公开(公告)号：US20110030474A1

公开(公告)日：2011-02-10

申请号：US12535477

申请日：2009-08-04

申请人： Jinbo Kuang ,  John A. Geen

发明人： Jinbo Kuang ,  John A. Geen

IPC分类号： G01C19/56

CPC分类号： G01C19/5712

摘要： Inertial sensors with reduced sensitivity to quadrature errors and micromachining inaccuracies include a gyroscope incorporating two specially-configured single-axis gyroscopes for sensing rotations about two orthogonal axes (the axes of sensitivity) in the device plane, where each single-axis gyroscope includes a resonator having two rotationally-dithered shuttles interconnected by a fork and each shuttle is configured to tilt out-of-plane along a tilt axis perpendicular to the axis of sensitivity and includes corresponding Coriolis sensing electrodes positioned along an axis perpendicular to the tilt axis (i.e., parallel to the axis of sensitivity). The two single-axis gyroscopes may be interconnected, e.g., by one or more in-phase or anti-phase couplings interconnecting the forks and/or the shuttles.

摘要翻译： 惯性传感器对正交误差和微加工不精确度的灵敏度降低，包括一个陀螺仪，包括两个特别配置的单轴陀螺仪，用于感测设备平面中两个正交轴（灵敏轴）的旋转，其中每个单轴陀螺仪包括谐振器 具有通过叉和每个梭互连的两个旋转抖动的梭子被配置为沿着垂直于灵敏度轴的倾斜轴倾斜于平面外，并且包括沿着垂直于倾斜轴的轴定位的对应的科里奥利感测电极（即， 平行于灵敏度轴）。 两个单轴陀螺仪可以例如通过将叉和/或梭子互连的一个或多个同相或反相耦合互连。

公开(公告)号：US07795723B2

公开(公告)日：2010-09-14

申请号：US11039368

申请日：2005-01-20

申请人： Kevin H.-L. Chau ,  Lawrence E. Felton ,  John A. Geen ,  Michael W. Judy ,  John R. Martin

发明人： Kevin H.-L. Chau ,  Lawrence E. Felton ,  John A. Geen ,  Michael W. Judy ,  John R. Martin

IPC分类号： H01L23/12

CPC分类号： B81B7/0041 ,  B81B2201/0235 ,  B81C2203/0109 ,  B81C2203/0136 ,  B81C2203/019 ,  G01K1/08 ,  G01P1/023 ,  G01P15/008 ,  G01P15/0802

摘要： A sensor element is capped by bonding or otherwise forming a cap on a sensor element. The sensor may be hermetically sealed by using a hermetic cap and hermetic bonding material or by applying a hermetic coating. The sensor may be filled with a gas at an elevated pressure. The sensor may alternatively or additionally be filled with a special gas, such as a gas having a density-to-viscosity ratio above approximately 0.2.

摘要翻译： 传感器元件通过在传感器元件上接合或以其他方式形成盖而被盖住。 传感器可以通过使用密封盖和密封接合材料或通过施加气密涂层而气密密封。 传感器可以在升高的压力下填充气体。 传感器可以替代地或另外填充特殊气体，例如密度 - 粘度比高于约0.2的气体。

公开(公告)号：US07421897B2

公开(公告)日：2008-09-09

申请号：US11106053

申请日：2005-04-14

申请人： John A. Geen ,  Jinbo Kuang

发明人： John A. Geen ,  Jinbo Kuang

IPC分类号： G01P9/04

CPC分类号： G01C19/574

摘要： An inertial sensor includes a cross-quad configuration of four interconnected sensor elements. Each sensor element has a frame and a resonator suspended within the frame. The sensor elements are arranged so that the frames of adjacent sensor elements are allowed to move in anti-phase to one another but are substantially prevented from moving in phase with one another. The sensor elements may be configured in a horizontally coupled arrangement, a vertically coupled arrangement, or a fully coupled arrangement. A pair of sensor elements may be vertically coupled.

摘要翻译： 惯性传感器包括四个互连传感器元件的十字形配置。 每个传感器元件具有悬架在框架内的框架和谐振器。 传感器元件布置成使得相邻传感器元件的框架被允许彼此反相移动，但是基本上被阻止彼此相位移动。 传感器元件可以被配置为水平耦合布置，垂直耦合布置或完全耦合布置。 一对传感器元件可以垂直联接。

公开(公告)号：US07406866B2

公开(公告)日：2008-08-05

申请号：US11193246

申请日：2005-07-29

申请人： John A. Geen ,  Donald W. Carow

发明人： John A. Geen ,  Donald W. Carow

IPC分类号： G01P9/04

CPC分类号： G01C19/5719

摘要： A micromachined device has a body suspended over a substrate and movable in a plane relative to the substrate. The body has a perimeter portion, a first cross-piece portion extending from one part of the perimeter portion to another part of the perimeter portion to define at least first and second apertures, a first plurality of fingers extending along parallel axes from the perimeter portion into the first aperture, and a second plurality of fingers extending along parallel axes from the perimeter portion into the second aperture.

摘要翻译： 微加工装置具有悬挂在基板上并可在相对于基板的平面中移动的主体。 主体具有周边部分，第一横截面部分，其从周边部分的一部分延伸到周边部分的另一部分以限定至少第一和第二孔;第一多个指状物，其沿着平行的轴线从周边部分延伸 并且沿着平行的轴线从周边部分延伸到第二孔中的第二多个指状物。

公开(公告)号：US07357025B2

公开(公告)日：2008-04-15

申请号：US11360847

申请日：2006-02-23

申请人： John A. Geen

发明人： John A. Geen

IPC分类号： G01P9/04

CPC分类号： G01C19/5719 ,  Y10T74/12

摘要： A mass includes a first set of drive fingers interdigitated with a first array of fixed drive fingers and a second set of drive fingers interdigitated with a second array of fixed drive fingers. Each array of fixed drive fingers is affixed to a substrate using a plurality of anchors. The anchors for the first and second arrays of fixed drive fingers are arranged to be co-linear in a lateral direction relative to the motion of the mass.

摘要翻译： 质量包括与固定驱动指的第一阵列交叉指向的第一组驱动指，以及与第二固定驱动指的阵列交叉的第二组驱动指。 每个固定驱动指状物阵列使用多个锚固件固定到基底上。 用于第一和第二固定传动指状物阵列的锚定件相对于质量块的运动在横向方向上是共线的。

公开(公告)号：US07204144B2

公开(公告)日：2007-04-17

申请号：US11360846

申请日：2006-02-23

申请人： John A. Geen

发明人： John A. Geen

IPC分类号： G01P9/04

CPC分类号： G01C19/5719 ,  Y10T74/12

摘要： Resonator structures include a plurality of resonator masses interconnected by a plurality of levers so as to resonate in anti-phase with one another. The levers include a plurality of lever fingers interdigitated with corresponding fixed fingers affixed to an underlying substrate for at least one of driving movement of the levers and sensing movement of the levers relative to the fixed fingers.

摘要翻译： 谐振器结构包括通过多个互连的多个谐振器块，以便彼此反相谐振。 杠杆包括多个杠杆指状物，其与固定到下面的基底上的相应的固定指状物相互指向，用于驱动杠杆的驱动运动和感测杠杆相对于固定指状物的运动中的至少一个。

公开(公告)号：US07089792B2

公开(公告)日：2006-08-15

申请号：US10646332

申请日：2003-08-22

申请人： John A. Geen

发明人： John A. Geen

IPC分类号： G01C19/00

CPC分类号： G01C19/5719

摘要： A micromachined gyroscope makes use of Coriolis acceleration to detect and measure rotation rate about a plane normal to the surface of a substrate. Specifically, various resonating structures are suspended within a frame. The resonating structures include phase and anti-phase masses that are mechanically coupled in order to produce a single resonance frequency for the entire resonating system. Rotation of the micromachined gyroscope about the plane produces a rotational force on the frame. The frame is suspended in such a way that its motion is severely restricted in all but the rotational direction. Sensors on all sides of the frame detect the rotational deflection of the frame for measuring the change in direction.

摘要翻译： 微机械陀螺仪利用科里奥利加速度来检测和测量围绕垂直于衬底表面的平面的转速。 具体地，各种谐振结构悬挂在框架内。 谐振结构包括机械耦合的相位和反相质量，以便为整个谐振系统产生单个谐振频率。 微机械陀螺仪关于平面的旋转在框架上产生旋转力。 框架以这样的方式被悬挂，即除了旋转方向之外，其运动被严格限制。 框架各侧的传感器检测用于测量方向变化的框架的旋转偏转。

公开(公告)号：US07032451B2

公开(公告)日：2006-04-25

申请号：US11065878

申请日：2005-02-25

申请人： John A. Geen

发明人： John A. Geen

IPC分类号： G01P9/04

CPC分类号： G01C19/5719 ,  Y10T74/12

摘要： Quadrature suppression is provided by placing a resonator mass adjacent to a quadrature suppression electrode. The resonator mass is capable of moving substantially parallel to the quadrature suppression electrode and includes a notch formed adjacent to a portion of the quadrature suppression electrode such that a length of resonator mass that is directly adjacent to the quadrature suppression electrode varies as the resonator mass moves relative to the quadrature suppression electrode. The quadrature suppression electrode is capable of producing a lateral force on the resonator mass that varies based on the length of resonator mass that is directly adjacent to the quadrature suppression electrode. Such quadrature suppression can be used in sensors having one or more resonator masses.

摘要翻译： 通过将谐振器质量块放置在正交抑制电极附近来提供正交抑制。 谐振器质量能够基本上平行于正交抑制电极移动，并且包括与正交抑制电极的一部分相邻形成的陷波，使得与正交抑制电极直接相邻的谐振器质量的长度随谐振器质量移动而变化 相对于正交抑制电极。 正交抑制电极能够产生基于与正交抑制电极直接相邻的谐振器质量的长度而变化的谐振器质量块上的横向力。 这种正交抑制可以用在具有一个或多个谐振器质量块的传感器中。

公开(公告)号：US06845665B2

公开(公告)日：2005-01-25

申请号：US10462541

申请日：2003-06-16

申请人： John A. Geen

发明人： John A. Geen

IPC分类号： G01C19/5719 ,  G01P15/00 ,  G01P15/125 ,  G01P15/18 ,  G01P9/04

CPC分类号： G01P15/18 ,  G01C19/5719 ,  G01P15/125 ,  G01P2015/082

摘要： A micro-machined multi-sensor that provides 2-axes of acceleration sensing and 1-axis of angular rate sensing. The multi-sensor includes a rigid accelerometer frame, a first proof mass, and a second proof mass. The substrate has two associated acceleration axes in the plane of the substrate, and one associated rotation axis perpendicular to the acceleration axes. The proof masses have a common vibration axis, which is perpendicular to the rotation axis. The multi-sensor further includes a drive electrode structure for causing the proof masses to vibrate in antiphase, a first pair of acceleration sense electrode structures disposed along one of the acceleration axes, and a second pair of acceleration sense electrode structures disposed along the other acceleration axis. The multi-sensor adds the sense signals provided by the respective sense electrode pairs to extract information pertaining to acceleration sensing along the acceleration axes, and adds the differences of the sense signals provided by the respective sense electrode pairs to extract information pertaining to angular rate sensing relative to the rotation axis.

摘要翻译： 一个微加工的多传感器，提供加速度感测的2轴和角速度感测的1轴。 多传感器包括刚性加速度计框架，第一检测质量块和第二检测质量块。 衬底在衬底的平面中具有两个相关联的加速轴，以及垂直于加速轴的一个相关联的旋转轴。 检测质量具有与旋转轴垂直的共同振动轴。 多传感器还包括用于使检体质量反相振动的驱动电极结构，沿着一个加速轴设置的第一对加速感测电极结构以及沿着另一加速度设置的第二对加速感测电极结构 轴。 多传感器增加由相应感测电极对提供的感测信号以提取与加速度轴相关的加速度感测的信息，并且将由各感测电极对提供的感测信号的差相加以提取与角速率感测有关的信息 相对于旋转轴。

公开(公告)号：US5635640A

公开(公告)日：1997-06-03

申请号：US471023

申请日：1995-06-06

申请人： John A. Geen

发明人： John A. Geen

IPC分类号： G01C19/5712 ,  G01P15/18 ,  H02N1/00 ,  G01P15/08

CPC分类号： G01C19/5712 ,  G01P15/18 ,  H02N1/008

摘要： A micromachined device has a plurality of rotationally dithered masses that are used to sense acceleration. To eliminate common modes, the masses are dithered in an equal and opposite manner. To help maintain this relationship between the movement of the masses, a coupling fork provides minimal resistance to anti-phase movement and substantial resistance to in-phase movement. Electrodes are used to detect changes in capacitance between the masses and the substrate resulting from rotation of the device about a radial axis of a mass. These electrodes are electrically connected to eliminate gradients that are caused by external forces and manufacturing differences. Four masses or more can be provided, arranged in a two-dimensional array, such as a square or hexagon with a coupling fork provided between each pair of masses, and with electrodes connected to eliminate gradients.

摘要翻译： 微加工装置具有用于感测加速度的多个旋转抖动质量。 为了消除共同的模式，群众以相同和相反的方式颤抖。 为了帮助保持质量运动之间的这种关系，联轴器叉提供最小的抵抗相位运动的阻力和对同相运动的实质阻力。 电极用于检测质量和基板之间的电容变化，这是由于器件围绕质量的径向轴旋转而产生的。 这些电极电连接以消除由外力和制造差异引起的梯度。 可以设置四个质量以上的二维阵列，例如正方形或六边形，其中在每对质量块之间设置有联接叉，并且连接电极以消除梯度。