[发明专利]角速度传感器

说明书

技术领域

本发明总体上涉及角速度传感器，更具体地说，涉及能够感测围绕三个正交轴的角速度的角速度传感器。

背景技术

角速度传感器是感测转动的角速度的传感器，并且用在防止摄像机抖动的系统中、交通工具导航系统中、控制交通工具的位置或机器人的姿态的系统中等。具有音叉振动器的角速度传感器被公知为一种角速度传感器。音叉振动器具有基部和从该基部延伸的多个臂，并且具有感测围绕所述臂沿其延伸的感测轴的角速度的功能。日本特开2006-300577号公报和2006-308543号公报公开了使用由具有分别的感测轴的音叉振动器形成的两个角速度传感器的技术。

根据以上公报中提出的技术，可以通过如下的三个音叉振动来感测围绕三个不同感测轴的角速度：所述三个音叉振动被排列为使得音叉振动器的臂分别沿所述三个方向排列。然而，这种排列需要很大安装体积。

发明内容

鉴于上述情况而提出了本发明，本发明提供了需要的安装体积减小的三轴角速度传感器。

根据本发明的一方面，提供有一种角速度传感器，该角速度传感器包括：第一音叉振动器，所述第一音叉振动器具有第一基部和从所述第一基部沿第一方向延伸的第一臂；第二音叉振动器，所述第二音叉振动器具有第二基部和从所述第二基部沿第二方向延伸的第二臂；以及双平衡架(gimbal)部，所述双平衡架部具有围绕沿第四方向延伸的轴振动的驱动平衡架部、以及围绕沿第五方向延伸的轴振动的感测平衡架部，并且感测围绕沿第三方向延伸的轴的角速度。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施方式的角速度传感器的立体图；

图2是第三角速度感测部件的剖面图；

图3是第一实施方式的角速度传感器的立体图；

图4是音叉振动器的立体图；

图5A和5B分别示出音叉振动器的振动模式；

图6是双平衡架部的平面图；

图7是解释双平衡架部的操作的图；

图8A和8B分别是双平衡架部的剖面图；

图9是根据本发明的第二实施方式的角速度传感器的立体图；以及

图10是根据本发明的第三实施方式的双平衡架部的平面图。

具体实施方式

现在将参照附图给出本发明的实施方式的描述。

[第一实施方式]

图1是在将具有双平衡架部的第三角速度感测部件40纳入封装30之前的根据第一实施方式的角速度传感器的立体图。第一音叉振动器10a和第二音叉振动器10b分别通过插入的支承部20a和20b而接合到空腔型的封装30。第一音叉振动器10a和第二音叉振动器10b相互正交，并且分别能够感测围绕沿相应纵向方向延伸的第一和第二感测轴的角速度。封装30配备有控制电路34，所述控制电路34可以具有安装在基板上的电子部件。控制电路34控制第一音叉振动器10a和第二音叉振动器10b以及图2中示出的双平衡架部50。更具体地说，控制电路34向第一音叉振动器10a和第二音叉振动器10b以及双平衡架部50提供驱动信号，并且从它们接收感测信号。

图2是第三角速度感测部件40的剖面图。在双平衡架部50的两侧上设置有玻璃板42和44。在玻璃板靠近双平衡架部50的侧面形成有间隙46，以防止双平衡架部50的平衡架部的振动。在玻璃板42和44中的至少一个中设置有贯穿电极(未示出)。

图3是在将第三角速度感测部件40装入封装30之后的角速度传感器的立体图。第三角速度感测部件40安装在第一音叉振动器10a和第二音叉振动器10b上。第三角速度感测部件40具有第一感测轴和第二感测轴、以及感测围绕与第一和第二感测轴正交的第三感测轴的角速度的双平衡架部。通过在第三角速度传感部件40上接合盖32而实现根据第一实施方式的角速度传感器。

图4是音叉振动器10的立体图，所述音叉振动器10与所形成的第一音叉振动器10a和第二音叉振动器10b中的每一个都相同。音叉振动器10可以由诸如铌酸锂或钽酸锂的压电材料制成，并包括基部13和从基部13延伸的两个(多个)臂11与12。基部13不会剧烈振动。因此，如图1中所示出的，音叉振动器10容纳在封装30中，使得基部13被支承部20a或20b支承。臂11和12振动并由此感测振动。