經建構來將該等地震質量塊中之每一者在垂直於其主要振盪軸線的一方向上之運動的一分量中繼至該感測裝置，且吸收該等地震質量塊中之每一者在其主要振盪軸線的一方向上之運動的一分量。該感測裝置經建構來在與該第一對驅動結構之主要振盪之該軸線成對角且與該第二對驅動結構之主要振盪之該軸線成對角的一方向上振盪。

申請專利範圍亦定義一種包括該微機電陀螺儀結構之陀螺儀。本發明之有利實施方式揭示於申請專利範圍之附屬項中。

本發明係基於驅動及感測結構以及耦合彈簧結構之特定配置，其允許較大規模之驅動及感測結構在極有限之表面區域中的正交定向之運動。

藉由以下實施方式更詳細地論述本發明之其他優點。

在下文中，將參看所附圖式結合較佳實施方式更詳細地描述本發明，其中圖1例示陀螺儀結構之實施方式；及圖2例示示範性驅動結構；圖3展示示範性中央彈簧結構；圖4例示陀螺儀結構之驅動模式運動；圖5例示示範性感測結構；圖6例示陀螺儀結構之感測模式運動；圖7例示另一示範性感測結構；圖8例示陀螺儀之元件。

以下實施方式為示範性的。儘管說明書可涉及「一」、「一個」或「一些」實施方式，但此未必意味每一此參考為同一(相同的)實施方式，或特徵僅適用於單一實施方式。不同實施方式之單一特徵可組合以提供其他實施方式。

在下文中，將藉由可實施本發明之各種實施方式的裝置架構之簡單實例描述本發明的特徵。僅詳細地描述了針對例示實施方式而相關的元件。熟習此項技術者大體已知的陀螺儀結構之各種實施可能並未特定地描述於本文中。

圖1例示根據本發明之陀螺儀結構的實施方式。所展示結構包括四個地震質量塊100、102、104、106，驅動結構120、122、124、126，及感測結構170、172、174、176。兩個驅動結構120、122形成第一對驅動 結構，且另兩個驅動結構124、126形成第二對驅動結構。圖2更詳細地例示圖1之示範性驅動結構120。

驅動結構200在此處指代懸置地震質量塊202且將其誘發至驅動模式主要振盪之元件的組合。地震質量塊一詞在此處指代可懸置至靜態支撐件以提供慣性移動之質量塊主體。地震質量塊202可具有平面形式。此意味，地震質量塊之體積的至少部分在兩個維度(長度、寬度)上沿著平面延伸且在其中形成平面表面。在容限內，地震質量塊之平面表面可被視為含有連接其上之任何兩個點的直線。然而，應理解，該表面可包括在地震質量塊上圖案化之突出部，或圖案化至地震質量塊中的凹座。

對於主要振盪，驅動結構200可藉由第一彈簧結構206、220將地震質量塊202懸置至另一主體元件，第一彈簧結構206、220允許地震質量塊202在振盪之平面中具有兩個自由度。第一彈簧結構可包括對於第一自由度之主要元件206及對於第二自由度之次要元件220。主要元件206可包括錨定元件208及懸吊彈簧210。錨定元件208可提供對靜態(非振盪)支撐件，通常對另一主體元件之連接。若陀螺儀結構為MEMS結構晶圓，則另一主體元件可(例如)藉由下伏處置晶圓或陀螺儀晶粒之覆蓋帽晶圓提供。懸吊彈簧210可以定向方式在地震質量塊202與錨定元件208之間延伸，使得懸吊彈簧210在一方向上為非常有彈性的且在垂直於其之另一方向上為硬質的。此意味，懸吊彈簧210在一方向上抵抗其位移所施加之力多次重合至懸吊彈簧210在垂直於其之方向上抵抗其位移所施加的力。懸吊彈簧210及進而主要元件206為彈性之方向可對應於第一自由度，亦即，地震質量塊202之主要振盪的方向。主要振盪在此處指代定向往復運動， 其由地震質量塊202之激發引起。

次要元件220可以定向方式且正交地配置於地震質量塊202與主要元件206之間，使得次要元件為彈性之方向可對應於第二自由度，亦即，地震質量塊202之次級振盪的方向。次級振盪在此處指代定向往復運動，其由得自誘發至陀螺儀結構之角運動的柯氏力引起。次要元件可包括彎曲梁，該彎曲梁經定位以使得其縱向維度最初處於地震質量塊202之主要振盪的方向上且直接地或間接地耦接地震質量塊202中之橫向點與主要元件206的橫向點。圖2例示包括硬質傾斜延伸物之間接耦合，該延伸物在振盪之平面中使經耦接點偏移。用於配置定向振盪之其他彈簧結構可在範疇內得以應用。由於組合主要元件206與次要元件220，地震質量塊202在主要振盪之方向上及在次級振盪之方向上具有自由度。

驅動結構200亦可包含換能器204，換能器204將地震質量塊之輸入電能量變換為機械能量。圖2之示範性驅動結構藉由梳驅動器施加靜電致動，其中定子梳212與轉子梳214對之間的電容藉由轉子梳之位移線性地改變。其他形式之電容式致動可在範疇內得以應用。舉例而言，組合平行板與縱向電容器之特徵的平行板梳或混合梳可得以使用。又，壓電激發可得以應用。對應的激發方法為熟習此項技術者熟知的，且將不在本文中進行更詳細的論述。

返回至圖1，在第一對驅動結構120、122及第二對驅動結構124、126中，地震質量塊分別在主要振盪之共同軸線128、130的方向上對於反相主要振盪而耦接。主要振盪之軸線在此處指代與主要振盪之方向對準且與地震質量塊重合的軸線。有利地，地震質量塊具有對稱軸線，且 主要振盪之軸線與地震質量塊之對稱軸線重合。耦接至該對驅動結構120、122或124、126之兩個地震質量塊100、102或104、106的主要振盪經建構以分別在主要振盪之共同軸線128或130的方向上發生。

圖1之組態展示為與方向X及Y相關聯，該等方向將在本文中被稱為水平方向及垂直方向。第一對驅動結構中之一驅動結構可被稱作第一垂直驅動結構120，且第一對驅動結構中之相反的驅動結構可被稱作第二垂直驅動結構122。相應地，第二對驅動結構可包括第一水平驅動結構124及第二水平驅動結構126。在主要運動中，垂直驅動結構120、122中之每一者中的地震質量塊在主要振盪之垂直軸線128的方向上往復地振盪。相應地，水平驅動結構124、126中之每一者的地震質量塊在主要振盪之水平軸線130的方向上往復地振盪。

一對驅動結構中之地震質量塊的主要振盪為反相運動。此意味(例如)，第一垂直驅動結構120之地震質量塊的震盪具有與第二垂直驅動結構122之地震質量塊相同的頻率且參考與第二垂直驅動結構122之地震質量塊相同的時間點，但其間的相位差為180度(π弧度)。因此，地震質量塊以同一速率朝向彼此或遠離彼此移動。水平驅動結構之地震質量塊的主要振盪為類似的，但係在水平方向上。

地震質量塊之主要振盪的方向取決於驅動結構之幾何形狀。該方向可藉由驅動耦合彈簧結構進一步證實，該驅動耦合彈簧結構改良頻率之準確度及反相驅動運動之方向。圖3更詳細地展示用於此驅動耦合的圖1之示範性中央彈簧結構300。彈簧結構300包括數個伸長梁，該等梁可被視為在其縱向維度之方向上硬質地進行中繼運動，但在垂直於其縱 向維度之方向上撓曲。彈簧結構可包括四個斜梁302、304、306、308。斜梁302、304、306、308中之每一者的一末端可錨定至在第一對驅動結構之地震質量塊與第二對驅動結構之地震質量塊之間的錨定點310、312、314、316中之靜態支撐件。斜梁302、304、306、308可自其個別錨定點向內延伸，意味朝向陀螺儀結構內之中心點318延伸，在該處，主要振盪之垂直軸線128與主要振盪的水平軸線130交叉。斜梁302、304、306、308之另一末端可連接至兩個耦合梁，該等耦合梁自連接點穿過驅動結構延伸至相鄰的地震質量塊。

舉例而言，圖3之斜梁302受支撐至錨定點310且自其向內延伸。在連接點320處，在中心點318之前，斜梁302連接至兩個耦合梁322、324。第一耦合梁322之一末端連接至第二耦合梁324之一末端且連接至斜梁302的一末端，且第一耦合梁322之另一末端經連接以沿著第一垂直驅動結構120的主要振盪移動。第一耦合梁322之另一末端可連接至第一垂直驅動結構120之移動部分，有利地連接至其主要振盪軸線128中的點。第二耦合梁324之一末端連接至第一耦合梁322之一末端且連接至斜梁302的一末端，且第二耦合梁324之另一末端經連接以沿著第一水平驅動結構124移動。第二耦合梁324之另一末端可類似地連接至第一水平驅動結構124之主要振盪的軸線中之點。

類似的耦合梁對可經配置來連接斜梁302、304、306、308中之每一者的向內指向末端，如圖3中所示。因為斜梁302及其兩個耦合梁322、324之連接點320處於中心點318之前的位置，所以連接至第一垂直驅動結構120之耦合梁322、324最初與其主要振盪軸線128形成小銳角。耦 合梁之相同取向可對於所有驅動結構而重複。

圖4例示在該結構在操作中時在主要運動期間的圖1之驅動結構組態的操作。當第一垂直驅動結構120在主要運動中於軸線128之方向上向外移動時，耦合梁322、326連同主要振盪一起移動，且朝向軸線128撓曲。又，斜梁302、306之經耦接末端連同主要振盪一起朝向軸線128撓曲，且耦合梁322、326與第一垂直驅動結構120之主要振盪之軸線128的銳角減小。對應的耦合梁之對應撓曲及對應的耦合梁與軸線128之間的銳角之減小在第二垂直驅動結構122中的相對側面中發生。然而，同時，在相鄰的水平驅動結構124、126中於對應的耦合梁與軸線130之間的銳角增大。

另一方面，當垂直驅動結構120、122向內移動(未展示)時，且相鄰的驅動結構124、126處於向外運動。在第一垂直驅動結構120之耦合梁322、326之間的銳角增大。對應的耦合梁之對應撓曲及對應的耦合梁與軸線128之間的銳角之減小在第二垂直驅動結構122中的相對側面中發生。斜梁302、306之經耦接末端連同主要振盪一起撓曲遠離軸線128。水平驅動結構124、126之對應的耦合梁與軸線130之間的銳角減小，且其斜梁之經耦接末端朝向軸線130撓曲。

斜梁與耦合梁之所描述組合形成驅動耦合彈簧結構，該驅動耦合彈簧結構極有效地將每一相反對之驅動結構的主要振盪迫使為反相模式，且將該兩對驅動結構的主要振盪迫使至主要振盪之共同軸線128、130的兩個正交方向。

驅動結構可亦包括用於藉由陀螺儀結構所提供之其他特性 的其他元件。舉例而言，圖1之垂直驅動結構120、122展示為包括用於驅動感測訊號之其他梳結構160、162。此等訊號可應用於驅動結構內之受控力回饋操作。作為另一實例，圖1之水平驅動結構124、126可包括用於靜電正交補償之其他梳結構164、166。

感測結構在此處指代經配置來感測至少一地震質量塊之特定運動且產生與所感測運動對應之訊號的元件。在陀螺儀結構中，所感測運動由藉由陀螺儀結構之角運動所產生之柯氏力引起。陀螺儀結構可包括第一對感測結構170、172及第二對感測結構174、176。

圖5更詳細地展示圖1之示範性感測結構170。感測結構500可包括感測裝置502及感測耦合彈簧結構504。感測裝置502可包含將輸入機械能量變換為電能量之換能器。輸入機械能量由感測裝置耦接至之一或多個地震質量塊的運動引起。換能器可包括定子506及轉子508。感測裝置502亦可包括第二彈簧結構530，第二彈簧結構530經配置來將轉子懸置至靜態支撐件，使得其可在與垂直對之驅動結構的主要振盪之軸線128成對角且與水平對之驅動結構之軸線130成對角的方向上振盪。對角線方向在此上下文中意味，該方向與軸線形成45°(π/4)角。在圖1之結構中，可見，第二彈簧結構530在該對角線方向上為極有彈性的且在不同於對角線方向之方向上為極硬質的。

感測耦合彈簧結構504可將轉子508耦接至兩個地震質量塊，垂直對之驅動結構之相鄰驅動結構120的地震質量塊100，及水平對之驅動結構之相鄰驅動結構126的地震質量塊106。感測耦合彈簧結構504可經建構來將垂直對之驅動結構之相鄰驅動結構120的地震質量塊100之運動 的分量在垂直於其主要振盪軸線128之方向上中繼至轉子508，且在其主要振盪軸線128的方向上偏轉。相應地，感測耦合彈簧結構504可經建構來將水平對之驅動結構之相鄰驅動結構126的地震質量塊106之運動的分量在垂直於其主要振盪軸線130之方向上中繼至轉子508，且在其主要振盪軸線130的方向上偏轉。

在圖5之示範性結構中，感測耦合彈簧結構504可包括第一感測梁510及第二感測梁512。轉子508可經由延伸梁514延伸至耦合點516。第一感測梁510可在耦合點516與垂直驅動結構120之地震質量塊100之間延伸，且第二感測梁512可在耦合點516與水平驅動結構126之地震質量塊106之間延伸。在感測時，地震質量塊100、106之運動的分量累加且導致在藉由圖5之箭頭所示之對角線方向上的線性振盪。元件之組態可在所有感測結構170、172、176、174中對稱地重複，如圖1中所示。

圖6例示陀螺儀結構之所描述結構的感測模式運動(次級振盪)。當主要模式運動如圖4中所述而發生時，陀螺儀結構之角運動可產生柯氏力，該柯氏力在垂直於陀螺儀結構之地震質量塊之主要振盪的方向上落在該等地震質量塊上。作為實例，使吾人假設圖1之結構暴露至z方向上之角運動。在圖6中所例示之某一時間點，柯氏力可被視為將耦接至第一垂直驅動結構120之地震質量塊100移位至正x方向，將第二垂直驅動結構122之地震質量塊102移位至負x方向，將第一水平驅動結構124之地震質量塊104移位至正y方向，且將第二水平驅動結構126的地震質量塊106移位至負y方向。

感測耦合彈簧結構504將此等位移中繼至第一感測結構170 之耦合點516，且將第一感測結構170之轉子誘發至藉由箭頭所示之方向上的線性運動中。所展示方向與第一垂直驅動結構120之主要振盪的軸線128且與第二水平驅動結構126之主要振盪的軸線130成對角。在圖6之特定時間點，地震質量塊100、106之位移可被視為朝向中心點318向內對角地移動第一感測結構170的轉子。同時，地震質量塊102、104之位移可被視為類似地向內對角地移動第一對感測結構中之第二感測結構172的轉子。另一方面，地震質量塊100、104之位移中繼至第二對感測結構中之第一感測結構174的轉子，從而誘發其遠離中心點318向外對角地移動。類似地，地震質量塊102、106可被視為向外對角地移動第二對感測結構中之第二感測結構176的轉子。

當地震質量塊之位移的方向反轉(未展示)時，地震質量塊100、106之位移可被視為向外對角地移動第一感測結構170之轉子，地震質量塊102、104之位移向外對角地牽拉第一對感測結構中之第二感測結構172的轉子，地震質量塊100、104之位移向內對角地推動第二對感測結構中之第一感測結構174的轉子，且地震質量塊102、106之位移向內對角地推動第二對感測結構中之第二感測結構176的轉子。因此，該結構之角運動誘發正交定向之感測結構170、172、174、176之轉子的對角週期性振盪。此振盪為次級振盪，該次級振盪可轉換為表示藉由陀螺儀結構所經歷之角運動的電訊號。

歸因於地震質量塊100、102、104、106，驅動結構120、122、124、126，及感測結構170、172、174、176之所描述的對稱及正交配置，在振盪之循環期間在主要振盪及次級振盪中移動的元件之總線性動量及角 動量實際上為零。此顯著地降低了驅動模式及感測模式耦合至線性或角加速度之程度。另外，元件之配置導致平衡的慣性力。此減少了能量至周圍環境之洩漏，且由此允許用於藉由該組態所實施之共振器的高品質因數。平衡之慣性力亦提供抵抗外部振動之穩固性。

此外，在所描述組態中，驅動模式及感測模式共振頻率為最低的頻率。所有其他模式與驅動模式及感測模式相比在頻率上可高至少兩倍。在微尺度元件中，製造公差為不可避免的。在習知結構中，外部衝擊或振動可因此引起共同模式運動，該運動傾向於耦合至驅動或感測運動。此等模式通常在接近驅動運動之頻率或感測模式共振頻率且低於其中至少任一者的頻率下發生。既然不合需要之共同模式頻率明顯較高，則模式亦為更剛性的，且藉由外部振動所引起之運動的振幅較小。所主張之驅動及感測結構的組態提供強耦合(亦即，共同模式及差動模式振動之頻率的差為大的，約為差動模式振動之頻率)，此使陀螺儀結構相對於外部振動而言格外穩固。

歸因於驅動及感測結構以及耦合彈簧結構之特定配置，感測結構並非本質上在驅動模式下移位，且驅動結構並非本質上在感測模式下移位。因為感測結構在驅動模式下之位移得以有效地最小化，所以來自一對感測結構之共同模式誤差訊號為極小的。另外，誤差可藉由應用熟習此項技術者同樣熟知的差動量測原理而進一步減小。

在微機電結構中，可存在二階效應，如藉由移動元件之非線性及/或旋轉位移所引起之諧波訊號。在所描述組態中，驅動結構及感測結構之位移為直線的且保持為直線的，即使具有高達十微米之高振幅亦如此。

圖7例示適用於微機電陀螺儀結構中之替代性感測結構。在此解決方案中，自機械至電領域中之轉變應用壓電現象。感測裝置可包括壓電感測裝置702及第二彈簧結構730，第二彈簧結構730經配置來將感測裝置702懸置至靜態支撐件，使得其可在與垂直對之驅動結構的主要振盪之軸線成對角且與水平對之驅動結構之軸線成對角的方向上移動。

如圖5中所述，感測耦合彈簧結構704可將感測裝置702耦接至兩個地震質量塊以將該等地震質量塊中之兩者之運動的分量中繼至感測裝置。感測裝置702可經由延伸結構714延伸至耦合點716，以與耦合彈簧結構704連接。在感測時，地震質量塊之運動的分量累加且導致在藉由圖7之箭頭所示之對角線方向上的線性振盪。

壓電感測裝置702可包括至少一偵測元件740。偵測元件可為偵測梁，該偵測梁經配置來根據耦合點之運動偏轉。偵測梁740可自其末端中之兩者耦接至行動延伸結構714，且自其中心耦接至錨定器或經錨定結構。圖7展示實例，其中感測裝置包括第一梁740及第二梁742。第一梁740可自其末端中之兩者耦接至行動延伸結構714，且自其中心耦接至第二梁742之中心。第二梁742可自其末端中之每一者錨定至支撐結構。藉由此，耦合梁740、742經配置來根據耦合點之運動偏轉。偵測梁740、742可包括沿著偵測梁之偏轉而偏轉的壓電薄膜。所得電荷可獲讀取且用作訊號以表示所感測運動。

圖8例示陀螺儀之元件，該等元件包括第一部分800及第二部分802。第一部分800可包括圖1之陀螺儀結構，且第二部分802可包括經連接以與陀螺儀結構交換電訊號的電路。如圖2中所示，訊號s1可自感 測結構輸入至電路802，或自電路輸入至陀螺儀結構。對應於所偵測角運動之輸出訊號S可自訊號s1計算。

陀螺儀可包括於組合式感測器元件中，該元件包括各種感測器元件，有線或行動計算、遊戲或通訊裝置，量測裝置，顯現裝置，或運輸工具功能控制單元，僅舉幾個例子。

熟習此項技術者應顯而易見，隨著技術進步，本發明之基本觀念可以各種方式實施。本發明及其實施方式因此不限於以上實例，但其可在申請專利範圍之範疇內變化。

Claims (11)

1. 一種微機電陀螺儀結構，其包含：一第一對驅動結構；一第二對驅動結構；一第一對感測結構；一第二對感測結構；其中一驅動結構係耦接至一地震質量塊，且包括經建構來誘發該地震質量塊之主要振盪的一換能器；一對驅動結構之地震質量塊係經耦接以在相反相位上振盪且與主要振盪之一共同軸線對準；該第一對驅動結構之主要振盪的一軸線及該第二對驅動結構之主要振盪的一軸線沿著振盪之一平面正交地延伸；一感測結構包括一感測裝置及一耦合彈簧結構；該耦合彈簧結構將該感測裝置連接至該第一對驅動結構之一地震質量塊且連接至該第二對驅動結構之一地震質量塊；該耦合彈簧結構係經建構來將該等地震質量塊中之每一者在垂直於其主要振盪軸線的一方向上之運動的一分量中繼至該感測裝置，且吸收該等地震質量塊中之每一者在其主要振盪軸線的一方向上之運動的一分量；該感測裝置係懸置至一靜態支撐件，且經建構以在與該第一對驅動結構之主要振盪之該軸線成對角且與該第二對驅動結構之主要振盪之該軸線成對角的一方向上振盪。
2. 如申請專利範圍第1項之微機電陀螺儀結構，其特徵在於 該第一對驅動結構包括耦接至一第一地震質量塊之一第一垂直驅動結構及耦接至一第二地震質量塊的一第二垂直驅動結構；該第二對驅動結構包括耦接至一第三地震質量塊之一第一水平驅動結構及耦接至一第四地震質量塊的一第二水平驅動結構；該第一對感測結構包括一第一感測結構及一第二感測結構；該第二對感測結構包括一第三感測結構及一第四感測結構；該第一感測結構耦接至該第一地震質量塊及該第四地震質量塊；該第二感測結構耦接至該第二地震質量塊及該第三地震質量塊；該第三感測結構耦接至該第一地震質量塊及該第三地震質量塊；該第四感測結構耦接至該第二地震質量塊及該第四地震質量塊。
3. 如申請專利範圍第1或2項之微機電陀螺儀結構，其特徵在於與主要振盪之一軸線成對角的一方向與主要振盪之該軸線形成一45°(π/4)角。
4. 如前述申請專利範圍中任一項之微機電陀螺儀結構，其特徵在於該等驅動結構中之每一者包括對於該經耦接地震質量塊允許兩個自由度的一第一彈簧結構。
5. 如申請專利範圍第4項之微機電陀螺儀結構，其特徵在於該第一彈簧結構包括對於第一自由度之一主要元件(206)及對於第二自由度之一次要元件(220)；該主要元件(206)包括一錨定元件(208)及在一地震質量塊(202)與該錨定元件(208)之間延伸之一懸吊彈簧(210)；該懸吊彈簧(210)在該地震質量塊之該主要振盪的該方向上為彈性的；該次要元件(220)耦接該地震質量塊(202)與該主要元件(206)且 在該地震質量塊(202)之次級振盪的一方向上為彈性的，其中該地震質量塊(202)之該次級振盪的該方向與該地震質量塊(202)之該主要振盪的該方向正交。
6. 如申請專利範圍第4或5項之微機電陀螺儀結構，其特徵在於該等驅動結構中之至少一者包括用於將該驅動結構(200)激發至主要振盪之一換能器。
7. 如前述申請專利範圍中任一項之微機電陀螺儀結構，其特徵在於該結構包括一驅動耦合彈簧，該驅動耦合彈簧經配置來將相反對之驅動結構的該主要振盪迫使為反相模式。
8. 如申請專利範圍第7項之微機電陀螺儀結構，其特徵在於該驅動耦合彈簧包括四個斜梁(302、304、306、308)；該等斜梁(302、304、306、308)中之每一者的一末端錨定至在一第一對驅動結構(120、122)之一地震質量塊與一相鄰的第二對驅動結構(124、126)之一地震質量塊之間的一錨定點(310、312、314、316)；該等斜梁(302、304、306、308)在該陀螺儀結構內自其個別錨定點朝向一中心點(318)延伸；該等斜梁(302、304、306、308)之另一末端以一連接點連接至兩個耦合梁，該等耦合梁中之一者自該連接點延伸至一第一對驅動結構(120、122)的該地震質量塊，且該等耦合梁中之另一者自該連接點延伸至該相鄰的第二對驅動結構(124、126)的該地震質量塊。
9. 如前述申請專利範圍中任一項之微機電陀螺儀結構，其特徵在於在該等感測結構之每一者中 該耦合彈簧結構(504)包括一第一感測梁(510)及一第二感測梁(512)；該感測裝置包括經由一延伸梁(514)延伸至一耦合點(516)之一轉子(508)；該第一感測梁(510)在該耦合點(516)與該第一對驅動結構之該地震質量塊(100)之間延伸；且該第二感測梁(512)在該耦合點(516)與該第二對驅動結構之該地震質量塊(106)之間延伸。
10. 如前述申請專利範圍中任一項之微機電陀螺儀結構，其特徵在於該感測裝置包括至少一可撓性偵測元件，該至少一可撓性偵測元件耦接至一耦合點且經配置以根據該耦合點之運動偏轉，該等可撓性偵測元件中之一或多者包括沿著該偵測元件之該偏轉而偏轉的一壓電薄膜。
11. 一種微機電陀螺儀，其特徵在於該微機電陀螺儀包括根據申請專利範圍第1至10項中任一項之一微機電陀螺儀結構。