[发明专利]振动陀螺仪及其调节方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种振动陀螺仪，尤其涉及用于摄像机等的振动陀螺仪，用以通过检测转动角速度来检测诸如手抖动等外部振动，并根据检测得到的信息抵消这些振动。本发明还涉及调节上述类型的振动陀螺仪的方法。

背景技术

图9示出在第7-332988号日本专利公开公报中揭示的振动陀螺仪的一个例子。下面参见附图来说明这种陀螺仪。

参见图9，振动陀螺仪100包括振动器101。振动器101包括振动件102。振动件102是通过层叠第一压电基片103和第二压电基片104并使中间电极105位于其间而整体形成的。以这样的方式沿第一压电基片103的纵向在第一压电基片103的主表面上形成分隔电极106a和106b，即，它们被互相隔开。在第二压电基片104的整个主表面设置共用电极107。

共用电极107起着使振动器101振动的驱动电极的作用，而分隔电极106a和106b起着检测电极的作用。

在结构如上所述的振动陀螺仪100中，振动器101沿与第一压电基片103和第二压电基片104正交的方向(下面称为“驱动方向DX”)以弯曲模式振动。绕振动器101的中心轴0施加转动角速度ω导致沿与驱动方向DX正交的方向(下面称为“检测方向DY”)的科里奥利力。

众所周知，一般，当沿驱动方向的谐振频率大体上与沿检测方向的谐振频率一致时，陀螺仪的灵敏度变得最高。如在第2-298812号和第9-178487日本专利公开公报中所揭示的，达到上述要求的通常做法是去除振动件的一部分。

例如，在第9-178487号日本专利公开公报中，去除第一压电基片103的横向部分S1和第二压电基片104的横向部分S2，以偏移(降低)沿检测方向DY的谐振频率，由此使得在振动陀螺仪100中，沿驱动方向DX的谐振频率fx与沿检测方向DY的谐振频率fy匹配。

然而，上述已知类型的振动陀螺仪及其调节方法存在下述的问题。

具体而言，在振动陀螺仪100中，沿驱动方向DX的谐振频率fx是不稳定的。这是由于沿驱动方向DX的谐振点是分裂的，导致离散的振荡频率。于是振动器的振动变得不稳定，并且振动陀螺仪的S/N比变坏。

因此，沿驱动方向DX的谐振频率fx是如此的不稳定，以致当沿驱动方向DX的谐振频率fx与沿检测方向DY的谐振频率fy一致时，灵敏度降低或偏离。结果，不能得到由科里奥利力引起的稳定的信号。

特别是，如果仅仅通过偏移谐振频率fy而使沿驱动方向DX的谐振频率fx与沿检测方向DY的谐振频率fy匹配，则沿驱动方向DX的谐振频率fx完全不变。因此，此方法不能解决上述问题。

还有，在传统的陀螺仪中，由于沿驱动方向DX的谐振频率fx大体上与沿检测方向DY的谐振频率fy匹配，所以沿检测方向的Q值较高。因此，在这个振动陀螺仪100中，在检测信号中有很大的相位延迟，于是导致低的输出响应特性。

就刻蚀振动器101的横向表面的方法而论，完全没有考虑固定振动器101的基座。在实践中，难以根据基座的形状来刻蚀横向表面。

发明内容

考虑到上述情况，本发明的目的是提供一种振动陀螺仪及其调节方法，其中，能够检测出稳定的角速度信号，并且能够获得正确的角速度信号。

振动陀螺仪包括柱状振动器、驱动器和检测器。柱状振动器包括第一和第二压电基片，它们沿厚度方向相互以相反的方向极化，并互相叠合；两个分隔电极，它们在第一压电基片的一个主表面上形成，并且沿与第一压电基片的纵向垂直的方向隔开；以及一个共用电极，它在第二压电基片的一个主表面上形成。把驱动器接在分隔电极和共用电极之间，并且沿第一和第二压电基片的厚度方向驱动振动器。检测器与分隔电极相接，并检测由振动器的弯曲振动引起的位移。振动器沿两条对角线方向具有大体上相同的谐振频率，这两条对角线方向对角地连接沿振动器的纵向延伸的四条边。

沿振动器的驱动方向的谐振频率和沿振动器的检测方向(它大体上与振动器的驱动方向正交)的谐振频率之间的差值最好是一个预定值。具体而言，该预定值在20至50Hz的范围内，并且沿振动器的驱动方向的谐振频率低于沿振动器的检测方向的谐振频率。

调节振动陀螺仪的方法包括刻蚀分隔电极和共用电极之中的至少一个电极的一部分的步骤，从而振动器沿两条对角线方向具有大体上相同的谐振频率，这两条对角线方向对角地连接沿振动器的纵向延伸的四条边。