[发明专利]角速度传感器

说明书

技术领域

本申请涉及一种角速度传感器，其用于(例如)摄影机的抖动检测、虚拟现实装置中的操作检测、以及汽车导航系统中的方向检测。

背景技术

作为民用角速度传感器，振动式陀螺仪传感器被广泛使用。该振动型陀螺仪传感器事先以预定频率使振动器振动并通过使用压电元件等检测施加于振动器上的科氏力，从而检测角速度。例如，该陀螺仪传感器结合在诸如摄像机的电子装置、虚拟现实装置、或汽车导航系统中并被用作对于抖动检测、操作检测、方向检测等的传感器。

对于通过使用此类陀螺仪传感器检测空间中的姿势变化，已知的是沿两个或三个彼此正交的轴向来布置陀螺仪传感器的配置。例如，日本专利申请公开第HEI 11-211481号(段[0017]，图1)(以下称为专利文献1)公开了以下配置，其通过在柔性基板上安装三个陀螺仪振动器并将该柔性基板弯曲为使得三个振动器彼此正交，从而允许三维角速度检测。相似地，日本专利申请公开第2000-283765号(段[0019]，图8)(以下称为专利文献2)公开了一种三维角速度传感器，包括布置有在三个轴向上彼此正交的三个三臂音叉振动器的底座。

发明内容

近年来，随着电子设备尺寸的减少，希望减少待结合在电子设备中的电子部件的尺寸和厚度。然而，在专利文献1和2的配置中，三个振动器之一被布置为其的纵向定向至正交方向(厚度方向)，因而难以降低传感器的厚度。此外，需要抑制由于尺寸减少而导致的角速度检测特性的降低。

鉴于以上提到的情况，需要提供一种角速度传感器，其能够在实现降低厚度的同时抑制检测特性的降低。

根据本申请的一个实施方式，提供了一种角速度传感器，包括：环形框架、驱动单元、第一检测器、以及支撑机构。

该框架包括第一梁组、第二梁组、以及多个连接器。该第一梁组在第一方向上延伸并在与第一方向正交的第二方向上彼此相对。该第二梁组在第二方向上延伸并在第一方向上彼此相对。多个连接器连接在第一梁组和第二梁组之间。

驱动单元以振动模式在第一方向和第二方向所属的第一平面内振动框架，在振动模式中当第一梁组与第二梁组中的一对彼此靠近时，另一对彼此远离，并且当一对彼此远离时，另一对彼此靠近。

第一检测器基于以振动模式振动的框架在第一平面中框架的变形量，检测环绕与第一平面正交的第三方向的轴的角速度。

支撑机构包括环形基底部，包括围绕框架外侧的内周部以及在内周部和多个连接器之间接合的接合部。

根据该角速度传感器，基于在正交于第三方向的平面内振动的框架的变形量来检测环绕第三方向轴的角速度是可能的。据此，可在不增加传感器厚度尺寸的情况下检测环绕厚度方向上的轴的角速度，并且因此可实现传感器厚度的减少。此外，多个接合部可随着框架的振动而变形，因此抑制框架和基底部之间的振动传送。据此，例如，可防止由于扰乱(disturbance，扰动)等而导致角速度检测灵敏性的波动，并可抑制检测特性的降低。

如上所述，根据本申请，可在实现减少传感器厚度的同时抑制检测特性的降低。

如附图所示，本申请的这些及其他目的、特征以及优点将鉴于下面对于本申请的最佳模式实施方式的详细说明变得显而易见。

附图说明

图1示出根据本申请第一实施方式的角速度传感器的平面图；

图2示出角速度传感器的主要部分的平面图；

图3A示出角速度传感器的框架的基本振动随时间的变化，并且图3B示出了驱动信号随时间的变化；

图4A是示意性地示出了环绕Z轴的角速度作用于其上的框架在某时间点处的变形状态的平面图，并且图4B示出了作用在摆以及图4A中框架的各个部分的科氏力的方向视图；

图5A是用于说明在环绕X轴的角速度作用于框架时各摆的振动状态的示意性透视图，并且图5B是用于说明在环绕Y轴的角速度作用于框架时各摆的振动状态的示意性透视图；

图6示出了角速度传感器驱动电路的框图；

图7A和图7B是用于将角速度传感器的尺寸与根据本申请另一实施方式的角速度传感器的尺寸进行比较的平面图；

图8示出了计算具有不同配置的两个角速度传感器的振动特性的实验结果；

图9示出了根据本申请第二实施方式的角速度传感器的平面图；

图10示出了根据本申请第三实施方式的角速度传感器的平面图；

图11是示出了角速度传感器的变形实例的主要部分的平面图；以及

图12是示出了角速度传感器另一变形实例的主要部分的平面图。

具体实施方式