TWI781051B - 微機電多軸角速度感測器 - Google Patents

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Abstract

一種微機電多軸角速度感測器，包括一基板和一微機電晶圓層平行相對設置，以及複數個固定錨將該微機電晶圓層連接以固定至該基板上。該微機電晶圓層包括至少二驅動及感測結構、一第三驅動環以及二個擺動質量塊。每一驅動及感測結構包括一驅動環、複數個驅動電梳對結構及複數個感測驗證質量塊，該些驅動電梳對結構和該些感測驗證質量塊分別連接該對應的驅動環。第三驅動環設置於該二驅動環之間並連接該二驅動環，其中，在一驅動模態時，該些驅動電梳對結構驅動對應的該驅動環進行週期性旋轉運動，並且該二驅動環帶動該第三驅動環進行週期性旋轉運動。二個擺動質量塊分別連接該第三驅動環並位於該第三驅動環外相對二側。

Description

微機電多軸角速度感測器
本發明涉及一種偵測角速度的微機電領域，特別是一種微機電多軸角速度感測器領域。
微機電系統(MEMS)是指有些元件具備機械功能性的機械和機電系統，可應用於快速且準確偵測物理性質的微小改變。例如，微機電角速度感測器可應用於偵測微小的角位移。運動的六個自由度中，圍繞三正交軸線的旋轉可被稱為角速度感測器的角速率感測器量測。MEMS角速度感測器係使用科氏效應來量測角速率。若一質量塊在一方向上移動且在另一非與運動方向同向的軸向上被施加旋轉角度時，質量塊因科氏力的作用而在與運動方向及旋轉軸向正交方向上承受一力，藉由科氏力所引起的位移可由電容式、壓電式或壓阻式感測結構讀取。在MEMS角速度感測器中，機械振盪被用作主要運動，當一振盪角速度感測器承受一角運動，且此角運動垂直於主要運動的方向時，在垂直主要運動和角運動的第三垂直方向上產生次級振盪(或被稱為偵測運動)，偵測運動的振幅可被用作角速率的量測值。
習知的MEMS三軸角速度感測器結構由三個獨立的X, Y, Z單軸角速度感測器構成，使得相應的ASIC電路需具備三套獨立的驅動電路設計，導致MEMS三軸角速度感測器的體積較大。為了解決體積過大的問題，共用質量塊的設計因運而生，然共用質量塊存在運動干擾，從而造成MEMS三軸角速度感測器的軸間信號串擾。因此，解決MEMS三軸角速度感測器結構體積過大但兼顧感測品質的方案仍在為業界追求中。
本發明於此提供一種MEMS多軸角速度感測器，至少有二軸具有各自獨立的驅動結構和質量塊，並透過一第三驅動結構連動二個驅動結構使之同步運動(synchronize)，減少二軸振盪時序不同步和振幅差異的產生。
本發明於此提供一種MEMS多軸角速度感測器，至少有二軸具有各自獨立的驅動結構和質量塊，透過一第三驅動結構 連動結構上的擺動質量塊使之同步運動的設計，儲存偵測質量塊的機械振盪能，並透過一耦合結構的連接穩定結構以減少不必要的方向上的振動，以及使擺動質量塊受科氏力產生的運動傾向同步反相運動。
一種微機電多軸角速度感測器， 包括一基板和一微機電晶圓層平行相對設置，以及複數個固定錨將該微機電晶圓層連接以固定至該基板上，其特徵在於該微機電晶圓層包括: 一第一驅動及感測結構，其包括一第一驅動環、複數個第一驅動電梳對結構及複數個第一感測驗證質量塊，該些第一驅動電梳對結構和該些第一感測驗證質量塊分別連接該第一驅動環；一第二驅動及感測結構，其包括一第二驅動環、複數個第二驅動電梳對結構及複數個第二感測驗證質量塊，該些第二驅動電梳對結構和該些第二感測驗證質量塊分別連接該第二驅動環；一第三驅動環設置於該第一驅動環和該第二驅動環之間並連接該第一驅動環和該第二驅動環，其中，在一驅動模態時，該些第一驅動電梳對結構驅動該第一驅動環進行週期性旋轉運動，該些第二驅動電梳對結構驅動該第二驅動環進行週期性旋轉運動，並且該第一驅動環和該第二驅動環帶動該第三驅動環進行週期性旋轉運動；以及二個擺動質量塊分別連接該第三驅動環並位於該第三驅動環外相對二側 。
一種微機電多軸角速度感測器，包括: 一基板包括複數個第一感測墊和複數個第二感測墊，該基板平行一第一軸和一第二軸所定義的一平面；一第一驅動及感測結構設置於該基板上，該第一驅動及感測結構包括一第一驅動環連接複數個第一驅動電梳對結構和二個第一感測驗證質量塊，其中，該些第一感測驗證質量塊分別對應該些第一感測墊以構成偵測一第三軸方向科氏力的一第一差分電容對，該些第一感測驗證質量塊對稱於該第二軸地設置，該第三軸方向垂直該第一軸和該第二軸；一第二驅動及感測結構設置於該基板上，該第二驅動及感測結構包括一第二驅動環連接複數個第二驅動電梳對結構和二個第二感測驗證質量塊，其中，該些第二感測驗證質量塊分別對應該些第二感測墊以構成偵測該第三軸方向科氏力的一第二差分電容對，該些第二感測驗證質量塊對稱於該第一軸地設置；一第三驅動環設置於該第一驅動環和該第二驅動環之間並連接該第一驅動環和該第二驅動環，其中，在一驅動模態時，該些第一驅動電梳對結構驅動該第一驅動環進行週期性旋轉運動，該些第二驅動電梳對結構驅動該第二驅動環進行週期性旋轉運動，並且該第一驅動環和該第二驅動環帶動該第三驅動環進行週期性旋轉運動，在一感測模態時，該第一驅動及感測結構作為該第一軸的感測結構，該第二驅動及感測結構作為該第二軸的感測結構；二個擺動質量塊分別連接該第三驅動環並位於該第三驅動環外相對二側；以及一第一耦合結構設置於該第一驅動及感測結構、該第二驅動及感測結構和該二擺動質量塊的周邊，其中，每一該擺動質量塊連接該第三驅動環和該第一耦合結構。
是以，一種微機電多軸角速度感測器，包括一基板和一微機電晶圓層平行相對設置，以及複數個固定錨將該微機電晶圓層連接以固定至該基板上。該微機電晶圓層包括至少二驅動及感測結構、一第三驅動環以及二個擺動質量塊。每一驅動及感測結構包括一驅動環、複數個驅動電梳對結構及複數個感測驗證質量塊，該些驅動電梳對結構和該些感測驗證質量塊分別連接該對應的驅動環。第三驅動環設置於該二驅動環之間並連接該二驅動環，其中，在一驅動模態時，該些驅動電梳對結構驅動對應的該驅動環進行週期性旋轉運動，並且該二驅動環帶動該第三驅動環進行週期性旋轉運動。二個擺動質量塊分別連接該第三驅動環並位於該第三驅動環外相對二側。
以下實施例為例示，雖然以下敘述中涉及一、一個或一些實施方式，但並未意味每一如此的參考是同一(相同)實施方式，或未意味如此的特徵僅適用於單一實施方式。不同實施例的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的各種實施裝置架構的簡單實例描述本發明的特徵，並僅詳細描述針對實例的相關元件。但熟悉此技術者大多已知的角速度感測器的實施元件可能並未特定地描述於本文中。
圖1為本發明的多軸角速度感測器的第一二軸型實施例的正面示意圖。請參考圖1，微機電晶圓層(MEMS晶圓層)包括第一驅動及感測結構10’、第二驅動及感測結構30’和第三驅動結構 50’。於本實施例中，驅動及感測結構可包括感測驗證質量塊(sensing proof mass, PM)、感測彈簧結構、驅動環、驅動彈簧、驅動電梳對結構、驅動感測電梳對結構以及連接彈簧。要說明的是，驅動驗證質量塊(未標於圖面上)則包含所有以驅動方式運動的質量塊，舉例但不限地，包括驅動環、感測驗證質量塊、所有可動梳結構、帶動結構和驅動結構。其次，第一驅動及感測結構10’包括第一感測驗證質量塊12、第一感測驗證質量塊14、第一驅動環11、第一驅動電梳對結構13、第一驅動電梳對結構15、第一感測彈簧結構16、第一驅動彈簧17、第一驅動感測電梳對結構18和第一連接彈簧19。第二驅動及感測結構30’包括第二感測驗證質量塊32、第二感測驗證質量塊34、第二驅動環31、第二驅動電梳對結構33、第二驅動電梳對結構35、第二感測彈簧結構36、第二驅動彈簧37、第二驅動感測電梳對結構38和第二連接彈簧39。第三驅動結構 50’則至少包括一第三驅動環51、第三擺動質量塊52’和第三擺動質量塊54’，其中第一驅動環11、第二驅動環31和第三驅動環51成連動關係並且三環成一直線關係，或可謂三環的幾何中心成一直線關係。
圖2為本發明的第一二軸型實施例的第一驅動及感測結構正面示意圖。請參考圖1和圖2，第一感測驗證質量塊12和第一感測驗證質量塊14設置於第一驅動環11內，並藉由第一感測彈簧結構16連接至第一驅動環11，在第一感測驗證質量塊12和第一感測驗證質量塊14的下方CMOS基板(CMOS substrate) (圖上未繪)分別設有相對應的感測墊 (虛線範圍)。其次，第一感測驗證質量塊12和第一感測驗證質量塊14的大小和形狀相同，且互為鏡像，而第一感測彈簧結構16則基本上平行Y軸方向且設置於第一感測驗證質量塊12和第一感測驗證質量塊14的鏡像中心(鏡像對稱軸上)。第一驅動環11藉由第一連接彈簧19與第三驅動結構 50’相連接，並且藉由四個第一驅動彈簧17連接複數個第一固定錨47以固定至相對MEMS晶圓層平行設置的下方一CMOS基板 (圖上未繪)並和CMOS基板的電路做電性連接。其次，驅動電梳對結構或驅動感測電梳對結構各自皆包括複數個可動電極板和對應的固定電極板排列成梳狀結構。驅動電梳對由二個固定電梳結構對稱可動電梳結構配置，藉以施加不同相位電壓來達到振盪驅動的效果。是以，第一驅動電梳對結構13包括複數個可動電極板131和固定電極板133相對地間隔設置，其中可動電極板131連接至第一驅動環11，固定電極板133則連接至第二固定錨49並與下方CMOS基板(圖上未繪)的驅動電路做電性連接。第一驅動電梳對結構15包括複數個可動電極板151和固定電極板153相對地間隔設置，其中可動電極板151連接至第一驅動環11，固定電極板153則連接至第二固定錨49並與下方CMOS基板(圖上未繪)的驅動電路做電性連接。每個第一驅動感測電梳對結構18則包括複數個可動電極板181和固定電極板183相對地間隔設置，其中可動電極板181連接至第一驅動環11，固定電極板183則連接至第二固定錨49。另外，於此實施例中，第一驅動電梳對結構13和第一驅動電梳對結構15相應地設置於X軸的上下側，但本發明不限於一對，可以是複數對(圖上未繪)。四個第一驅動感測電梳對結構18則兩兩對稱於X軸和Y軸。第一感測驗證質量塊12和第一感測驗證質量塊14具有相同的大小與形狀並對稱配置於Y軸兩側。
圖3為本發明的第一二軸型實施例的第二驅動及感測結構正面示意圖。請參考圖1和圖3，第二感測驗證質量塊32和第二感測驗證質量塊34設置於第二驅動環31內，並藉由第二感測彈簧結構36連接至第二驅動環31，在第二感測驗證質量塊32和第二感測驗證質量塊34的下方CMOS基板(圖上未繪)分別設有相對應的感測墊 (虛線範圍)。其次，第二感測驗證質量塊32和第二感測驗證質量塊34的大小和形狀相同，且互為鏡像，而第二感測彈簧結構36則基本上平行X軸方向且設置於第二感測驗證質量塊32和第二感測驗證質量塊34的鏡像中心。第二驅動環31藉由第二連接彈簧39與第三驅動結構 50’相連接，並且藉由四個第二驅動彈簧37連接第一固定錨47以固定至相對MEMS晶圓層平行設置的下方CMOS基板(圖上未繪)並和CMOS基板的電路做電性連接。其次，驅動電梳對結構或驅動感測電梳對結構各自皆包括複數個可動電極板和對應的固定電極板排列成梳狀結構。因此，第二驅動電梳對結構33包括複數個可動電極板331和固定電極板333相對地間隔設置，其中可動電極板331連接至第二驅動環31，固定電極板333則連接至第二固定錨49並與下方CMOS基板(圖上未繪)的驅動電路做電性連接。再者，第二驅動電梳對結構35包括複數個可動電極板351和固定電極板353相對地間隔設置，其中可動電極板351連接至第二驅動環31，固定電極板353則連接至第二固定錨49並與下方CMOS基板(圖上未繪)的驅動電路做電性連接。又，每個第二驅動感測電梳對結構38則包括複數個可動電極板381和固定電極板383相對地間隔設置，其中可動電極板381連接至第二驅動環31，固定電極板383則連接至第二固定錨49並與下方CMOS基板(圖上未繪)的驅動感測電路做電性連接。另外，於此實施例中，第二驅動電梳對結構33和第二驅動電梳對結構35相應地設置於X軸的上下側，但本發明不限於一對，可以是複數對(圖上未繪)。四個第二驅動感測電梳對結構38則兩兩對稱於X軸和Y軸。第二感測驗證質量塊32和第二感測驗證質量塊34具有相同的大小與形狀並對稱配置於X軸兩側。
續參考圖1~圖3，第三驅動結構 50’包括一第三驅動環51藉由第二連接彈簧39連接至第二驅動環31，並且藉由第一連接彈簧19連接至第一驅動環11，其中，第三驅動環51藉由一個第三驅動彈簧57連接第一固定錨47以固定至基板(圖上未繪)。第三驅動彈簧57和第一固定錨47設置於第三驅動環51的環內，第一固定錨47約位於第三驅動環51的幾何中心。其次，二個第三擺動質量塊52’和第三擺動質量塊54’對稱地設置於第三驅動環51的上下側並連接至第三驅動環51，其中第三擺動質量塊52’和第三擺動質量塊54’ 對稱於X軸。在一驅動模態時，當第一驅動電梳對結構和第二驅動電梳對結構中的各自的二個固定電梳分別給予大小相等、相位相反的週期性電壓訊號，將產生週期性的靜電力，藉以拉動可動電梳結構 ，而對連接第一驅動電梳對結構的第一驅動環和第二驅動電梳對結構的第二驅動環產生旋轉力矩，進而使得第一驅動環11和第二驅動環31進行週期性旋轉運動。其次，透過第一連接彈簧19和第二連接彈簧39的帶動，第三驅動環51也可進行週期性旋轉運動，此時第三驅動環51的週期性旋轉方向會相反於第一驅動環和第二驅動環週期性旋轉方向，例如在週期性運動中，當第一驅動環和第二驅動環為順時針旋轉(大致平行XY平面)時，第三驅動環為逆時針旋轉。再者，第三驅動環的週期性旋轉可帶動二個第三擺動質量塊52’和第三擺動質量塊54’在平行X-Y平面上也進行週期性的擺動，藉以將部分動能儲存於擺盪結構中，達到穩定振盪的效果，減少振幅及相位的變異。在一般角速度感測器中，兩個各自獨立的第一驅動及感測結構和第二驅動及感測結構可能因製程變異，導致各自獨立的第一驅動及感測結構和第二驅動及感測結構的運動行為落差，例如兩個各自獨立的第一電梳對結構及第二驅動電梳對結構雖然同時以相同的電壓信號加以驅動，但由於兩個驅動結構中的電容對、彈性結構、質量塊的尺寸必定存在製程差異，其最終結果將導致兩個驅動結構的振盪頻率出現振幅和相位的差異，使得後續的訊號處理更加困難。因此，在此實施例中，第三驅動結構 50’的設計能夠使得第一驅動及感測結構和第二驅動及感測結構連動、減少或消除第一驅動及感測結構和第二驅動及感測結構於週期性的旋轉過程中振幅大小差異、振盪時序不同步的問題，也具備儲存振盪能量及穩定振盪的優點。
圖4為本發明的多軸角速度感測器的第二二軸型實施例的正面示意圖。同時參考圖1和圖4，和圖1的第一實施例相較，第二二軸型實施例進一步包括二個第一耦合結構70’分別連接至第三擺動質量塊52’和第三擺動質量塊54’，其中每一第一耦合結構70’包括連接彈簧71、連接彈簧73和二個軛型結構72。與本實施例中，二個第一耦合結構70’大致上對稱於X軸的上下側並在第一驅動及感測結構10’、第二驅動及感測結構30’和第三驅動結構 50’的外圍或周邊。其次，連接彈簧71大致呈長條狀，其二端分別連接一個軛型結構72，第三擺動質量塊52’或第三擺動質量塊54’則大致藉由連接彈簧73連接於連接彈簧71的中段處，其中二連接彈簧73分別在對稱於X軸的兩側與第三擺動質量塊52’和第三擺動質量塊54’相接。每一軛型結構72透過第三固定錨79固定至CMOS基板(圖上未繪)。在二軸型設計的多軸角速度感測器中，第一耦合結構70’連接第三擺動質量塊，其可以提供第三擺動質量塊的擺動在X-Y平面上具有高彈性而在Z方向上則為低彈性以避免產生翹翹板式振盪，可避免第三擺動質量塊在Ｚ方向上的不必要的運動產生。
圖5為本發明的多軸角速度感測器的第三二軸型實施例的正面示意圖。同時參考圖1、圖4和圖5，和圖4的第二二軸型實施例相較，第三二軸型實施例包括的第一耦合結構70是利用二個連接彈簧71將上下二個第一耦合結構70’連接在一起，並框圍了第一驅動及感測結構10’、第二驅動及感測結構30’和第三驅動結構 50’。在二軸型設計的多軸角速度感測器中，第一耦合結構70連接第三擺動質量塊，其可以提供第三擺動質量塊的擺動在X-Y平面上具有高彈性而在Z方向上則為低彈性以避免產生翹翹板式振盪，可避免第三擺動質量塊在Ｚ方向上的不必要的運動產生。
圖6為本發明的多軸角速度感測器的第一三軸型實施例的正面示意圖。請同時參考圖1~圖6，第一三軸型的MEMS晶圓層包括第一驅動及感測結構10、第二驅動及感測結構30、第三驅動及感測結構50以及第一耦合結構70。於本實施例中，第三驅動及感測結構50不同於第三驅動結構 50’，待後再述。第一驅動及感測結構10與圖1的第一驅動及感測結構10’相似，第一驅動及感測結構10的第一驅動環11藉由第一連接彈簧19與第三驅動及感測結構50的第三驅動環51相連接。另，第一驅動及感測結構10包括單一個第一驅動感測電梳對結構18，即本發明的驅動感測電梳對結構的個數可以是一或多個。其次，第二驅動及感測結構30的第二驅動環31藉由第二連接彈簧39與第三驅動及感測結構50的第三驅動環51相連接，如此形成一三環連動驅動結構，其中，第一驅動環11、第二驅動環31和第三驅動環51成一直線關係，或可謂三環的幾何中心成一直線關係。
圖7為本發明的第一三軸型實施例的第三驅動及感測結構正面示意圖。請參考圖1到圖7，第三驅動及感測結構50包括第三驅動環51藉由第二連接彈簧39連接至第二驅動環31，並且藉由第一連接彈簧19連接至第一驅動環11。其次，第三驅動框53、55對應地設置於第三驅動環51的上下側，並且第三驅動框53、55連接至第三驅動環51。第三感測驗證質量塊52和第三感測驗證質量塊54分別設置於第三驅動框53、55所框起的範圍內，並且第三感測驗證質量塊52和第三感測驗證質量塊54分別藉由第三感測彈簧結構56連接至第三驅動框53、55。其次，第三感測驗證質量塊52包括第一質量件52a和第二質量件52b，第三感測驗證質量塊54則包括第一質量件54a和第二質量件54b。再者，第三驅動及感測結構50還包括第三感測電梳對結構58’和第三感測電梳對結構58分別設置於第三驅動框53、55所框起的範圍內並分別對應第二質量件52b和第二質量件54b，其中第三感測電梳對結構58’和第三感測電梳對結構58在電性功能上分別為一組差分電容對中的電容Ca和電容Cb。第三感測電梳對結構58’和第三感測電梳對結構58各自包括複數個可動電極板581和固定電極板583相對地間隔設置，其中可動電極板581連接至對應的第二質量件52b、第二質量件54b，固定電極板583則連接至第二固定錨59並與下方CMOS基板(圖上未繪)的感測電路做電性連接。另，分別設置在第三驅動框53、55範圍內的第三感測電梳對結構58’和第三感測電梳對結構58中的可動電極板581和固定電極板583的間距大小可以不同，使得分別在第三驅動框53、55範圍內上下兩側驗證質量塊在同時遠離或接近第二固定錨59的運動方向時二個感測電梳的電容變化為相反，如此可使得電容變化相反，能形成一差分電容對。是以，相較於二軸型實施例， 第三驅動及感測結構50可以是第三驅動結構50’的一變形態樣，利用第三擺動質量塊52’和第三擺動質量塊54’做出第三感測驗證質量塊，用以進行第三軸向的感測。其次，在此實施例中，第三驅動環51起連動和驅動的作用。
圖8為本發明的多軸角速度感測器的第一三軸型實施例的部分結構正面示意圖。請同時參考圖6和圖8，類似前述，第一驅動電梳對結構和第二驅動電梳對結構中的兩個固定電梳分別加以大小相等、相位相反的週期性電壓信號，其對可動電梳結構施加週期性靜電力，使得連接第一驅動電梳對結構的第一驅動環和第二驅動電梳對結構的第二驅動環產生旋轉力矩，進而使得第一驅動環和第二驅動環進行週期性旋轉振盪。舉例來說，各驅動電梳對結構中的電梳13a、33a、15a、35a的驅動電壓相位相同，而電梳13b、33b、15b、35b的驅動電壓相位相同，但電梳13a和對應的電梳13b的驅動電壓相位不同，一般而言，具有180度的相位差。另外，第一驅動感測電梳對結構18則藉由二側的一對差分電容對感測驅動振幅大小及頻率，從而判斷第一驅動電梳對結構13和第一驅動電梳對結構15的驅動電壓是否正確。第一驅動感測電梳對結構18藉由兩側的一對差分電容對 18a, 18b 的電容變化來第一驅動環11的轉動位移，此感測結構將第一驅動環11的振幅及頻率轉換為電容訊號，並藉以判斷振動條件是否符合預期進而調整驅動電壓及頻率而達到回饋控制的過程，而第二驅動感測電梳對結構38則感測第二驅動電梳對結構33和第二驅動電梳對結構35的驅動電壓是否正確。又，因三驅動環彼此相連動，因此，第一驅動感測電梳對結構18和第二驅動感測電梳對結構38可得到一致的信號變化，藉以偵測三環整體運動的振幅及頻率。舉例來說，當驅動感測電梳對結構偵測到的電容變化不足時，可提高驅動電壓來增加施加在驅動環的力矩來提高振幅。當驅動感測電梳對結構偵測到的電容變化頻率較低時，可提高驅動電壓的頻率來提升增加施加在驅動環的力矩的頻率來提高振盪頻率。透過第一連接彈簧和第二連接彈簧的帶動，第三驅動環51也同時進行旋轉振盪，此時第三驅動環51的旋轉振盪方向會相反於第一驅動環11和第二驅動環31的旋轉振盪，如圖8中的第一驅動環11和第二驅動環31為逆時針旋轉振盪(黑箭號表示)時，第三驅動環為順時針旋轉振盪(黑箭號表示)。再者，第三驅動環的旋轉振盪帶動二個第三驅動框53、55也進行旋轉振盪。一較佳實施例的配置為，相較第一驅動環及第二驅動環的尺寸而言，第三驅動環的尺寸較小，並置於第一驅動環及第二驅動環的中間對稱位置，此時第三驅動環的振盪幅度將為大小環半徑比的倍數，有助於提升第三感測結構的靈敏度，因此而能達到縮小晶片面積並提升性能的功效。要說明的是，本案中的驅動感測功能是由第一驅動感測電梳對結構18和第二驅動感測電梳對結構38的二個差分電容對一起完成，並且由於本案的三個驅動環是連動的，故只有一組驅動頻率和振幅要被偵測。因此，當第一驅動環11、第二驅動環31和第三驅動環51一起運動時，由第一驅動感測電梳對結構18和第二驅動感測電梳對結構38偵測三個驅動環運動時的整體振幅和頻率。
圖9為第一三軸型實施例的第二驅動及感測結構正面示意圖，圖10和圖11則分別是沿AA’剖開的剖面示意圖，其中圖10表示尚未受到科氏力，圖11表示受到Z方向科氏力時的結構狀態。同時參考圖6、圖8~圖11，在一感測模態時，第二驅動及感測結構30做為一Y軸感測結構，第二感測驗證質量塊32和第二感測驗證質量塊34的下方基板20(CMOS基板)分別設有相對應的第二感測墊22、第二感測墊24，其中基板20以平行XY平面設置並與驅動和感測結構(MEMS層)相對。當MEMS三軸角速度感測器內如圖8進行驅動振盪的同時、使MEMS三軸角速度感測器整體繞Y軸旋轉時，將產生Z方向科氏力Fc，使得第二感測驗證質量塊32和第二感測驗證質量塊34在Z方向上上下運動。第二感測驗證質量塊32和第二感測驗證質量塊34在Z方向上的上下運動，與各自相對應的第二感測墊22、第二感測墊24產生電容的變化並形成一差分電容對(第二差分電容對)。舉例來說，如圖11所示，當第二感測驗證質量塊32受科氏力Fc而向上運動而遠離第二感測墊22，則電容Cb減少；同時第二感測驗證質量塊34受科氏力Fc而向下運動而接近第二感測墊24，則電容Ca增加。透過量測由電容Ca和電容Cb所組成的差分電容對的電容變化，即可得量測出科氏力Fc的大小。要說明的是，若MEMS三軸角速度感測器整體沒有感受到外部旋轉而僅內部的驅動振盪時，第二感測驗證質量塊32和第二感測驗證質量塊34並未感受到科氏力Fc，僅隨著第二驅動環31運動，此時第二感測驗證質量塊32和第二感測驗證質量塊34則僅在第二驅動環31的運動平面(XY平面)進行週期性旋轉振盪運動，此時第二感測驗證質量塊32和第二感測驗證質量塊34下方電極板不產生電容變化。
圖12為第一三軸型實施例的第一驅動及感測結構正面示意圖，圖13和圖14則分別是沿BB’剖開的剖面示意圖，其中圖13表示尚未受到科氏力，圖14表示受到Z方向科氏力時的結構狀態。同時參考圖6、圖8、圖12~圖14，在一感測模態時，第一驅動及感測結構10做為一X軸感測結構，第一感測驗證質量塊12和第一感測驗證質量塊14的下方基板20分別設有相對應的第一感測墊22’、 第一感測墊24’。當MEMS三軸角速度感測器內如圖8進行驅動振盪的同時、使MEMS三軸角速度感測器整體繞X軸旋轉時(在一感測模態時)，產生Z方向科氏力Fc，使得第一感測驗證質量塊12和第一感測驗證質量塊14在Z方向上上下運動。第一感測驗證質量塊12和第一感測驗證質量塊14在Z方向上的上下運動，與各自相對應的第一感測墊22’、 第一感測墊24’產生電容的變化並形成一差分電容對(第一差分電容對)，故第一驅動及感測結構10可做為一X軸感測結構。舉例來說，如圖14所示，當第一感測驗證質量塊12受科氏力Fc而向上運動而遠離第一感測墊22’，則電容Cb減少；同時第一感測驗證質量塊14受科氏力Fc而向下運動而接近第一感測墊24’，則電容Ca增加。透過量測電容Ca和電容Cb的差分電容變化，即可得量測出科氏力Fc的大小。要說明的是，若MEMS三軸角速度感測器整體沒有旋轉而僅內部的驅動振盪時，第一感測驗證質量塊12和第一感測驗證質量塊14並未感受到科氏力Fc，僅隨著第一驅動環11運動，此時第一感測驗證質量塊12和第一感測驗證質量塊14則僅在第一驅動環11的運動平面(XY平面)隨在第一驅動環11做旋轉振盪運動，此時第一感測驗證質量塊12和第一感測驗證質量塊14下方電極板不產生電容變化。
圖15為本發明的第一三軸型實施例的第三驅動及感測結構受到科氏力而運動時的正面示意圖，圖16則為第一三軸型實施例僅顯示第三驅動及感測結構和第一耦合結構70。請參考圖6～圖8和圖15~圖16，在一感測模態時，第三驅動及感測結構50是一Ｚ軸感測結構，當MEMS三軸角速度感測器內如圖8進行驅動振盪的同時、使MEMS三軸角速度感測器整體繞Z軸旋轉時，將產生Y方向的科氏力Fc，使得第三感測驗證質量塊52和第三感測驗證質量塊54在XY平面上沿Y方向週期性運動。其次，第三感測驗證質量塊52和第三感測驗證質量塊54分別藉由連接彈簧73連接至第一耦合結構70的連接彈簧71。框形封閉的第一耦合結構70可以強迫並保證第三感測驗證質量塊52和第三感測驗證質量塊54同時運動，並使同相運動與反相運動的共振頻率分離開來，使得結構傾向於反相振盪運動。一般在無第一耦合結構70的情況下，同相運動與反相運動的共振頻率會十分接近，因此由柯氏力引發的感測振動有可能不同步甚至進入同相運動，造成感測信號失真或失效。當第三感測驗證質量塊52和第三感測驗證質量塊54進行反相運動(同時遠離中心的第一固定錨47)時，第三感測驗證質量塊52往上運動的同時(電容減少)，第三感測驗證質量塊54是往下運動(電容增加)；當第三感測驗證質量塊52往下運動的同時，第三感測驗證質量塊54是往上運動，如此藉由量測由第三感測電梳對結構58’和第三感測電梳對結構58所形成的差分電容對的電容變化，即可得量測出科氏力Fc的大小。因此，如果第三感測驗證質量塊52和第三感測驗證質量塊54的振動出現不同步(相位差)甚至同向運動時，兩個偵測電容將會得到不同步甚至同向變化的電容，使得差分電容對的電容變化減小或是抵銷。是以，第一耦合結構70的結構設計，使得在耦合結構中的彈簧在反相運動時產生彎曲變形時的彈簧常數小於在耦合結構中的彈簧在同相運動時產生扭曲變形時的彈簧常數，使得第三感測驗證質量塊52和第三感測驗證質量塊54的反相共振頻率和同相共振頻率可以分開。
圖17為本發明的多軸角速度感測器的第二三軸型實施例的正面示意圖。請同時參考圖6和圖17，相較於圖6的第一三軸型，第二三軸型角速度感測器的MEMS晶圓層的第一驅動及感測結構40的第一驅動環41為矩形環狀，第二驅動及感測結構60的第二驅動環61為矩形環狀。其次，第一驅動及感測結構40的第一驅動電梳對結構13和第一驅動電梳對結構15分別各有二個，其中每一第一驅動電梳對結構13和一第一驅動電梳對結構15相對地設置在第一驅動環41對稱於X軸的相對二邊長上；同理，第二驅動及感測結構60的第二驅動電梳對結構33和第二驅動電梳對結構35分別各有二個，其中每一第二驅動電梳對結構33和一第二驅動電梳對結構35相對地設置在第二驅動環61對稱於X軸的相對二邊長上。再者，第一驅動及感測結構40包括四個第一驅動感測電梳對結構18彼此相對設置於第一驅動環41的另一相對二邊上；同理，第二驅動及感測結構60包括四個第二驅動感測電梳對結構38彼此相對設置於第二驅動環61的另一相對二邊上。其餘的結構與圖6相同或類似，於此不贅述。是以，驅動電梳對結構或驅動感測電梳對結構的數量在本發明的實施例中可以是一或多，其中複數個驅動電梳對結構的情況下，以相對地設置為優選，驅動感測電梳對結構也是。相對設置是以驅動環為參考，主要是使任一軸的驅動及感測結構本身具有對稱性，而第一驅動及感測結構和第二驅動及感測結構二者也以具有對稱性為優選，但並不限於結構要完全相同。
圖18為本發明的多軸角速度感測器的第三三軸型實施例的正面示意圖。請同時參考圖6和圖18，第三三軸型的MEMS晶圓層包括第一驅動及感測結構40’、第二驅動及感測結構60’、第三驅動及感測結構90以及第一耦合結構70。於本實施例中，第一感測驗證質量塊12’和第一感測驗證質量塊14’設置於第一驅動環11內，並藉由第一感測彈簧結構16連接至第一驅動環11，其中，第一感測驗證質量塊12’和圖6的第一感測驗證質量塊12的幾何形狀不同，是為一扇型平板，第一感測驗證質量塊14’ 和圖6的第一感測驗證質量塊14的幾何形狀不同，也是為一扇型平板，其中，第一感測驗證質量塊12’和第一感測驗證質量塊14’的大小和形狀相同，並且互為鏡像。另外，第一感測彈簧結構16則基本上平行Y軸方向且設置於第一感測驗證質量塊12’和第一感測驗證質量塊14’的鏡像中心(鏡像對稱軸上)上。第一驅動環11藉由第一連接彈簧19’與第三驅動及感測結構90的第三驅動環51相連接，並且第一驅動環11藉由四個第一驅動彈簧17’連接第一固定錨47以固定至基板(圖上未繪)。第一連接彈簧19’的幾何形狀和第一連接彈簧19不同，第一驅動彈簧17’ 的幾何形狀和第一驅動彈簧17不同。其次，複數個第一驅動電梳對結構13彼此間隔設置並且藉由框結構43連接至第一驅動環11，單一或複數個第一驅動感測電梳對結構18則設置於框結構43框圍的範圍內。複數個第一驅動電梳對結構15彼此間隔設置並且藉由框結構45連接至第一驅動環11，單一第一驅動感測電梳對結構18則設置於框結構45框圍的範圍內，框結構43和框結構45則對稱配置於X軸的上下二側。故在此實施例中，驅動感測電梳對結構設置在驅動環和驅動電梳對結構之間。
續參考圖6和圖18，第二感測驗證質量塊32’和第二感測驗證質量塊34’設置於第二驅動環31內，並藉由第二感測彈簧結構36連接至第二驅動環31，其中，第二感測驗證質量塊32’和圖6的第二感測驗證質量塊32的幾何形狀不同，第二感測驗證質量塊34’ 和圖6的第二感測驗證質量塊34的幾何形狀不同，其中，第二感測驗證質量塊32’和第二感測驗證質量塊34’的大小和形狀相同，並且互為鏡像，而第二感測彈簧結構36則基本上平行X軸方向且設置於第二感測驗證質量塊32’和第二感測驗證質量塊34’的鏡像中心上。第二驅動環31藉由第二連接彈簧39’與第三驅動及感測結構90的第三驅動環51相連接，並且第二驅動環31藉由四個第二驅動彈簧37’連接第一固定錨47以固定至基板(圖上未繪)。第二連接彈簧39’的幾何形狀和第二連接彈簧39不同，第二驅動彈簧37’ 的幾何形狀和第二驅動彈簧37不同 。其次，複數個第二驅動電梳對結構33彼此間隔設置並且藉由框結構63連接至第二驅動環31，單一或複數個第二驅動感測電梳對結構38則設置於框結構63框圍的範圍內。複數個第二驅動電梳對結構35彼此間隔設置並且藉由框結構65連接至第二驅動環31，單一第二驅動感測電梳對結構38則設置於框結構65框圍的範圍內，框結構63和框結構65則對稱配置於X軸的上下二側。故在此實施例中，驅動感測電梳對結構設置在驅動環和驅動電梳對結構之間。
續參考圖6和圖18，第三驅動及感測結構90包括第三驅動環51藉由第二連接彈簧39’連接至第二驅動環31，並且藉由第一連接彈簧19’連接至第一驅動環11。其次，二個第三驅動框93、95對稱於X軸而對應地設置於第三驅動環51的上下側，並且連接至第三驅動環51。第三感測驗證質量塊92和第三感測驗證質量塊94分別設置於第三驅動框93、95所框起的範圍內，並且第三感測驗證質量塊92和第三感測驗證質量塊94分別藉由複數個第三感測彈簧結構96連接至第三驅動框93、95。再者，第三驅動及感測結構90還包括二個第三感測電梳對結構分別設置於第三驅動框93、95所框起的範圍內。每一第三感測電梳對結構包括複數個可動電極板981和固定電極板983相對地間隔設置，其中可動電極板981連接至對應的第三感測驗證質量塊，固定電極板983則連接至第二固定錨。可動電極板981和固定電極板983的幾何形狀呈弧形板狀，和可動電極板581和固定電極板583的平板狀不同。
以上所述之實施例僅是為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。
10’,10,40,40’:第一驅動及感測結構 11,41:第一驅動環 12,12’,14 ,14’:第一感測驗證質量塊 13,15:第一驅動電梳對結構 13a,13b,15a,15b,33a,33b,35a,35b:電梳 131,151,181,331,351,381,581,981:可動電極板 133,153,183,333,353,383,583,983:固定電極板 16:第一感測彈簧結構 17,17’:第一驅動彈簧 18:第一驅動感測電梳對結構 18a,18b:差分電容對 19,19’:第一連接彈簧 20:基板 22’,24’:第一感測墊 22,24:第二感測墊 30’,30,60,60’:第二驅動及感測結構 31,61:第二驅動環 32,32’,34,34’:第二感測驗證質量塊 33,35:第二驅動電梳對結構 36:第二感測彈簧結構 37,37’:第二驅動彈簧 38:第二驅動感測電梳對結構 39,39’:第二連接彈簧 43,45,63,65:框結構 47:第一固定錨 49,59:第二固定錨 50’:第三驅動結構 50,90:第三驅動及感測結構 51:第三驅動環 52,54,92,94:第三感測驗證質量塊 52’,54’:第三擺動質量塊 52a,54a:第一質量件 52b,54b:第二質量件 53,55,93,95:第三驅動框 56,96:第三感測彈簧結構 57:第三驅動彈簧 58,58’:第三感測電梳對結構 70’,70:第一耦合結構 71,73:連接彈簧 72:軛型結構 79:第三固定錨 Fc:科氏力 Ca,Cb:電容 X,Y,Z:軸
圖1為本發明的多軸角速度感測器的第一二軸型實施例的正面示意圖。
圖2為本發明的第一二軸型實施例的第一驅動及感測結構正面示意圖。
圖3為本發明的第一二軸型實施例的第二驅動及感測結構正面示意圖。
圖4為本發明的多軸角速度感測器的第二二軸型實施例的正面示意圖。
圖5為本發明的多軸角速度感測器的第三二軸型實施例的正面示意圖。
圖6為本發明的多軸角速度感測器的第一三軸型實施例的正面示意圖。
圖7為本發明的第一三軸型實施例的第三驅動及感測結構正面示意圖。
圖8為本發明的多軸角速度感測器的第一三軸型實施例的部分結構正面示意圖。
圖9為本發明的第一三軸型實施例的第二驅動及感測結構正面示意圖。
圖10為依據圖9沿著ＡＡ’剖開第二驅動及感測結構的剖面示意圖。
圖11為依據圖9沿著ＡＡ’剖開第二驅動及感測結構的另一剖面示意圖。
圖12為本發明的第一三軸型實施例的第一驅動及感測結構正面示意圖。
圖13為依據圖12沿著BB’剖開第一驅動及感測結構的剖面示意圖。
圖14為依據圖12沿著BB’剖開第一驅動及感測結構的剖面示意圖。
圖15為本發明的第一三軸型實施例的第三驅動及感測結構受到科氏力而運動時的正面示意圖。
圖16為本發明的第一三軸型實施例的部分結構正面示意圖。
圖17為本發明的多軸角速度感測器的第二三軸型實施例的正面示意圖。
圖18為本發明的多軸角速度感測器的第三三軸型實施例的正面示意圖。
10’:第一驅動及感測結構
11:第一驅動環
12,14:第一感測驗證質量塊
13,15:第一驅動電梳對結構
16:第一感測彈簧結構
17:第一驅動彈簧
18:第一驅動感測電梳對結構
19:第一連接彈簧
30’:第二驅動及感測結構
31:第二驅動環
32,34:第二感測驗證質量塊
33,35:第二驅動電梳對結構
36:第二感測彈簧結構
37:第二驅動彈簧
38:第二驅動感測電梳對結構
39:第二連接彈簧
47:第一固定錨
50’:第三驅動結構
51:第三驅動環
52’,54’:第三擺動質量塊
57:第三驅動彈簧
X,Y,Z:軸

Claims (21)

  1. 一種微機電多軸角速度感測器， 包括一基板和一微機電晶圓層平行相對設置，以及複數個固定錨將該微機電晶圓層連接以固定至該基板上，其特徵在於該微機電晶圓層包括: 一第一驅動及感測結構，其包括一第一驅動環、複數個第一驅動電梳對結構及複數個第一感測驗證質量塊，該些第一驅動電梳對結構和該些第一感測驗證質量塊分別連接該第一驅動環； 一第二驅動及感測結構，其包括一第二驅動環、複數個第二驅動電梳對結構及複數個第二感測驗證質量塊，該些第二驅動電梳對結構和該些第二感測驗證質量塊分別連接該第二驅動環； 一第三驅動環設置於該第一驅動環和該第二驅動環之間並連接該第一驅動環和該第二驅動環，其中，在一驅動模態時，該些第一驅動電梳對結構驅動該第一驅動環進行週期性旋轉運動，該些第二驅動電梳對結構驅動該第二驅動環進行週期性旋轉運動，並且該第一驅動環和該第二驅動環帶動該第三驅動環進行週期性旋轉運動；以及 二個擺動質量塊分別連接該第三驅動環並位於該第三驅動環外相對二側 。
  2. 如請求項1所述的微機電多軸角速度感測器，更包括一第一耦合結構設置於該第一驅動及感測結構、該第二驅動及感測結構和該二擺動質量塊的周邊，其中，每一該擺動質量塊連接該第三驅動環和該第一耦合結構，該第一耦合結構藉由該些固定錨連接以固定至該基板上。
  3. 如請求項2所述的微機電多軸角速度感測器，其中該第一耦合結構包括複數個連接彈簧和至少二軛型結構，該些連接彈簧連接每一該擺動質量塊和該二軛型結構，並且該二軛型結構藉由該些固定錨連接以固定至該基板上。
  4. 如請求項1或2所述的微機電多軸角速度感測器，更包括一第一感測彈簧結構和一第二感測彈簧結構，其中，該些第一感測驗證質量塊設置於該第一驅動環內並藉由該第一感測彈簧結構連接該第一驅動環，以及該些第二感測驗證質量塊設置於該第二驅動環內並藉由該第二感測彈簧結構連接該第二驅動環。
  5. 如請求項4所述的微機電多軸角速度感測器， 其中，該第二感測彈簧結構平行一第一軸且該些第二感測驗證質量塊對稱於該第一軸，以及該第一感測彈簧結構平行一第二軸且該些第一感測驗證質量塊對稱於該第二軸，該第一軸垂直於該第二軸。
  6. 如請求項5所述的微機電多軸角速度感測器，其中，該些第一驅動電梳對結構兩兩對稱於該第一軸和該第二軸，並且該些第二驅動電梳對結構兩兩對稱於該第一軸、該第二軸或該第一軸和該第二軸。
  7. 如請求項1或2所述的微機電多軸角速度感測器，其中，每一該擺動質量塊包括連接該第三驅動環的一第三驅動框、一第三感測驗證質量塊設置在該第三驅動框內以及一第三感測彈簧結構連接該第三感測驗證質量塊至該第三驅動框。
  8. 如請求項7所述的微機電多軸角速度感測器，更包括一第三驅動彈簧設置於該第三驅動環內，其中，該第三驅動彈簧連接該第三驅動環並藉由該些固定錨之一固定至該基板上。
  9. 如請求項1或2所述的微機電多軸角速度感測器，更包括一第一驅動感測電梳對結構以及一第二驅動感測電梳對結構，其中，該第一驅動感測電梳對結構連接至該第一驅動環，並且該第二驅動感測電梳對結構連接至該第二驅動環。
  10. 如請求項1、2或3所述的微機電多軸角速度感測器，其中，該第一驅動環、該第二驅動環和該第三驅動環的幾何中心成一直線關係，以及在該驅動模態時，該第一驅動環和該第二驅動環的週期性旋轉運動的方向異於該第三驅動環週期性旋轉運動的方向。
  11. 如請求項1、2或3所述的微機電多軸角速度感測器，其中，該基板包括複數個第一感測墊和複數個第二感測墊，該些第一感測墊分別對應該些第一感測驗證質量塊，該些第二感測墊分別對應該些第二感測驗證質量塊。
  12. 一種微機電多軸角速度感測器，包括: 一基板包括複數個第一感測墊和複數個第二感測墊，該基板平行一第一軸和一第二軸所定義的一平面； 一第一驅動及感測結構設置於該基板上，該第一驅動及感測結構包括一第一驅動環連接複數個第一驅動電梳對結構和二個第一感測驗證質量塊，其中，該些第一感測驗證質量塊分別對應該些第一感測墊以構成偵測一第三軸方向科氏力的一第一差分電容對，該些第一感測驗證質量塊對稱於該第二軸地設置，該第三軸方向垂直該第一軸和該第二軸； 一第二驅動及感測結構設置於該基板上，該第二驅動及感測結構包括一第二驅動環連接複數個第二驅動電梳對結構和二個第二感測驗證質量塊，其中，該些第二感測驗證質量塊分別對應該些第二感測墊以構成偵測該第三軸方向科氏力的一第二差分電容對，該些第二感測驗證質量塊對稱於該第一軸地設置； 一第三驅動環設置於該第一驅動環和該第二驅動環之間並連接該第一驅動環和該第二驅動環，其中，在一驅動模態時，該些第一驅動電梳對結構驅動該第一驅動環進行週期性旋轉運動，該些第二驅動電梳對結構驅動該第二驅動環進行週期性旋轉運動，並且該第一驅動環和該第二驅動環帶動該第三驅動環進行週期性旋轉運動，在一感測模態時，該第一驅動及感測結構作為該第一軸的感測結構，該第二驅動及感測結構作為該第二軸的感測結構； 二個擺動質量塊分別連接該第三驅動環並位於該第三驅動環外相對二側；以及 一第一耦合結構設置於該第一驅動及感測結構、該第二驅動及感測結構和該二擺動質量塊的周邊，其中，每一該擺動質量塊連接該第三驅動環和該第一耦合結構。
  13. 如請求項12所述的微機電多軸角速度感測器，其中，在該驅動模態時，該第一驅動環和該第二驅動環的週期性旋轉運動的方向異於該第三驅動環週期性旋轉運動的方向。
  14. 如請求項12或13所述的微機電多軸角速度感測器，更包括複數個第一驅動彈簧、複數個第二驅動彈簧、一第三驅動彈簧和複數個固定錨，其中，該第一驅動環藉由該些第一驅動彈簧連接該多個固定錨之一些至該基板上，該第二驅動環藉由該些第二驅動彈簧連接該多個固定錨之一些至該基板上，以及該第三驅動彈簧設置於該第三驅動環內，該第三驅動環藉由該第三驅動彈簧連接該些固定錨之一至該基板上。
  15. 如請求項12或13所述的微機電多軸角速度感測器，其中，每一該擺動質量塊包括連接該第三驅動環的一第三驅動框、一第三感測驗證質量塊設置在該第三驅動框內以及一第三感測彈簧結構連接該第三感測驗證質量塊至該第三驅動框，在一感測模態時，該些第三感測驗證質量塊作為一第三軸的感測結構，該第三軸分別垂直該第一軸和該第二軸。
  16. 如請求項15所述的微機電多軸角速度感測器，其中，該第一驅動及感測結構更包括一第一感測彈簧結構連接該第一驅動環和該些第一感測驗證質量塊，其中，該第一感測彈簧結構和該些第一感測驗證質量塊設置於該第一驅動環內，且該些第一感測驗證質量塊對稱於該第二軸。
  17. 如請求項15所述的微機電多軸角速度感測器，其中，該第二驅動及感測結構更包括一第二感測彈簧結構連接該第二驅動環和該些第二感測驗證質量塊，其中，該第二感測彈簧結構和該些第二感測驗證質量塊設置於該第二驅動環內，且該些第二感測驗證質量塊對稱於該第一軸。
  18. 如請求項12所述的微機電多軸角速度感測器，其中，該些第一驅動電梳對結構兩兩對稱於該第一軸和該第二軸，並且該些第二驅動電梳對結構兩兩對稱於該第一軸、該第二軸或該第一軸和該第二軸。
  19. 如請求項15所述的微機電多軸角速度感測器，更包括複數個第一驅動感測電梳對結構以及複數個第二驅動感測電梳對結構，其中，該些第一驅動感測電梳對結構連接至該第一驅動環，並且該些第二驅動感測電梳對結構連接至該第二驅動環。
  20. 如請求項19所述的微機電多軸角速度感測器，更包括複數個框結構，其中每一該框結構內設置至少一該些第一驅動感測電梳對結構或一該些第二驅動感測電梳對結構，並且該些框結構連接該第一驅動環與該些第一驅動電梳對結構、以及該第二驅動環與該些第二驅動電梳對結構。
  21. 如請求項20所述的微機電多軸角速度感測器，其中該些框結構兩兩對稱於該第一軸或該第二軸。
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