[发明专利]角速度传感器和用于它的同步检波电路

说明书

技术领域

本发明涉及角速度传感器、用于它的同步检波电路，特别涉及基于在振动的锤部上作用的科里奥利力(Coriolis force)检测角速度的角速度传感器，以及用于它的同步检波电路。

背景技术

角速度传感器，为了检测以外在的因素而变化的物理量而被装入到例如数码相机、摄像机、移动电话、汽车导航系统等的电子设备中。这样的角速度传感器检测角速度等的物理量，并被用于数码相机等的抖动补偿、姿态控制等的独立导航等。此外，也被用于基于GPS(Global Positioning System；全球定位系统)的导航等。

作为角速度传感器之一，已知采用了压电元件的角速度传感器。采用了压电元件的角速度传感器被装入很多装置。

在实用新型登记第3135181号公报(专利文献1)和特开平8-35981号公报(专利文献2)公开的角速度传感器中，设有环状的挠性部、被支承于挠性部的内侧的边缘上的锤部、支承挠性部的外侧的边缘的支承部、以及第1和第2压电元件。挠性部以使Z轴贯通其中心、沿XY平面配置。第1压电元件设置在X轴(或Y轴)的正侧，固定于挠性部的表面。第2压电元件设置在X轴(或Y轴)的负侧，固定于挠性部的表面。该角速度传感器使锤部在Z轴方向上振动，同时基于在第1和第2压电元件上各自产生的电荷量，求绕Y轴旋转(或X轴)旋转的角速度。

此外，在特开平7-167660号公报(专利文献3)公开的角速度传感器中，在陀螺振子(gyro oscillator)上固定第1～第3压电元件，通过第1压电元件而使陀螺振子振动，通过第2压电元件检测陀螺振子的振动，通过第3压电元件检测科里奥利力，放大第2压电元件的输出信号，将其延迟90度而生成第1压电元件的驱动信号。

此外，在采用了压电元件的角速度传感器中，将压电元件输出的电荷变换为电压，通过同步检波电路从混合了驱动信号成分的传感器信号中选择性地取出角速度信号成分，进行直流化，在将检波输出用低通滤波器平滑后，用放大电路放大并输出直流电压信号。

在这样的角速度传感器中，随着振子的小型轻量化，压电元件输出的电荷为非常微弱的电荷。因此，就基于这样的微弱的电荷来检测角速度的装置来说，被要求能够在无失真(no distortion)、低噪声，并且在合适的增益下检测角速度的性能。

从传感器信号中消除作为噪声的补偿(offset)电压的同步检波电路，例如记载在特开2009-168588号公报(专利文献4)中。

在专利文献4中，同步检波电路与其脉冲宽度比传感器信号的半周期短、并且与传感器信号的周期具有同一周期的同步检波用的采样脉冲同步地对传感器信号进行同步检波。通过在同步检波电路中除去角速度信号成分的一部分而降低检波输出与角速度信号成分的比率，消除以信号路径的直流偏置电压为基准的正的补偿电压。

此外，在特开2009-128135号公报(专利文献5)的116段中，记述了如果在角速度信号成分的移动为最大的期间附近进行采样，则可以改善S/N比的宗旨。

此外，在特开2008-224230号公报(专利文献6)的93段中，暗示了调整采样脉冲的脉冲宽度的技术。

此外，特开平10-234094号公报(专利文献7)未涉及角速度传感器而涉及扬声器装置。在专利文献7中，公开了在频率为1KHz以上的高音区中听力下降的宗旨。在本发明的角速度传感器中了解听力下降的频带的事实，在决定驱动信号的频率时是有用的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：实用新型登记第3135181号公报

专利文献2：特开平8-35981号公报

专利文献3：特开平7-167660号公报

专利文献4：特开2009-168588号公报

专利文献5：特开2009-128135号公报

专利文献6：特开2008-224230号公报

专利文献7：特开平10-234094号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1、2的角速度传感器中，第1和第2压电元件上各自产生的电荷量包含随着锤部的振动产生的振动噪声成分、以及因科里奥利力产生科里奥利成分，并且振动噪声成分大于科里奥利成分，所以有角速度的检测精度低的问题。