[发明专利]振动陀螺仪

说明书

本发明涉及一种振动陀螺仪，本发明尤其涉及一种用于例如检测角速度以防止照相机晃动的振动陀螺仪。

图11是传统振动陀螺仪的一个例子的透视图。振动陀螺仪包含例如正三角形的振动体2。如图11和12所示，振动体2的三个外部表面分别具有压电元件3a、3b和3c。为了使用振动陀螺仪1，如图12所示，例如将振荡电路4连接在压电元件3a和3b与压电元件3c之间。还有，压电元件3a和3b连接到检测电路5。检测电路5包含例如差动电路、同步检测电路、平滑电路和DC放大电路。

在振动陀螺仪1中，从压电元件3C输出的信号返回到振荡电路4。振荡电路4放大返回的信号，并对放大的信号进行相位补偿，由此形成激励信号。由此得到的激励信号被馈送到压电元件3a和3b。这引起振动体2沿垂直于形成压电元件3c的表面执行弯曲振动。在这种情况下，压电元件3a和3b的弯曲状态是相同的，并且从那里输出的信号也是相同的。

因此，在检测电路5中，没有信号从差动电路输出。在振动体2处于弯曲振动的状态下，绕振动体的轴的中心的旋转产生科里奥利力，由此改变振动体2的振动方向。这引起了从压电元件3a和3b输出的信号增加的差异，并引起差动电路输出信号。然后，输出的信号在平滑电路中平滑，并且被平滑的信号在DC放大电路中放大。由此，测量从检测电路5输出的信号允许转角速度得到检测。

对于图13所示的振动陀螺仪1，可以通过结合两个压电基片6a和6b制造振动体2。如由图13的箭头表示的，极化压电基片，以便使它们相对。在这种情况下，电极7a和7b(每一个都沿长度方向延伸)形成在振动体2的相对的表面中的一个表面上，并且电极8形成在另外的相对表面的整个表面上。使用如图12所示的电路，上述振动陀螺仪1还允许检测角速度。

然而，通过上述的每一种振动陀螺仪，只能检测绕振动体的轴的中心的角速度，并且只能检测相对于单个方向的角速度。由此，振动陀螺仪的两个单元需要沿两个方向检测角速度，并且需要两个振荡电路激励这些振动陀螺仪。振荡电路是昂贵的，由此，增加了沿多个方向检测角速度的成本。

考虑到上述原因，已经需要一种能够通过使用一单个的元件相对于两个方向检测角速度的振动陀螺仪。

本发明针对满足这种需要的振动陀螺仪。振动陀螺仪包含两个相对设置的平面振动板。这两个振动板在屈曲振动模式和与屈曲振动模式退化或接近它的二阶弯曲振动振动。振动陀螺仪通过检测在提供平行于振动板表面的轴的角速度时产生的二阶弯曲振动的幅值平衡中的偏移，检测科里奥利力。

上述振动陀螺仪可以包含形成在两个振动板之间的中间部件，以在两个振动板之间形成分开的部分，以及多个形成在振动板上的激励和检测元件，以使振动板振动，并输出由振动板的振动产生的信号，其中，对应于两个相邻的激励和检测元件的组合形成第一检测部分，对应于两个相邻的激励和检测元件的另一个组合形成第二检测部分，并且第一检测部分和第二检测部分设置得相互垂直。在这种情况下，较好地，激励和检测元件不形成在与中间部件相对的部分，而形成在与空开的部分相对的位置。

还有，分开的激励和检测元件由压电基片形成，并且十字形交叉为四个的电极形成在压电基片上，由此，可以使用电极和压电基片形成激励和检测元件。

还有，振动板可以是金属板，并且交叉成四个部分，并形成在振动板上的压电元件可以用于形成激励和检测元件。

另外，中间部件可以由其中心部分形成有穿口的框部件形成。

另外，中间部件可以由设置在振动板的多个端部的多个部件形成。

例如，通过将激励信号馈送给所有激励和检测元件，产生屈曲振动，从而振动的每一个中心部分的幅值达到最大值。当将角速度提供给平行于振动板表面的轴的中心时，科里奥利力改变了以二阶弯曲振动模式振动的振动板的振动。当屈曲振动和二阶弯曲振动的振动退化或设置地类似时，振动板幅值达到最大值的点偏离振动板的中心部分地振动。为此，在两个构成第一和第二检测部分中的一个检测部分的两个激励和检测元件的弯曲状态之间产生差异，并且从第一和第二检测部分中的一个检测部分输出对应于科里奥利力的信号。由于第一和第二检测部分设置得相互垂直，可以得到对应于相对于相互垂直的两个方向的角速度的信号。

由于振动板和中间部件是固定不动的，故激励和检测元件较好地安排在与可靠部分相对的位置处。这种安排引起屈曲振动，从而振动板的中心部分的幅值达到最大值。

在上述振动陀螺仪中，压电基片可以用于振动板，并且压电基片和在其上交叉形成为四部分的电极可以用于形成激励和检测元件。