離)伸長為LI (即M’ R的距離)，即LI大于L0。由上述說明及圖3的幾何關(guān)系可得知，本發(fā)明的微機(jī)電裝置的作動原理的第一型態(tài)滿足以下關(guān)系:
[0081](I)固定距離小于移動距離(df〈dm)。
[0082](2)彈簧長度小于移動距離(ds〈dm)。
[0083]請接著參照圖4，圖4為本發(fā)明的微機(jī)電裝置的作動原理的第二型態(tài)示意圖。
[0084]在第二型態(tài)，折疊彈簧B的固定端R是位于旋轉(zhuǎn)圓周O內(nèi)且彈簧長度ds大于圓周的半徑。換言之，固定距離df小于移動距離dm，且彈簧長度ds大于移動距離dm。當(dāng)旋轉(zhuǎn)元件A旋轉(zhuǎn)Θ角后，折疊彈簧B的移動端M會以軸線C為圓心而由M點旋轉(zhuǎn)至M’點。此時，折疊彈簧B的移動端M至固定端R的長度將由LO (即MR的距離)縮短為LI (即M’R的距離)，即LI小于L0。由上述說明及圖4的幾何關(guān)系可得知，本發(fā)明的微機(jī)電裝置的作動原理的第二型態(tài)滿足以下關(guān)系:
[0085](I)固定距離小于移動距離(df〈dm)。
[0086](2)彈簧長度大于移動距離(ds>dm)。
[0087]請接著參照圖5，圖5為本發(fā)明的微機(jī)電裝置的作動原理的第三型態(tài)示意圖。在第三型態(tài)，折疊彈簧B的固定端R是位于圓周O上。換言之，固定距離df等于移動距離dm，當(dāng)旋轉(zhuǎn)元件A旋轉(zhuǎn)Θ角后，折疊彈簧B的移動端M會以C為圓心而由M點旋轉(zhuǎn)至M’點。此時，折疊彈簧B的移動端M至固定端R的長度將由LO (即MR的距離)縮短為LI (即M’R的距離)，即LI小于L0。由上述說明及圖4的幾何關(guān)系可得知，本發(fā)明的微機(jī)電裝置的作動原理的第三型態(tài)滿足以下關(guān)系:
[0088](I)固定距離等于移動距離(df = dm)。
[0089]請接著參照圖6，圖6為本發(fā)明的微機(jī)電裝置的作動原理的第四型態(tài)示意圖。在第四型態(tài)，折疊彈簧B的固定端R是位于圓周O外(即固定距離df大于移動距離dm)且彈簧長度ds小于固定距離df。當(dāng)旋轉(zhuǎn)元件A旋轉(zhuǎn)Θ角后，折疊彈簧B的移動端M會以C為圓心而由M點旋轉(zhuǎn)至M，點。此時，折疊彈簧B的移動端M至固定端R的長度將由LO (即MR的距離)伸長為LI (即M’ R的距離)，即LI大于L0。由上述說明及圖6的幾何關(guān)系可得知，本發(fā)明的微機(jī)電裝置的作動原理的第四型態(tài)滿足以下關(guān)系:
[0090](I)固定距離大于移動距離(df>dm)。
[0091](2)彈簧長度小于固定距離(ds〈df)。
[0092]請接著參照圖7，圖7為本發(fā)明的微機(jī)電裝置的作動原理的第五型態(tài)示意圖。在第五型態(tài)，折疊彈簧B的固定端R是位于旋轉(zhuǎn)圓周外(即固定距離df大于移動距離dm且彈簧長度ds大于固定距離df。當(dāng)旋轉(zhuǎn)元件A旋轉(zhuǎn)Θ角后，折疊彈簧B的移動端M會以C為圓心而由M點旋轉(zhuǎn)至M’點。此時，折疊彈簧B的移動端M至固定端R的長度將由LO (即MR的距離)縮短為LI (即M’ R的距離)，即LI小于L0。由上述說明及圖7的幾何關(guān)系可得知，本發(fā)明的微機(jī)電裝置的作動原理的第五型態(tài)滿足以下關(guān)系:
[0093](I)固定距離大于移動距離(df>dm)。
[0094](2)彈簧長度大于固定距離(ds>df)。
[0095]以下，將介紹本發(fā)明的各實施例。請接著參照圖8A與圖8B，圖8A為本發(fā)明一實施例的微機(jī)電裝置的結(jié)構(gòu)上視圖，圖8B為本發(fā)明一實施例的微機(jī)電裝置的局部結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
[0096]本發(fā)明所公開的微機(jī)電裝置1a是以運用于一 Y軸角速度計為例，其適用于偵測一 Y軸角速度。微機(jī)電裝置1a包含一旋轉(zhuǎn)元件(在本實施例中為一質(zhì)量塊100a)、至少一限制元件(在本實施例中為一支架120a)、多個折疊彈簧110a、一振蕩元件(在本實施例中為一框架130a)、多個彈簧140a及多個固定座150a。
[0097]質(zhì)量塊10a可依一軸線L進(jìn)行轉(zhuǎn)動。
[0098]支架120a的數(shù)量為二，且分別設(shè)置于質(zhì)量塊10a的相對兩側(cè)，且分別與框架130a連接。
[0099]本實施例的折疊彈簧IlOa的數(shù)量是以四個為例，且這些折疊彈簧IlOa是兩個為一組，且同一組的這兩個折疊彈簧IlOa是以軸線L為中心線而對稱配置。進(jìn)一步來說，本實施例的這些折疊彈簧IlOa為線對稱(line symmetry)配置。每一折疊彈簧IlOa具有一移動端112a及一固定端114a。移動端112a連接質(zhì)量塊100a，固定端114a連接支架120a，且每一支架120a連接二個折疊彈簧IlOa的固定端114a。換言之，在本實施例中，限制元件120a通過折疊彈簧IlOa而連接至旋轉(zhuǎn)元件。其中，每一折疊彈簧IlOa的移動端112a及固定端114a都不位于軸線L上。
[0100]如圖8A所示，由于移動端112a與固定端114a不位于軸線L上，因此可定義移動端112a至軸線L的距離為一移動距離dm，定義固定端114a至軸線L的距離為一固定距離df，定義移動端112a至固定端114a的距離為一彈簧長度ds。在本實施例中，固定距離小于移動距離(df〈dm)，且彈簧長度小于移動距離(ds〈dm)。如圖8A所示折疊彈簧IlOa的配置方式，彈簧長度ds會因質(zhì)量塊10a的轉(zhuǎn)動而改變。進(jìn)一步來說，本實施例的微機(jī)電裝置1a的作動型態(tài)為第一型態(tài)(如圖3所示)。
[0101]本實施例每一折疊彈簧IlOa包含依序相連的多個延展部1101a、1102a、1103a、1104a。這些延展部1101a、1102a、1103a、1104a的延伸方向平行于軸線L。其中，上述的延伸方向是指延展部1101a、1102a、1103a、1104a的長邊所延伸的方向(即圖示中的Y方向)。并且，支架120a的寬度Wr大于每一延展部1101a、1102a、1103a、1104a的寬度Ws。此外，在本實施例中，這些延展部1101a、1102a、1103a、1104a的長度(即Y軸方向的尺寸)都不相同。延展部1101a、1102a、1103a的長度是朝遠(yuǎn)離軸線L的方向遞減。進(jìn)一步來說,延展部IlOla的長度大于延展部1102a的長度，而延展部1102a的長度又大于延展部1103a的長度。上述延展部的長度都不相同的設(shè)計，是用來防止折疊彈簧IlOa在不同振動模態(tài)下的共振頻率過于接近。需注意的是，上述延展部的長度都不相同的特征非用以限定本發(fā)明。舉例來說，在其他實施例當(dāng)中，延展部1101a、1102a、1103a的長度也可以至少二個是相同的。
[0102]本實施例的框架130a為矩形框，但框架130a的外型非用以限定本實施例。每一支架120a連接于框架130a的環(huán)型內(nèi)側(cè)，使得這些支架120a、這些折疊彈簧IlOa及質(zhì)量塊10a被框架130a所環(huán)繞。支架120a的一端連接至框架130a，支架120a的另一端連結(jié)折疊彈簧IlOa的固定端114a。
[0103]此外，框架130a還通過四個彈簧140a而連接于四個固定座150a，其中，每一固定座150a設(shè)置于基板160a上。進(jìn)一步來說，當(dāng)微機(jī)電裝置1a偵測角速度時，會使框架130a沿著X軸向產(chǎn)生來回的位移，使得質(zhì)量塊10a也一并沿著X軸向產(chǎn)生來回的位移。當(dāng)微機(jī)電裝置1a于Y軸感測到角速度時，質(zhì)量塊10a將以軸線L為旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生反復(fù)的旋轉(zhuǎn)運動。此時，偵測微機(jī)電裝置1a的質(zhì)量塊10a與基板160a上的固定電極(圖未示)間的電容值的改變，即可計算出角速度。
[0104]由于本實施例的質(zhì)量塊10a通過折疊彈簧IlOa的彈性變形而產(chǎn)生反復(fù)旋轉(zhuǎn)運動，且本發(fā)明的折疊彈簧IlOa的彈性變形的型態(tài)為伸縮型而非是現(xiàn)有扭轉(zhuǎn)梁的扭轉(zhuǎn)型。因此，連接質(zhì)量塊10a的折疊彈簧IlOa及連接框架130a的彈簧140a彈性變形的型態(tài)都為伸縮型。因此，在制作工藝變異下，框架130a共振頻率的偏移量會接近質(zhì)量塊10a共振頻率的偏移量。故可提高微機(jī)電裝置1a運用于Y軸角速度計時的靈敏度。
[0105]請接著參照圖9A至圖9D，圖9A為本發(fā)明另一實施例的微機(jī)電裝置的結(jié)構(gòu)上視圖，圖9B為本發(fā)明另一實施例的微機(jī)電裝置的折疊彈簧與限制元件的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖，圖9C為本發(fā)明另一實施例的微機(jī)電裝置的折疊彈簧與限制元件的結(jié)構(gòu)立體圖，圖9D為本發(fā)明另一實施例的彈簧寬度的制作工藝變異對應(yīng)于框架與旋轉(zhuǎn)元件的共振頻率關(guān)系圖。
[0106]本發(fā)明所公開的微機(jī)電裝置1b是以一 Y軸角速度計為例，其適用于偵測一 Y軸角速度。微機(jī)電裝置1b包含一旋轉(zhuǎn)兀件(在本實施例中為一質(zhì)量塊100b)、至少一限制兀件(在本實施例中為一支架120b，包含中央支架122b及一 W型支架124b)、多個折疊彈簧110b、一振蕩元件(在本實施例中為一框架130b)、多個彈簧140b及多個固定座150b。
[0107]質(zhì)量塊10b可依一軸線L進(jìn)行轉(zhuǎn)動。
[0108]支架120b的數(shù)量為二，且分別設(shè)置于質(zhì)量塊10b的相對兩側(cè)。
[0109]本實施例的折疊彈簧IlOb的數(shù)量是以四個為例。這些折疊彈簧IlOb是兩個為一組，且同一組的這兩個折疊彈簧IlOb是以軸線L為中心線而對稱配置。進(jìn)一步來說，本實施例的這些折疊彈簧IlOb為線對稱配置。每一折疊彈簧IlOb具有一移動端112b及一固定端114b。移動端112b連接質(zhì)量塊100b，固定端114b連接支架120b的中央支架122b，且每一支架120b連接二個折疊彈簧IlOb的固定端114b。換言之，在本實施例中，限制元件120b通過折疊彈簧IlOb而連接至旋轉(zhuǎn)元件。每一折疊彈簧IlOb的移動端112b及固定端114b都不位于軸線L上。
[0110]如圖9A所示，由于移動端112b與固定端114b不位于軸線L上，因此可定義移動端112b至軸線L的垂直距離為一移動距離dm，定義固定端114b至軸線L的垂直距離為一固定距離df，定義移動端112b至固定端114b的距離為一彈簧長度ds。在本實施例中，固定距離df小于移動距離dm，且彈簧長度ds小于移動距dm離。在本實施例中，由于移動端112b與固定端114b不位于軸線L上，彈簧長度ds因而會隨質(zhì)量塊10b的轉(zhuǎn)動而改變。進(jìn)一步來說，本實施例的微機(jī)電裝置1b的作動型態(tài)為前述圖3所示的第一型態(tài)。
[0111]更詳細(xì)來說，本實施例每一折疊彈簧IlOb包含依序相連的多個延展部1101b、1102b、1103b、1104b。延展部1101b、1102b、1103b、1104b的延伸方向平行于軸線L。其中，上述的延伸方向是指延展部1101b、1102b、1103b、1104b的長邊所延伸的方向(即圖示中的Y方向)。
[0112]此外，在本實施例中，延展部1101b、1102b、1103b的長度(即Y方向的尺寸)都不相同，這些延展部1101b、1102b、1103b的長度是朝遠(yuǎn)離軸線L的方向遞減。進(jìn)一步來說，延展部IlOlb的長度大于延展部1102b的長度，而延展部1102b的長度又大于延展部1103b的長度。需注意的是，上述延展部的長度都不相同的特征非用以限定本發(fā)明。舉例來說，在其他實施例當(dāng)中，延展部1101b、1102b、1103b的長度也可以至少二個是相同的。
[0113]本實施例的框架130b為矩形框，但框架130b的外型非用以限定本實施例。每一支架120b連接于框架130b的環(huán)型內(nèi)側(cè)緣，使得這些支架120b、這些折疊彈簧IlOb及質(zhì)量塊10b被框架130b所環(huán)繞。并且，本實施例的支架120b為一支架，支架120b由中央支架122b連接一 W型支架124b所形成。W型支架124b連接至框架130b，而中央支架122b的另一端連結(jié)折疊彈簧IlOb的固定端114b。更進(jìn)一步來說，W型支架124b具有相對配置的一第一端1241b及一第二端1242b分別連接至框架130b。W型支架124b的第一端1241b及第二端1242b以軸線L為中心線而對稱配置。并且，支架120b的中央支架122b的寬度Wr大于每一延展部1101b、1102b、1103b的寬度Ws。上述本實施例所謂的寬度是指物件于圖示中X方向的尺寸。通過上述支架120b的W型支架124b的第一端1241b及一第二端1242b的設(shè)置，可降低支架120b與框架130b連接處的應(yīng)力值，而防止支架120b與框架130b連接處產(chǎn)生破壞。如此，便提高了微機(jī)電裝置1b于運作時的可靠度。
[0114]此外，框架130b還通過四個彈簧140b而連接于四個固定座15