[發明專利]振蕩型回轉傳感器及其制造方法、控制電路和電子設備

無效

• 申請號: 200810082997.4
• 申請日: 2008-03-17
• 公開（公告）號: CN101266257A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 栗原一夫
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: G01P3/44
• 分類號: G01P3/44;G01L1/16
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 郭定輝

相關申請的交叉引用

本發明包含涉及于2007年3月15日向日本知識產權局提交的日本專利申請JP?2007-066802的主題，通過引用的方式將其全部內容合并在此。

技術領域

本發明涉及用于檢測對象的旋轉角速度的振蕩型回轉(gyro)傳感器，及其控制電路、安裝有振蕩型回轉傳感器的電子設備、以及制造振蕩型回轉傳感器的方法。

背景技術

作為商用角速度傳感器，所謂的振蕩型回轉傳感器已經被廣泛地使用。振蕩型回轉傳感器是具有以預定諧振(resonance)頻率振蕩的懸臂(cantilever)振蕩器和檢測由于角速度的影響而發生的科里奧利力(Coriolis?force)的壓電(piezoelectric)元件的傳感器，以便檢測角速度。

振蕩型回轉傳感器具有例如機構簡單、激活時間短以及制造成本低的優點。將振蕩型回轉傳感器安裝在諸如對于傳感器分別執行抖動檢測、運動檢測和方向檢測的攝像機、虛擬現實裝置、汽車導航系統之類的電子設備中。

近些年來，由于已經小型化了安裝有振蕩型回轉傳感器的電子設備的尺寸并且所述電子設備已經具有改進的功能，所以振蕩型回轉傳感器的小型化和改進的功能的需求變得強烈。例如，為了滿足電子設備的多功能和小型化的需求，與其他傳感器一起在單個的電路板上安裝振蕩型回轉傳感器。為了實現電子設備的小型化，被稱為MEMS(微型機電系統)的技術已經變得常見，所述技術利用薄膜處理和半導體的光刻(photolithography)技術在硅襯底上形成結構。

同時，存在問題：根據振蕩型回轉傳感器所使用的環境，尤其根據溫度，振蕩型回轉傳感器的特性發生變化。

具體來說，由設置為具有振蕩器的諧振頻率值的恒定驅動信號來驅動振蕩型回轉傳感器。在驅動信號具有恒定值的情況下，考慮到關于振蕩型回轉傳感器的電路配置的檢測靈敏度是恒定的。然而，由于溫度的變化，檢測靈敏度將改變，以便與溫度的變化成比例。

為了解決上述問題，公開了提供有用于允許從振蕩器的檢測電極輸出的檢測信號恒定的電路的振蕩型回轉傳感器(例如，見日本專利申請公開號Hei9-292231，段0023和0016，圖1，在下文中將此文檔稱為專利文檔1)。

在專利文檔1中，振蕩器(12)的兩個檢測電極(16a，16b)輸出電流信號。I-V轉換器電路(24，26)將電流信號轉換為電壓信號。加法電路(28)將電壓信號相加。振蕩電路(34)和監視電路(40)將從加法電路輸出的信號控制為恒定。換句話說，控制從AGC(自動增益控制)電路(38)中輸出的驅動信號的電壓，使得來自加法電路(28)的輸出信號電壓總是恒定的。結果，即使當振蕩器(12)的特性根據溫度而改變時，也可以保持檢測靈敏度恒定。

發明內容

然而，最近，要求振蕩型回轉傳感器進一步小型化并且具有更低的電壓。在振蕩型回轉傳感器被小型化的情況下，其振蕩器也被類似地小型化并且被變得輕便?？评飱W利力與振蕩系統的重量成比例。因此在使振蕩器變得輕便的情況下，檢測靈敏度也被劣化了所述量。因此，需要提供具有提高的檢測靈敏度和改進的可靠性的振蕩型回轉傳感器。

考慮到以上情況，存在涉及提供改進的可靠性的振蕩型回轉傳感器的技術的需求。

根據本發明的實施例，提供了振蕩型回轉傳感器，包括振蕩回轉裝置、振蕩電路、控制器以及阻抗轉換電路。所述振蕩回轉裝置包括：壓電裝置，其包括驅動電極和檢測電極，所述振蕩回轉裝置根據輸入到驅動電極的驅動信號而振蕩，并且能夠產生包括與來自檢測電極的科里奧利力對應的檢測信號的輸出信號。振蕩電路基于所述輸出信號將用于使振蕩回轉裝置振蕩的信號輸出到驅動電極作為驅動信號?？刂破骺刂普袷庪娐肥沟谜袷庪娐份敵鍪馆敵鲂盘柡愣ǖ尿寗有盘枴Ｏ蜃杩罐D換電路輸入從振蕩電路輸出的驅動信號。

例如，只需要當制造振蕩型回轉傳感器或在其發貨之前，經由阻抗轉換電路監視從振蕩電路輸出的驅動信號。由于監視驅動信號，所以可以觀察振蕩回轉裝置的最佳銳度(Qm)。因此，將來設計者將能夠參照所測量到的銳度Qm來設計具有改進的可靠性的振蕩型回轉傳感器。

此外，振蕩回轉裝置包括壓電組件。在用于監視驅動信號的電極端直接連接到振蕩電路的輸出端的情況下，擔心壓電組件可能被電子放電或由于電子放電而引起的偏振波動損壞。然而，根據本發明，探針等僅需要經由阻抗轉換電路連接到振蕩電路的輸出端，因此消除了上述擔心。

另外，根據本發明的實施例，振蕩電路輸出驅動信號，以便將輸出信號控制為恒定。因此可以獲得不依賴于振蕩回轉裝置的溫度特性的更高的檢測靈敏度。