CN107003131B - 用于微机电陀螺仪的正交补偿方法和陀螺仪传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于检测绕灵敏度轴线(104)的旋转运动、并且包括用于正交补偿的器件的陀螺仪传感器(102)。陀螺仪传感器包括总惯性质量块(105)，总惯性质量块包括被物理附接到彼此的第一惯性质量块(106)和第二惯性质量块(108)，并且被布置成使得当陀螺仪传感器经受绕灵敏度轴线的旋转时，由科里奥利力引起第一惯性质量块绕检测轴线的旋转。陀螺仪进一步包括具有可移位的驱动框架的第一驱动结构，可移位的驱动框架可以使相应的第一惯性质量块或第二惯性质量块绕检测轴线旋转，以便补偿源自陀螺仪传感器的驱动模式和感测模式之间的错误联接导致的正交误差。

Description

用于微机电陀螺仪的正交补偿方法和陀螺仪传感器

技术领域

本发明涉及一种陀螺仪传感器和用于陀螺仪传感器的正交补偿的方法。

背景技术

随着用于以受控方式制造微米结构的复杂方法的发展,基于微机电***(MEMS)技术的装置已经变得更具吸引力。已获得大量应用的一种重要类型的装置是基于MEMS的陀螺仪。这样的装置例如在装置的导航、定位和追踪中具有重要作用，而对于其上可以安装MEMS陀螺仪的设备的机械稳定性的监测和控制也具有重要作用。

在制造MEMS陀螺仪中的大的挑战是获得用于优选在大规模生产线中制作足够良好平衡的陀螺仪装置的制造方法。这样的陀螺仪装置通常包括相互连接的惯性质量块，所述多个惯性质量块可以被激励以在操作期间绕激励轴线旋转或振动。旋转运动的检测通过检测受科里奥利力影响的惯性质量块绕检测轴线的偏转来执行。然而，制造缺陷可能在陀螺仪中引入非对称，这可能影响导航方式中的操作。例如，陀螺仪的激励运动与陀螺仪的检测模式之间的联接扭曲检测模式并且可能在输出信号中造成相对高的误差。

US6467349公开一种MENS陀螺仪，其对于若干应用，例如在汽车工业中具有相对好的性能。然而，会期待减少例如这样的陀螺仪的激励模式和检测模式之间的联接的影响以便进一步提高性能。

因而，存在对改进的陀螺仪传感器的需要，该陀螺仪传感器具有用于错误联接到陀螺仪传感器的检测模式的改进的补偿。

发明内容

鉴于以上，本发明的总体目的在于：提供一种具有改进的正交补偿的陀螺仪传感器。

根据第一方面，因此提供一种用于检测绕灵敏度轴线的旋转运动的陀螺仪传感器，所述陀螺仪传感器包括：

总惯性质量块，所述总惯性质量块包括被物理地附接到彼此的第一惯性质量块和第二惯性质量块，所述第一和第二质量块中的每一个被布置成与相应的第一电极和相应的第二电极空间地间隔开并且面对所述相应的第一电极和所述相应的第二电极，其中所述第一惯性质量块(或总惯性质量块)绕所述陀螺仪传感器的检测轴线的旋转导致所述总惯性质量块与所述第一电极和所述第二电极中的一个电极之间的电容的正改变、以及所述总惯性质量块与所述第一电极和所述第二电极中的另一个电极之间的电容的负改变，其中所述检测轴线垂直于所述灵敏度轴线，并且当所述陀螺仪传感器经受绕所述灵敏度轴线的旋转时由科里奥利力引起所述旋转；

第一驱动结构，所述第一驱动结构包括：

第一和第二修正电极，所述第一和第二修正电极被并排布置并且以间隙分离，并且被布置在所述第一惯性质量块的同一侧上作为第一电极并且面对同一方向；和

第一驱动框架，所述第一驱动框架相对于所述第一和第二修正电极两者以及所述第一惯性质量块可移位，并且经由第一联接构件被物理地附接到第一惯性质量块，所述驱动框架包括：

第一伸长修正构件，所述第一伸长修正构件被布置成与所述第一和第二修正电极空间和电分离，被布置成使得具有间隙的所述第一伸长修正构件与所述第一和第二修正电极中的每一个之间的重叠是可变的，

其中作为所述第一伸长修正构件与所述第一和第二修正电极之间的重叠的改变程度的结果，所述第一伸长修正构件与所述第一和第二修正电极之间的静电力是可修改的，由此重叠的改变程度使驱动框架绕检测轴线旋转。

根据本发明，陀螺仪的惯性质量块是通过激励在运动中设定的质量块，由此激励使惯性质量块以旋转方式旋转或振荡。当惯性质量块经受绕灵敏度轴线的远离水平定向的旋转时，惯性质量块由于科里奥利力而绕检测轴线旋转，其中所述灵敏度轴线垂直于激励轴线(因而在运动中绕其设定惯性质量块的轴线)。检测轴线、灵敏度轴线和激励轴线彼此垂直。更详细地，可以认为，第一和第二惯性质量块中的每一个具有根据上诉的关联的第一驱动结构。

第一和第二惯性质量块中的每一个与相应的对应第一和第二电极关联。每个质量块的第一和第二电极被布置成使得相应的惯性质量块面对电极。惯性质量块被从电极间隔开，因为它们可不彼此物理接触。第一和第二电极是固定的(因而静态的)，使得第一电极与惯性质量块之间的电容和第二电极与惯性质量块之间的电容由于惯性质量块的运动而被修改。从而，第一和第二电极被布置成使得相应的惯性质量块绕检测轴线的旋转导致第一电极或第二电极中的一个电极与第一惯性质量块之间的第一信号(例如，负的)的电容改变；以及第一和第二电极中的另一个电极与第一惯性质量块之间的相反信号(例如，正的，如果第一信号是负的)的电容改变。

优选地，所述两个惯性质量块被激励使得它们在绕激励轴线的旋转运动中彼此反相振荡。因而，当第一惯性质量块在逆时针方向上振荡时，第二惯性质量块在顺时针方向上振荡。

驱动结构包括静态部分和可移位部分。静态部分包括第一和第二修正电极。所述可移位部分是可移位的驱动框架。静态部分因而是静止的，从某种意义上说，它们被固定在基底上使得可移位的驱动框架可以相对于第一和第二修正电极以及又一电极组移动。此外，由于驱动框架相对于驱动结构的静态部分可移位，并且第一伸长修正构件，所述第一伸长修正构件被布置成与所述第一和第二修正电极空间和电分离，所以具有间隙的所述第一伸长修正构件与所述第一和第二修正电极中的每一个之间的重叠是可变的。第一伸长修正构件与第一和第二修正电极之间的空间分离可以是空气分离(或者另一其它介质或真空)。此外，第一驱动结构的第一和第二修正电极是静态的，即被固定在基底上并且被布置在每个惯性质量块的同一侧上作为第一电极的结构，将被理解为，第一和第二修正电极被布置在(当它们在静止位置中时)被惯性质量块(一个或多个)横跨的平面的同一侧上作为第一电极。此外，被布置成面对同一方向将被理解为被放置成前面(前表面)在某一方向上，所述某一方向对于第一修正电极、第二修正电极和第一电极是相同的。在具体情形中，当平表面电极被使用使，前面(前表面)将被理解为电极的具有与其上布置电极的基底表面的法向矢量大体上平行的法向矢量的表面。

本发明基于这样的现实，即，与惯性质量块分离的、用于引起惯性质量块的激励运动的驱动结构也可以参与在陀螺仪传感器的感测模式中。因而，可移位的驱动框架绕检测轴线的旋转也可以引起第一惯性质量块的运动。因此，驱动框架绕检测轴线的旋转可以引起被连接到驱动框架的第一惯性质量块绕检测轴线的旋转。驱动框架也可以被用于引起第一惯性质量块的激励运动。换言之，驱动框架可以参与在陀螺仪的感测模式和驱动模式两者中。在现实中，驱动模式中的影响感测模式(因而影响绕检测轴线的旋转)的不想要的偏差可以通过生成作用在感测模式上的扭矩来补偿。因此，可能引起惯性质量块绕检测轴线不期待地旋转的不想要的偏差可以通过反向旋转惯性质量块回到期望定向来补偿。不想要的偏差引起来自陀螺仪的输出信号的正交误差。所述误差可以通过本发明补偿。由正交误差引起的信号一般与陀螺仪的激励信号同相。由科里奥利力和由激励导致的绕检测轴线的旋转引起的输出信号与激励相差90度。

此外，通过具有相对于惯性质量块可移位的驱动框架，即有它们作为分离的机械单元/结构但通过联接构件彼此物理地连接，能实现若干有利特征。驱动框架上的驱动结构意味着生成大的水平力(关于基底平面或包括灵敏度轴线和检测轴线的平面水平)，这给陀螺仪的驱动模式大的幅值。然而，它们也倾向于生成小的竖直力(关于基底平面竖直或沿着激励轴线)，这会干扰感测模式如果它们被直接放置在惯性质量块上。作为替代，驱动框架能被构造成在竖直方向上相对坚硬，这可以减小正交误差的所述势源。

此外，在相对于惯性质量块作为分离的机械单元的驱动框架上具有正交补偿电极(修正电极和对应伸长修改构件)的优点在减小电极软化效应。电极软化效应通过降低感测频率而对感测模式具有负面影响。

根据实施例，驱动结构可以进一步包括又一电极组并且驱动框架可以包括被布置成与所述又一电极组相邻的一组驱动电极，其中当电压被施加到所述又一电极组时，所述驱动框架被设定在运动中，由此使所述第一伸长修正构件相对于第一和第二修正电极并且也相对于第一惯性质量块移动，

驱动电极中的每一个和所述又一电极组的电极中的每一个可以是梳形的，其中每个驱动电极和相应的又一电极是相互交叉的。以这样的方式，驱动电极和又一电极之间电容性联接的方式被改进。例如，对于梳形电极的每个齿(驱动电极或又一电极)，形成两个电容器，在每个齿的每一侧上一个电容器。由此，相应的电极对之间的可能的力被增大。

根据本发明的实施例，第一惯性质量块可以被物理地连接到驱动框架，使得驱动框架的运动使第一惯性质量块绕与检测轴线垂直的激励轴线旋转。由此，绕激励轴线的旋转的控制被改进。此外，这通过驱动框架改进了第一惯性质量块绕检测轴线的旋转的控制，因为激励运动(因而惯性质量块绕激励轴线的旋转)由包括第一伸长修正构件的相同结构引起，所述第一伸长修正构件参与第一惯性质量块绕检测轴线的补偿旋转。

有利地，驱动框架在第一惯性质量块的端部处经由第一联接构件被物理地连接到第一惯性质量块，其中所述端部面对驱动框架，并且其中在从第一惯性质量块相对于驱动框架的远侧处，所述第一联接构件被物理地连接到所述可移位的驱动框架。以此方式，第一联接构件被制成相对长。由此，为了对与驱动框架连接的第一惯性质量块引起足够的激励运动，与如果联接构件较短相比，需要驱动结构的较大移位。因此，第一伸长修正构件的移位也较大。由此，第一修正构件与第一和第二修正电极之间的重叠度也增大。这能实现第一伸长修正构件与第一和第二修正电极之间的静电力的增大的变化。因此，由驱动框架的旋转引起的第一惯性质量块绕检测轴线的旋转可以被改进并且由此也改进正交补偿效率。

根据本发明的实施例，第一伸长修正构件可以被布置成第一伸长修正构件的伸长方向与检测轴线大体上平行。这进一步改进正交补偿的效率，因为第一修正构件与第一和第二修正电极之间的重叠被进一步优化。为了引起惯性质量块的激励(因而绕激励轴线的旋转)的驱动框架的运动可以大体上垂直于检测轴线，这意味着，为了实现第一伸长修正构件与第一和第二修正电极之间的重叠和间隙，第一伸长修正构件应被布置成伸长方向大体上与检测轴线平行。

根据本发明的实施例，第一伸长修正构件可以被布置在驱动框架的与驱动框架最靠近检测轴线的端部相反的端部处。因而，第一伸长修正构件被布置成离检测轴线相对远。由此，由第一伸长修正构件与第一和第二修正电极之间的静电力引起的从第一伸长修正构件作用在第一惯性质量块上的扭矩相对大，因而进一步改进正交补偿。

在本发明的又另一实施例中，驱动结构可以进一步包括驱动感测电极，并且驱动框架可以包括被布置成与驱动感测电极相邻的相应的驱动感测构件，其中驱动框架的运动导致驱动感测电极与驱动感测构件之间的电容的改变，由此感测驱动框架的运动。因为整个驱动框架被激励，所以驱动运动的感测在原理上可以在与用于驱动激励相同的电极上进行。然而，这有利益于将感测电极与驱动电极物理分离，以此方式，测量电子可以被简化。

在本发明的进一步实施例中，驱动框架可以包括至少两个伸长修正构件，并且驱动结构可以包括至少相应的第二修正电极对。由此来自所述两个伸长修正构件而不是单个伸长修正构件的总扭矩被增大，因而进一步改进正交补偿。

在本发明的实施例中，驱动框架可以被多个弹簧悬挂。由此，驱动框架的移动可以被改进。

根据本发明的实施例，传感器可以是平面传感器。换言之，当传感器静止时，传感器的部分，例如惯性质量块和驱动框架的至少部分可以被布置在同一中心平面中。惯性质量块和驱动框架可以被布置在传感器的层中。

根据本发明的实施例，陀螺仪传感器的第一和第二惯性质量块中的每一个可以与相应的第一和第二驱动结构相关联。两个惯性质量块的驱动结构可以有利地被同步且同相操作，使得两个惯性质量块被激励使得它们在绕激励轴线的旋转运动中彼此反相振荡。惯性质量块中的每一个具有相关联的第一和第二驱动结构，使得关于两个惯性质量块，由此关于整个陀螺仪传感器，正交误差可以被有效地补偿。

此外，每个驱动结构可以被有利地布置在第一和第二惯性质量块的一侧的外部。驱动结构是外部的，其方式为它们被布置成关于惯性质量块作为分离的机械单元。每个驱动结构具有驱动框架，所述驱动框架通过联接构件被连接到相应的质量块，联接构件优选是自支撑的。此外，被布置到侧面的表述应被理解为每个驱动结构，更具体地，每个驱动框架与相应的惯性质量块侧向分离。

根据本发明的第二方面，提供一种用于陀螺仪传感器的正交补偿的方法，

所述陀螺仪传感器包括：

总惯性质量块，所述总惯性质量块包括被物理地附接到彼此的第一惯性质量块和第二惯性质量块，所述第一和第二质量块中的每一个被布置成与相应的第一电极和相应的第二电极空间地间隔开并且面对所述相应的第一电极和所述相应的第二电极，其中所述第一惯性质量块绕所述陀螺仪传感器的检测轴线的旋转导致所述总惯性质量块与所述第一电极和所述第二电极中的一个电极之间的电容的正改变、以及所述总惯性质量块与所述第一电极和所述第二电极中的另一个电极之间的电容的负改变，其中所述检测轴线垂直于所述灵敏度轴线，并且当所述陀螺仪传感器经受绕所述灵敏度轴线的旋转时由科里奥利力引起所述旋转；

第一驱动结构，所述第一驱动结构包括：

第一和第二修正电极，所述第一和第二修正电极被并排布置并且以间隙分离，并且被布置在所述第一惯性质量块的同一侧上作为第一电极并且面对同一方向；和

第一驱动框架，所述第一驱动框架相对于所述第一惯性质量块可移位，并且经由第一联接构件被物理地附接到第一惯性质量块，所述驱动框架包括：

第一伸长修正构件，所述第一伸长修正构件被布置成与所述第一和第二修正电极空间和电分离，被布置成使得具有间隙的所述第一伸长修正构件与所述第一和第二修正电极中的每一个之间的重叠是可变的，

其中所述方法包括以下步骤：

使所述驱动框架在侧向方向上移动，由此使所述第一惯性质量块在绕与所述检测轴线和所述灵敏度轴线垂直的激励轴线的旋转运动中振荡；

通过检测与所述第一惯性质量块绕检测轴线的运动对应的所述总惯性质量块与所述第一和第二电极中的一个之间的电容改变来检测正交偏移，电容变化与第一惯性质量块绕所述激励轴线的旋转运动同相；

施加跨第一和第二修正电极的电压，由此使第一修正构件受到静电力，由此使驱动结构绕检测轴线旋转并且由此也使第一惯性质量块绕检测轴线旋转。

期望最小化的正交信号与激励同相，因而与第一惯性质量块绕激励轴线的旋转运动同相。因此，通过检测惯性质量块与第一和第二电极中的一个电极之间的电容的改变，与改变激励同相，正交误差分布可以被测量并且因而通过施加适当电压到第一和第二修正电极由此使驱动结构旋转而被补偿。

所述侧向方向优选在与检测轴线和灵敏度轴线的平面大体上平行的平面中。

在本发明的实施例中，陀螺仪传感器的第一和第二惯性质量块中的每一个可以与相应的第一和第二驱动结构相关联，其中在每个驱动结构上执行所述方法步骤。

根据本发明的又另一实施例，所述方法可以进一步包括：施加跨所述第一惯性质量块的所述第一或第二驱动结构的所述第一和第二修正电极的第一电压，由此使第一惯性质量块的所述第一或第二驱动框架绕所述检测轴线旋转并且由此也使第一惯性质量块在绕所述检测轴线的第一旋转运动方向上绕所述灵敏度轴线旋转，

施加跨所述第二惯性质量块的所述第一或第二驱动结构的所述第一和第二修正电极的第二电压，由此使第二惯性质量块的所述第一或第二驱动框架绕所述检测轴线旋转并且由此也使第二惯性质量块在绕所述检测轴线的第二旋转运动方向上绕所述灵敏度轴线旋转，

其中所述第一旋转方向与所述第二旋转方向相反。

本发明的所述第二方面的进一步的效果和特征与关于本发明的第一方面描述的那些和相似。

当研习所附权利要求和以下说明时，本发明的进一步的特征和优点将是显而易见的。本领域的普通技术人员意识到，本发明的不同特征可以被组合以创建以下描述的那些实施例以外的实施例，而不背离本发明的范围。

附图说明

现在将结合附图更详细地描述本发明的这些和其它方面，附图示出本发明的当前优选实施例，其中：

图1a和图1b图示陀螺仪传感器的分解视图(图1a)和同一陀螺仪传感器的透视图(图1b)；

图2示出驱动模式中的本发明的示例性实施例；并且

图3示出感测模式中的本发明的示例性实施例；

图4a-图4c图示陀螺仪传感器的分解视图(图4a)以及相同陀螺仪传感器的驱动结构的特写视图(图4b)和驱动框架的特写视图(图4c)；

图5图示图4a-图4b中所示的驱动结构的一部分的横截面；

图6是根据本发明的实施例的方法步骤的流程图；

图7图示相互连接的陀螺仪传感器；

图8示出在驱动模式中相互连接的陀螺仪传感器；并且

图9示出在感测模式中相互连接的陀螺仪传感器。

具体实施方式

图1a图示陀螺仪传感器102的分解视图并且图1b图示图1a中所示的陀螺仪传感器102的透视图，其目的是描述陀螺仪传感器102的操作的基本原理和结构特征。进一步存在被电连接到陀螺仪传感器102的电子装置140。

陀螺仪传感器102包括第一惯性质量块106和第二惯性质量块108、第一电极110和第二电极112以及总驱动框架114、116，每个所述总驱动框架114、116包括第一驱动框架114’、116’和第二驱动框架114”、116”。在图1a-1b中也指示的用于陀螺仪传感器102的灵敏度轴线104、激励轴线118、119和检测轴线127。坐标轴线图示不同轴线104、118、119、127的定向。第一惯性质量块106和第二惯性质量块108经由连接构件109被物理地附接到彼此。连接构件109可以是将第一惯性质量块106和第二惯性质量块108相互连接的横梁、杆或弹簧(该列单是非排他性的)的形式。每个惯性质量块106、108被布置成与第一电极110以及第二电极112空间地间隔开、并且面对第一电极110以及第二电极112。电极110、112被布置在支撑基底113上，并且电极110、112也被布置成与惯性质量块106、108分离。例如，在惯性质量块106、108的静止位置，电极110、112被布置在与惯性质量块106、108的平面平行的平面中。此外，电极110、112的背离支撑基底113的相对大的表面区域被理解为电极110、112的前面(或前面表面)。

惯性质量块106、108经由例如弹簧128、129被分别悬挂在锚点123、124处，使得第一和第二惯性质量块106、108可以绕相应的激励轴线118、119在旋转运动中振荡。第一和第二惯性质量块106、108被进一步连接到相应的总驱动框架114、116。总驱动框架114、116与相应的惯性质量块106、108空间分离，因而使驱动框架114、116可相对于惯性质量块106、108移位。例如，第一惯性质量块106经由联接构件125被物理地连接到总驱动框架114，并且其二惯性质量块108经由联接构件126(例如，连接杆、梁或弹簧，该列单是非排他性的)被物理地连接到总驱动框架116。此外，联接构件125、126可以例如是具有到相应的总驱动框架114、116的弹簧型连接件131、132的梁。或者，联接构件125、126可以例如是具有到相应的总驱动框架114、116的弹簧型连接件131、132的杆。其中弹簧型连接件指示弹性连接件。

在总驱动框架114、116被致动以在由箭头302指示的侧向方向上例如在大体上与灵敏度轴线104平行的方向上移动时，总驱动框架114、116与联接构件125、126一起使得相应的惯性质量块106、108绕相应的激励轴线118、119旋转。

如果陀螺仪传感器102经受绕灵敏度轴线104的旋转，则惯性质量块106、108(如果它们被激励以绕激励轴线119、118振荡)将由于科里奥利力和由于激励也绕检测轴线127以旋转方式振荡。绕检测轴线的旋转振荡也称为感测模式并且被图示在图3中。

在感测模式中(图示在图3中)，第一惯性质量块106和第二惯性质量块108绕检测轴线127振荡。图3图示振荡的一个位置。该振荡使得相应的惯性质量块106、108和每个电极110、112之间的距离随着振荡周期性改变。由此，惯性质量块106、108和电极110、112之间的电容也周期性改变。惯性质量块(见图2)的激励以激励频率执行。因而，第一惯性质量块106和第二惯性质量块108以激励频率绕相应的激励轴线118、119振荡。由此，如图3中所示的惯性质量块106、108绕检测轴线127的振荡旋转运动将与惯性质量块106、108绕激励轴线118、119的振荡同步。因而，惯性质量块106、108与电极110、112之间的电容改变因此也与激励频率同步。

此外，图1a示意性示出电子装置140的一个示例，所述电子装置140被连接到陀螺仪传感器102用于检测指示绕灵敏度轴线104的旋转的电容改变。如前所述，与第一惯性质量块106和第二惯性质量块108间隔开，一组电极110、112被设置用于陀螺仪传感器102。电子装置140包括输入端子146-148。第一输入端子146被电连接到第一电极110并且第二输入端子147被电连接到第二电极112。第三输入端子148被电连接到第一惯性质量块106和第二惯性质量块108(第一惯性质量块106和第二惯性质量块108经由连接构件109被连接到彼此)。根据一个示例实施例，惯性质量块106、108和连接构件109以一件制成。电子装置140被构造成检测总惯性质量块105(总惯性质量块105由第一惯性质量块106和第二惯性质量块108组成)与第一电极110之间的电容，并且检测总惯性质量块与第二电极112之间的电容，或者至少检测指示相应电容的电压或者电容的改变。此外，输出信号可以是第一电极110与惯性质量块105之间的电容和第二电极112与惯性质量块105之间的电容之间的差分电容差。

图2图示驱动模式中传感器的惯性质量块106、108的运动，并且图3图示传感器的感测模式。

在驱动模式中，如图2中所示，陀螺仪传感器102的总驱动框架114、116中的每一个通过总驱动框架114、116在由箭头302指示的侧向方向上的运动正在绕相应的激励轴线118、119激励相应的惯性质量块106、108。因此，驱动框架114、116被在与箭头302相反的方向上移动。每个惯性质量块106、108通过联接构件125、126被物理地连接到相应的总驱动框架114、116，使得激励器件的运动使相应的惯性质量块106、108在绕激励轴线118、119的旋转运动中振荡。

总驱动框架114、116被布置成激励惯性质量块106、108，使得惯性质量块绕如图2中所示的相应激励轴线118、119相对于彼此反相同步(即在相反方向上)旋转。

当陀螺仪传感器在驱动模式中时，因而当惯性质量块正被如参考图2所述地激励时，并且如果陀螺仪传感器然后经受绕合成灵敏度轴线104的旋转，则科里奥利力以如图3中所示的方式引起惯性质量块106、108绕相应的惯性质量块106、108的检测轴线127的旋转运动。此外，如参考图2所描述的，惯性质量块106、108绕相应的激励轴线118、119的激励使得惯性质量块106、108反相同步振荡。换言之，当惯性质量块106在第一(例如，顺时针)方向135上旋转时，第二惯性质量块108在相反方向136上旋转，这里在逆时针方向上旋转。该反相振荡导致在如参考图3所描述的感测模式中的类似的反相运动。因而，在惯性质量块106在顺时针方向上旋转时，惯性质量块108绕检测轴线127在逆时针方向上旋转。

如果图2中所示的驱动模式(即激励)与图3中所示的感测模式联接，则可能出现正交偏移(即偏差)。这意味着，即使不存在输入，因而不存在绕陀螺仪传感器102的灵敏度轴线的旋转，惯性质量块106、108仍绕检测轴线127旋转。所述联接可能是由于制造缺陷导致的，所述制造缺陷可能造成陀螺仪传感器102的不对称。例如，不对称的可能进程在惯性质量块(106、108)、联接构件125、126、弹簧型连接件131、132、连接构件109或弹簧128、129中。特别地，弹簧(例如，弹簧131、132、128、129)中的和弹簧到锚点123、124的附接中的不对称可能给出相对大的正交偏移(例如，大约10000°/s)。利用本发明，正交偏移可以被补偿或者至少部分地被补偿。现在将更详细地对此进行描述。

图4a图示具有外部驱动结构402a-d的陀螺仪传感器102，外部驱动结构中的一个驱动结构402a被示出在特写视图的图4b中，并且驱动框架114’被示出在图4c中。该陀螺仪传感器102总体上具有与关于图1a-1b至图3所描述的相同的布置。此外，尽管仅特写地示出驱动结构和驱动框架中的一个，但是其它驱动结构和驱动框架具有与具有驱动框架114’的驱动结构402a相似的结构特征。因此，驱动结构402a和驱动框架114’的以下描述也应用于具有相应的驱动框架114”、116’、116”的驱动结构402b-d。为了读图的方便，参考标记仅被包括在一个驱动结构中。

每个驱动结构402a-d包括第一修正电极404和第二修正电极406，第一和第二修正电极被并排布置在支撑基底113上并且以间隙408分离。修正电极404、406被布置在第一惯性质量块106的同一侧上作为第一电极110并且在相同方向上面向。如所提及的，在相同方向上面向被理解为被布置/放置成前面(前表面)在相同方向上。并且其中前面或前表面被理解为背离支撑基底113的电极110、112和修正电极404、406的相对大的表面区域(即，相对于接合支撑基底的电极板的表面的相反表面)。也示出被布置在基底113上的又一电极组410、411、412、413。此外，示出可移位的总驱动框架114、116，它们经由包括弹簧连接件131、132的联接构件125、126被物理附接到相应的惯性质量块106、108。总驱动框架114包括相互连接的第一驱动框架114’和第二驱动框架114”。总驱动框架116包括相互连接的第一驱动框架116’和第二驱动框架116”。每个驱动框架114’、114”、116’、116”包括第一伸长修正构件415和一组驱动电极417、419。驱动框架114’、114”、116’、116”经由弹簧440、441形式的弹簧连接件被进一步连接到锚点438(仅在图4b和图4c中示出)。由此，驱动框架被悬挂在基底113上方。第一伸长修正构件415被布置成与第一修正电极404和第二修正电极406空间分离和电分离。此外，第一伸长修正构件415被布置成使得具有间隙408的第一伸长修正构件415与第一修正电极404和第二修正电极406中的每一个之间的重叠是可变的，如在与图4b相结合的图5被更清晰看到的。

如在图4b和图4c中更详细示出的，驱动框架114’的一组驱动电极417、419被布置成与所述又一电极组410-413相邻。当电压被例如经由图4b中所示的连接点422、423施加到所述又一电极组410-413时，驱动框架114’(由此总驱动框架114也)被设定在运动中。该运动是由通过施加具有变化的极性的电压引起所述一组电极417、419与所述又一电极组410-413之间的吸引力导致的。又一电极组410-413具有相互连接件(未示出)使得所述组的相邻电极具有在相位中转变180度的相反极性。例如，电极410和412可以是第一极性(即，正和负中的一个)而电极411和413具有与第一极性相反的第二极性(即正和负中的另一个)。在该情形中，所述一组电极417、419和所述又一电极组410-413被示出成包括“手指”或梳436(仅一个被表附图标记)的梳形电极。因而，所述一组电极417、419和所述又一电极组410-413相互交叉，这有效地增大所述一组电极417、419和所述又一电极组410-413之间的电容，由此增大所述一组电极417、419和所述又一电极组410-413之间的力。这仅仅是一个示例，其它构造是可能的。在陀螺仪传感器102的操作期间，驱动框架114’(和其它驱动框架116’、116”、114”)每个受到DC电压或例如1-10V。因而，当跨所述又一电极组410-413施加电压信号(例如，造成反极性的正弦信号)时，由于驱动框架114’(由此，所述一组电极417、419)和所述又一电极组410-413之间的电压差导致在所述又一电极组410-413和所述一种电极417、419的电极之间生成可变的静电力。因为电压差具有正弦变化(在此情形中，其它变化是可能的)，所以静电力将具有正弦变化。该静电力引起可移动的驱动框架114’在方向510上的运动。

此外，除了被施加到驱动框架114’的DC电压之外，还存在被施加到驱动框架114’的几伏(例如1V)大小的相对高频率的信号(例如，250kHz-50MHz)。该信号可以被用于使用驱动感测电极420和相应的驱动感测构件421来感测驱动运动。

DC电压和高频率信号可以被使用电子装置140施加到驱动框架114’(和其它驱动框架116’、116”、114”)或者总惯性质量块105。

当驱动框架114’被设定在运动中(例如，用于第一惯性质量块106的激励)时，第一伸长修改构件415相对于第一修正电极404和第二修正电极406移动。第一惯性质量块106也作为驱动框架114’的运动的结果而移动(惯性质量块108作为驱动框架116’、116”的运动而移动)。惯性质量块106、108的运动是参照图2描述的激励运动(即驱动模式)。因而，驱动框架114’被设定在由箭头510指示的侧向方向上的运动中以便引起惯性质量块106的激励。注意的是，也陀螺仪传感器的质量块的激励参考图2描述，其中总驱动框架114在箭头302的方向上移动，其为与由箭头510指示的运动相同的运动。通过电压生成装置445跨第一修正电极404和第二修正电极406施加电压，以便在第一伸长修正构件415与第一修正电极404和第二修正电极406之间建立静电力。如先前所述，DC电压被施加到驱动框架114’。因而在驱动框架114’与第一修正电极404和第二修正电极406中的至少一个修正电极之间存储电压电势差，这使得能够建立静电力。被施加到第一修正电极404和第二修正电极406的电压可以例如在1-5V的范围。如在示出图4b和图5中指示的横截面A-A’的图5中所图示的，第一伸长修正构件415相对于第一修正电极404和第二修正电极406的运动(由箭头510指示，应注意的是，该运动随后在其它方向)引起第一伸长修正构件415与第一修正电极404和第二修正电极406之间的重叠502、504的改变程度。第一伸长修正构件415与第一修正电极404和第二修正电极406的静电力依赖于重叠502、504。这意味着，第一伸长修正构件415与第一修正电极404和第二修正电极406之间的静电力随着驱动框架在方向510上移动和重叠502、504变化而变化。因而，第一伸长修正构件415以改变的方式被从第一修正电极404和第二修正电极406吸引，由此改变第一伸长修正构件415与第一修正电极404和第二修正电极406之间的距离512’和512。因为距离512’、512被静电力改变，驱动框架114’绕检测轴线127旋转。此外，因为驱动框架114’被物理附接到第一惯性质量块106，所以作为驱动框架114’的旋转的结果，第一惯性质量块106也绕检测轴线127旋转。自然地，驱动框架116’被物理附接到第二惯性质量块108，由此作为驱动框架116’的旋转的结果，第二惯性质量块108也绕检测轴线127旋转。因此，当用于激励的驱动框架114’的运动(如图2中所示)在其它方向上(因而与箭头510的指向相反)时，重叠502和504再次被改变并且第一伸长修正构件415与第一修正电极404和第二修正电极406之间的静电力被不同地修改(例如，相反)，由此引起驱动框架114’(或116’)绕检测轴线127在与当驱动框架114’(或116’)在其它方向上时相反的方向上的旋转。

注意的是，因为距离512’、512、514’、514随着重叠502、504、506、508的变化程度而改变，所以驱动框架的总体运动将是由于通过重叠502、504、506、508的变化程度和由此的变化的静电力引起的改变距离512’、521、514’、514导致的用于激励的侧向运动302、510和绕检测轴线127的旋转运动的组合。这同样适用于具有对应惯性质量块108的驱动框架116’、116”。

在陀螺仪传感器的操作期间，跨第一修正电极404和第二修正电极406的电压可以是固定的。因而，在建立固定电压的操作之前进行校准以便使正交误差最小化。

此外，每个驱动框架114’、114”、116’、116”进一步包括第二伸长修正构件432，第二伸长修正构件432具有也被间隙433分离的对应第二修正电极430、431。具有修正电极430、431的这个第二伸长修正构件432的功能与第一伸长修正构件415的功能类似。第二伸长修正构件432和对应修正电极430、431也被示出在图5中。为了获得第二伸长修正构件432与修正电极403、431之间的静电力，通过电压生成装置446跨第一修正电极430和第二修正电极431施加电压。如在图5中所示，第二伸长修正构件432相对于第一修正电极430和第二修正电极431的运动(由箭头510指示，注意的是，该运动随后在其它方向上)引起第二伸长修正构件432与第二伸长修正构件432的第一修正电极431和第二修正电极430之间的重叠506、508的改变程度。重叠506、508的改变程度引起静电力变化并且由此通过吸引改变第一伸长修正构件415与第一修正电极404和第二修正电极406之间的距离512’和512。因为距离512’、512被静电力改变，驱动框架114’绕检测轴线127旋转。相应地，在陀螺仪传感器的操作期间，跨第一修正电极404、430和相应的第二修正电极406、431的电压可以是固定的。

此外，驱动框架114’经由联接构件125和弹簧131在质量块的面对驱动框架114’的端部450处被物理地连接到第一惯性质量块106。此外，在第一惯性质量块106相对于驱动框架114’的远侧454处，第一联接构件125被物理地连接到可移位的驱动框架。此外，第一伸长修正构件415被布置成第一伸长修正构件415的伸长方向452与检测轴线127大体上平行。注意的是，其中“大体上平行”意味着在伸长方向452与检测轴线127之间小于2°的偏差是可接受的。另外，如在图4b中所示，第一伸长修正构件415被布置在驱动框架114’的与驱动框架114’最靠近检测轴线127的端部相反的端部处。

参考图4b，驱动结构进一步包括驱动感测电极420，并且驱动框架114’包括被布置成与驱动感测电极420相邻的相应的驱动感测构件421。驱动感测电极420和驱动感测构件421被布置成使得驱动框架114’的运动导致驱动感测电极420与驱动感测构件421之间的电容的改变。该方式能够感测驱动框架114’的运动。驱动感测电极420和驱动感测构件421可以是包括与所述一组电极417、419和所述又一电极组410-413类似的“手指”或梳的梳形电极。

如图4a-4b中所示，陀螺仪传感器102可以包括具有对应的驱动框架114’、114”、116’、116”的驱动结构402a-d。因而，对于第一和第二惯性质量块104、106中的每一个，具有相应的第一驱动结构(分别为402a和402c)和第二驱动结构(分别为402b和402d)。驱动框架114’、114”可以相互连接以形成总驱动框架114，并且驱动框架116’、116”可以相互连接以形成总驱动框架116。尽管仅114’被详细描述，但是对于驱动框架114”、116’和116”，描述是类似的。

这里所述的陀螺仪传感器可以是大体上平面的传感器。因而，第一惯性质量块106和第二惯性质量块108、连接构件125、126、驱动框架114、116、弹簧型连接件131、132、连接元件109和弹簧125、126可以被形成在单个单元中，所述单个单元通过例如以下方法制造：外延地生长在基底113(例如，Si基底)上并且被使用能够制造具有平坦且良好限定的厚度的结构(惯性质量块和连接元件)的平版印刷术以及微米和纳米制造技术来图案化和刻蚀。此外，陀螺仪传感器可以由硅制成。

图6图示根据本发明的实施例的方法步骤的流程图。在第一步骤中，使所述驱动框架在侧向方向302上移动，由此使第一惯性质量块106在绕与检测轴线127和灵敏度轴线104垂直的激励轴线118的旋转运动中振荡(S601)。在后续步骤S603中，检测与第一惯性质量块106绕检测轴线127的运动对应的总惯性质量块105与第一电极110和第二电极112之间的电容的改变。检测到电容的改变与绕第一惯性质量块的激励轴线的旋转运动同相，因为正交信号与激励同相并且与由陀螺仪传感器测量到的期望的信号(科里奥利输出信号)90度异相。施加跨第一修正电极404和第二修正电极406的电压(S605)，由此使第一修正构件415受到静电力，由此使驱动框架114’绕检测轴线旋转并且由此也使第一惯性质量块106绕检测轴线127旋转。

方法可以进一步被应用到经由联接构件125和弹簧131相互连接到第一惯性质量块106的总驱动框架114的第二驱动框架114”。总驱动框架114的第二驱动框架114”如总驱动框架114的第一驱动框架114’一样绕检测轴线127在相同方向上旋转，由此改进第一惯性质量块106绕检测轴线127的用于正交补偿的旋转的效率。

此外，方法可以在第二惯性质量块108的驱动结构402c-d上以与具有驱动结构402a-b的第一惯性质量块106类似的方式被执行。

另外地，通过研习附图、本公开和所附权利要求，在实践请求保护的本发明中，本领域的普通技术人员能理解和实现所公开的实施例的变型。例如，若干个陀螺仪传感器102可以经由连接元件120a-b相互连接。现在将更详细地对此进行描述。在以下描述中，参考图1a-1b至图6描述的陀螺仪传感器被表示为“陀螺仪单元”。

图7是根据本发明的示例性实施例的传感器100的透视图。传感器100包括四个陀螺仪单元102a-d(即，类似于陀螺仪传感器102)，每个被如参考图1a-1b所描述地布置，被布置在一列中，其中相邻的陀螺仪单元102a-d通过相应的连接元件120a、120b被物理地连接到彼此。如将参考后续附图进一步描述的，连接元件120a、120b迫使相互连接的陀螺仪单元102a-b、102b-c、102c-d的惯性质量块106、108反相同步振荡。换言之，陀螺仪单元102a的第一惯性质量块106被连接元件120a连接到第二陀螺仪单元102b的第一惯性质量块106。如果第一陀螺仪单元102a的第一惯性质量块106被绕其激励轴线118在第一方向135上旋转，则该旋转经由连接元件120a使第二陀螺仪单元120b的第一惯性质量块106绕其相应的激励轴系118在与第一方向135相比相反的第二方向136上旋转。并且反之亦然，当102a的第一惯性质量块106在与第一方向135相反的方向136上被旋转时，陀螺仪单元102b的第一惯性质量块106被引起在方向135上旋转。

传感器100适于测量绕与陀螺仪单元102a-d的灵敏度轴线104一致的合成灵敏度轴线101的旋转运动。此外，每个陀螺仪单元102a-d的第一电极110被彼此电连接并且每个陀螺仪单元102a-d的第二电极被彼此电连接。这些电连接可以在基底213上完成或者在基底213外部完成。

如图7的实施例中所示的传感器被图示为大体上平面传感器。因而，第一惯性质量块106和第二惯性质量块108、连接元件120a、120b以及联接构件125、126可以被形成在单个单元中，所述单个单元通过例如以下方法制造：外延地生长在基底213(例如，Si基底)上并且被使用能够制造具有平坦且良好限定的厚度的结构(惯性质量块和连接元件)的平版印刷术以及微米和纳米制造技术来图案化和刻蚀。

图8图示驱动模式中传感器100的惯性质量块106、108的运动，并且图9图示传感器100的感测模式。

在驱动模式中，如图8中所示，陀螺仪单元102a-d的激励器件中的每一个通过激励器件在由箭头302指示的侧向方向上的运动正在绕相应的激励轴线118、119激励相应的惯性质量块106、108。随后激励器件在与箭头302相反的方向上移动。每个惯性质量块106、108通过联接构件125、126被物理地连接到相应的激励器件，使得激励器件的运动使相应的惯性质量块106、108在绕激励轴线118、119的旋转运动中振荡。在传感器100的操作期间，在传感器的驱动模式中，激励器件由此激励相应的陀螺仪单元102a-d的相应惯性质量块106、108在绕激励轴线118、119的旋转运动中振荡。驱动框架能被认为包括激励器件。

激励器件被布置成激励每个个体陀螺仪单元102a-d中的惯性质量块106、108，使得惯性质量块绕如图8中所示的相应激励轴线118、119相对于彼此反相同步旋转。将第一陀螺仪单元102a的第一惯性质量块106与相邻陀螺仪单元102b的第一惯性质量块106物理地连接的连接元件102a-c和类似地第二连接元件120b连接相邻陀螺仪单元102a-b的第二质量块108，使相邻的陀螺仪单元102的第一质量块106和第二质量块108反相同步振荡。例如，连接元件可以具有Z形状。利用该形状，尽管其它形状是可能的，连接元件120a-c可以有效地使用例如第一陀螺仪单元120a的第一惯性质量块106的运动来推动或拉动第二陀螺仪单元120b的第一惯性质量块106。此外，以类似的方式，第二陀螺仪单元102b的第二惯性质量块108可以推动或拉动第一陀螺仪单元102a的第二惯性质量块108。

当传感器在驱动模式中时，因而当惯性质量块正被如参考图8所述地激励时，并且如果传感器100然后经受绕合成灵敏度轴线101的旋转(注意的是，个体陀螺仪单元102a-d的所有灵敏度轴线104一致，因而形成总灵敏度轴线101)，则科里奥利力以如图9中所示的方式引起惯性质量块106、108绕相应的惯性质量块106、108的检测轴线127的旋转运动。此外，如参考图8所描述的，惯性质量块106、108绕相应的激励轴线118、119的激励使得惯性质量块106、108异相同步振荡。换言之，当惯性质量块106在第一(例如，顺时针)方向135上旋转时，第二惯性质量块108在相反方向136上旋转，这里在逆时针方向上旋转。该异相旋转导致在如参考图9所描述的感测模式中的类似的反相运动。因而，在惯性质量块106在顺时针方向上旋转时，惯性质量块108绕检测轴线127在逆时针方向上旋转。

此外，连接元件120a适于物理地连接相邻陀螺仪单元102a-b、102b-c、102c-d的第一惯性质量块106，并且以类似的方式，第二连接元件120b物理地连接相邻陀螺仪单元102a-b、102b-c、102c-d的第二质量块108。因为每个陀螺仪单元102a-d的第一电极110被电连接并且每个陀螺仪单元102a-d的第二电极也被电连接，所以电子装置140(如图1a中所示)测量来自同步操作的所有陀螺仪单元102a-d的合成信号。由于通过连接元件120a-c在陀螺仪单元102a-d之间获得物理地连接，同步操作是可能的。

连接元件120可以自支撑微梁的形式形成。连接元件120可以进一步是弹簧的形式。此外，连接元件可以是板簧或叶簧的形式。连接元件120可以被构造成自支撑并且因而能够从被连接到惯性质量块自由移动分离。连接元件可以进一步是柔性的。此外，连接元件120可以充分坚硬，以便更有效地迫使惯性质量块反相同步振荡。

在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。相互不同的独立权利要求中引述的某些测量并不指示这些测量的组合不能被使用成是有利的。

Claims (14)

1.一种用于检测绕灵敏度轴线(104)的旋转运动的陀螺仪传感器(102)，所述陀螺仪传感器包括：

总惯性质量块(105)，所述总惯性质量块包括被物理地附接到彼此的第一惯性质量块(106)和第二惯性质量块(108)，所述第一和第二惯性质量块中的每一个被布置成与相应的第一电极(110)和相应的第二电极(112)空间地间隔开、并且面对所述相应的第一电极和所述相应的第二电极，所述第一电极(110)和所述第二电极(112)被固定在衬底(113)上，其中，所述第一惯性质量块绕所述陀螺仪传感器的检测轴线(127)的旋转导致所述总惯性质量块与所述第一电极和所述第二电极中的一个电极之间的电容的正改变、以及所述总惯性质量块与所述第一电极和所述第二电极中的另一个电极之间的电容的负改变，其中，所述检测轴线垂直于所述灵敏度轴线，并且当所述陀螺仪传感器经受绕所述灵敏度轴线的旋转时由科里奥利力引起所述旋转；

第一驱动结构(402a)，所述第一驱动结构包括：

第一修正电极(404)和第二修正电极(406)，所述第一修正电极和所述第二修正电极被固定到所述衬底上且被并排布置、并且以间隙(408)分离，并且被布置在所述第一惯性质量块的同一侧上作为第一电极，并且其中，所述第一修正电极的前表面、所述第二修正电极的前表面、以及所述第一电极的前表面均面对同一方向；和

其特征在于，所述第一驱动结构还包括：

第一驱动框架(114)，所述第一驱动框架相对于所述第一和第二修正电极两者以及所述第一惯性质量块可移位，并且经由第一联接构件(125)被物理地附接到所述第一惯性质量块，所述第一联接构件包括弹簧连接件(131)，其中，所述第一驱动框架经由弹簧(440、441)形式的弹簧连接件被进一步连接到锚点(438)，使得所述第一驱动框架(114)被悬挂在所述衬底上方，所述驱动框架包括：

第一伸长修正构件(415)，所述第一伸长修正构件被布置成与第一和第二修正电极空间分离和电分离，被布置成使得具有所述间隙的第一伸长修正构件与所述第一和第二修正电极中的每一个之间的重叠(502、504)是可变的，

其中，所述陀螺仪传感器被配置为接收跨所述第一修正电极和所述第二修正电极的电压，所述电压使得所述第一伸长修正构件经受静电力，

其中，作为所述第一修正构件与所述第一和第二修正电极之间的重叠的改变程度的结果，所述第一伸长修正构件与所述第一和第二修正电极之间的所述静电力是可修改的，由此所述重叠的改变程度使所述驱动框架绕所述检测轴线旋转，并且由此使所述第一惯性质量块绕所述检测轴线旋转。

2.根据权利要求1所述的陀螺仪传感器，其中，所述驱动结构进一步包括又一电极组(401、411、402、413)，并且所述驱动框架包括被布置成与所述又一电极组相邻的一组驱动电极(417、419)，其中，当电压被施加到所述又一电极组时，所述驱动框架被设定在运动中，由此使所述第一伸长修正构件相对于所述第一和所述第二修正电极移动、并且还相对于所述第一惯性质量块移动。

3.根据权利要求2所述的陀螺仪传感器，其中，所述驱动电极中的每一个和所述又一电极组中的所述电极中的每一个是梳形的，其中，每一个驱动电极和相应的所述又一电极组中的又一电极是相互交叉的。

4.根据权利要求1所述的陀螺仪传感器，其中，所述第一惯性质量块被物理地连接到所述驱动框架，使得所述驱动框架的运动使所述第一惯性质量块绕与所述检测轴线垂直的激励轴线(118)旋转。

5.根据权利要求4所述的陀螺仪传感器，其中，所述驱动框架在所述第一惯性质量块的端部(450)处经由所述第一联接构件被物理地连接到所述第一惯性质量块，其中，所述端部面对驱动框架，并且其中，在从所述第一惯性质量块相对于所述驱动框架的远侧(454)处，所述第一联接构件被物理地连接到所述可移位的驱动框架。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的陀螺仪传感器，其中，所述第一伸长修正构件被布置成所述第一伸长修正构件的伸长方向(452)与所述检测轴线大体上平行。

7.根据权利要求1-5中的任一项所述的陀螺仪传感器，其中，所述第一伸长修正构件被布置在所述驱动框架的与所述驱动框架最靠近所述检测轴线的一侧相反的端部处。

8.根据权利要求1-5中的任一项所述的陀螺仪传感器，其中，所述驱动结构进一步包括驱动感测电极(420)，并且所述驱动框架包括被布置成与所述驱动感测电极相邻的相应的驱动感测构件(421)，其中，所述驱动框架的运动导致所述驱动感测电极与所述驱动感测构件之间的电容的改变，由此感测所述驱动框架的所述运动。

9.根据权利要求1-5中的任一项所述的陀螺仪传感器，其中，所述驱动框架包括至少两个伸长修正构件(415、432)，并且所述驱动结构包括至少相应的第二修正电极对(430、431)。

10.根据权利要求1-5中的任一项所述的陀螺仪传感器，其中，所述陀螺仪传感器的所述第一和第二惯性质量块中的每一个与相应的第一驱动结构(402a、402c)和第二驱动结构(402b、402d)相关联。

11.根据权利要求10所述的陀螺仪传感器，其中，每一个驱动结构被布置在每一个相应的惯性质量块的一侧的外部。

12.一种用于陀螺仪传感器的正交补偿的方法，

所述陀螺仪传感器包括：

总惯性质量块(105)，所述总惯性质量块包括被物理地附接到彼此的第一惯性质量块(106)和第二惯性质量块(108)，所述第一和第二惯性质量块中的每一个被布置成与相应的第一电极(110)和相应的第二电极(112)空间地间隔开、并且面对所述相应的第一电极和所述相应的第二电极，所述第一电极(110)和所述第二电极(112)被固定在衬底(113)上，其中，所述第一惯性质量块绕所述陀螺仪传感器的检测轴线(127)的旋转导致所述总惯性质量块与所述第一电极和所述第二电极中的一个电极之间的电容的正改变、以及所述总惯性质量块与所述第一电极和所述第二电极中的另一个电极之间的电容的负改变，其中，所述检测轴线垂直于灵敏度轴线，并且当所述陀螺仪传感器经受绕所述灵敏度轴线的旋转时由科里奥利力引起所述旋转；

第一驱动结构(402a)，其与所述第一惯性质量块相关联，所述第一驱动结构(402a)包括：

第一修正电极(404)和第二修正电极(406)，所述第一修正电极和所述第二修正电极被固定到所述衬底上且被并排布置、并且以间隙(408)分离，并且被布置在所述第一惯性质量块的同一侧上作为第一电极，并且其中，所述第一修正电极的前表面、所述第二修正电极的前表面、以及所述第一电极的前表面均面对同一方向；其中，所述第一修正电极和所述第二修正电极适于接收电压；和

可移位的第一驱动框架(114’)，所述可移位的第一驱动框架相对于所述第一和第二修正电极两者以及所述第一惯性质量块可移位，并且经由第一联接构件(125)被物理地附接到所述第一惯性质量块，所述第一联接构件包括弹簧连接件(131)，其中，所述可移位的第一驱动框架(114’)经由弹簧(440、441)形式的弹簧连接件被进一步连接到锚点(438)，使得所述可移位的第一驱动框架(114’)被悬挂在所述衬底上方，所述可移位的第一驱动框架(114’)包括：

第一伸长修正构件(415)，所述第一伸长修正构件被布置成与所述第一和第二修正电极空间分离和电分离，被布置成使得具有间隙的第一伸长修正构件与第一和第二修正电极中的每一个之间的重叠(502、504)是可变的，

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(S601)使所述可移位的第一驱动框架(114’)在侧向方向上移动，由此使所述第一惯性质量块在绕与所述检测轴线和所述灵敏度轴线垂直的激励轴线的旋转运动中振荡；

(S603)通过检测与所述第一惯性质量块绕所述检测轴线的运动对应的、所述总惯性质量块与所述第一和第二电极中的一个电极之间的电容变化来检测正交偏移，所述电容变化与第一惯性质量块绕所述激励轴线的旋转运动同相；以及

(S605)基于所述检测到的正交偏移施加跨所述第一和第二修正电极的电压，由此使所述第一修正构件受到静电力，由此使所述可移位的第一驱动框架(114’)绕所述检测轴线旋转、并且由此还使所述第一惯性质量块绕所述检测轴线旋转。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述陀螺仪传感器进一步包括与所述第二惯性质量块相关联的第一驱动结构(402c)，与所述第二惯性质量块相关联的第一驱动结构(402c)包括：

第一修正电极和第二修正电极，所述第一修正电极和所述第二修正电极被固定到所述衬底上且被并排布置、并且以间隙分离，并且被布置在所述第二惯性质量块的同一侧上作为第一电极，并且其中，所述第一修正电极的前表面、所述第二修正电极的前表面、以及所述第一电极的前表面均面对同一方向；其中，所述第一修正电极和所述第二修正电极适于接收电压；和

可移位的第一驱动框架(116’)，所述可移位的第一驱动框架相对于所述第一修正电极和第二修正电极两者以及所述第二惯性质量块可移位，并且经由第一联接构件(126)被物理地附接到所述第二惯性质量块，所述第一联接构件包括弹簧连接件(132)，其中，所述可移位的第一驱动框架(116’)经由弹簧形式的弹簧连接件被进一步连接到锚点，使得所述可移位的第一驱动框架(116’)被悬挂在所述衬底上方，所述可移位的第一驱动框架(116’)包括：

第一伸长修正构件，所述第一伸长修正构件被布置成与所述第一和第二修正电极空间分离和电分离，被布置成使得具有间隙的第一伸长修正构件与第一和第二修正电极中的每一个之间的重叠是可变的，

并且其中，所述方法进一步包括以下步骤：

(S601)使与所述第二惯性质量块相关联的第一驱动结构(402c)的所述可移位的第一驱动框架(116’)在侧向方向上移动，由此使所述第二惯性质量块在绕与所述检测轴线和所述灵敏度轴线垂直的激励轴线的旋转运动中振荡；

(S603)通过检测与所述第二惯性质量块绕所述检测轴线的运动对应的、所述总惯性质量块与所述第一和第二电极中的一个电极之间的电容变化来检测正交偏移，所述电容变化与第二惯性质量块绕所述激励轴线的旋转运动同相；以及

(S605)基于所述检测到的正交偏移施加跨与所述第二惯性质量块相关联的第一驱动结构(402c)的所述第一和第二修正电极的电压，由此使所述第一伸长修正构件受到静电力，由此使与所述第二惯性质量块相关联的第一驱动结构(402c)的所述可移位的第一驱动框架(116’)绕所述检测轴线旋转、并且由此还使所述第二惯性质量块绕所述检测轴线旋转。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述陀螺仪传感器的所述第一惯性质量块和第二惯性质量块中的每一个进一步与相应的第二驱动结构(402b、402d)相关联，所述第二驱动结构(402b、402d)中的每一个包括：

第一修正电极和第二修正电极，所述第一修正电极和所述第二修正电极被固定到所述衬底上且被并排布置、并且以间隙分离，并且被布置在相关联的惯性质量块的同一侧上作为第一电极，并且其中，所述第一修正电极的前表面、所述第二修正电极的前表面、以及所述第一电极的前表面均面对同一方向；其中，所述第一修正电极和所述第二修正电极适于接收电压；和

可移位的第二驱动框架(114”、116”)，所述可移位的第二驱动框架相对于所述第一修正电极和第二修正电极两者以及相关联的惯性质量块(106、108)可移位，并且经由所述联接构件(125、126)被物理地附接到所述相关联的惯性质量块，其中，所述可移位的第二驱动框架(114”、116”)经由弹簧形式的弹簧连接件被进一步连接到锚点，使得所述可移位的第二驱动框架(114”、116”)被悬挂在所述衬底上方，所述可移位的第二驱动框架(114”、116”)包括：

第一伸长修正构件，所述第一伸长修正构件被布置成与所述第一和第二修正电极空间分离和电分离，被布置成使得具有间隙的第一伸长修正构件与第一和第二修正电极中的每一个之间的重叠是可变的，

其中，所述方法进一步包括：

跨与所述第一惯性质量块(106)相关联的所述第一或第二驱动结构(402a、402b)的所述第一和第二修正电极施加第一电压，由此使所述第一惯性质量块的所述可移位的第一或第二驱动框架(114’、114”)绕所述检测轴线旋转、并且由此还使所述第一惯性质量块绕所述检测轴线在第一旋转方向上旋转，

跨与所述第二惯性质量块(108)相关联的所述第一或第二驱动结构(402c、402d)的所述第一和第二修正电极施加第二电压，由此使所述第二惯性质量块的所述第一或第二驱动框架(116’、116”)绕所述检测轴线旋转、并且由此还使所述第二惯性质量块绕所述检测轴线在第二旋转方向上旋转，

其中，所述第一旋转方向与所述第二旋转方向相反。

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