本发明专利技术涉及角速度传感器和电子装置。提供了包括第一振动元件、第二振动元件以及支撑基板的角速度传感器。第一振动元件检测围绕与第一方向平行的轴的第一角速度。第二振动元件检测围绕与斜交于第一方向的第二方向平行的轴的第二角速度，并且生成与围绕垂直于第一方向的第三方向平行的轴的第三角速度相对应的输出信号。支撑基板支撑第一振动元件和第二振动元件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种例如用于检测摄像机的相机抖动、虚拟现实装置(virtual reality apparatus)的移动以及汽车导航系统的方向的角速度传感器和电子装置。
技术介绍
作为消费者使用的角速度传感器，振动陀螺仪被广泛使用。振动陀螺仪通过以预定频率使振动器振动并且使用压电元件等检测在振动器中所生成的科里奥利力(Coriolis force)来检测角速度。将以上陀螺仪结合在诸如摄像机、虚拟现实装置以及汽车导航系统的电子装置中，每种陀螺仪被用作用于检测相机抖动、移动、方向等的传感器。在将这种类型的陀螺仪用于检测空间姿势的改变的情况下，存在一种沿着彼此垂直的二轴或者三轴方向设置陀螺仪的已知结构。例如，日本专利申请公开第 2000-283765号(第W019]段，图8 ；下文中称作专利文件1)公开了一种三个三音叉振动器(tripod-tuning-fork vibrator)被设置在基底上以在三轴方向上彼此垂直的三维角速度传感器。
技术实现思路
近年来，随着电子装置的小型化，要求结合在电子装置中的电子部件的小型化和薄化。然而，在专利文件1的结构中，为了检测二轴方向上的角速度，将两个振动器设置为其纵向彼此垂直。鉴于此，使得用于这些振动器的安装区域更大，这难以达到传感器的小型化。此外，为了检测在三轴方向上的角速度，将三个振动器设置为彼此垂直，这三个振动器之一的纵向被设置为指向垂直方向(厚度方向)。因此，出现传感器的厚度尺寸增大，并且难以薄化的问题。鉴于以上所述的情况，期望提供能够实现传感器薄化或者小型化的角速度传感器和电子装置。根据本专利技术的实施方式，提供了包括第一振动元件、第二振动元件以及支撑基板的角速度传感器。第一振动元件检测围绕与第一方向平行的轴的第一角速度。第二振动元件检测围绕与斜交于第一方向的第二方向平行的轴的第二角速度。第二振动元件是为了生成对应于围绕与垂直于第一方向的第三方向平行的轴的第三角速度的输出信号。支撑基板支撑第一振动元件和第二振动元件。在角速度传感器中，可以基于由第一振动元件检测的第一角速度的检测信号和由第二振动元件检测的第二角速度的检测信号使用三角函数通过简单计算来计算与第三角速度相对应的输出信号。第三方向可以是在第一方向和第二方向所属的第一平面上与第一方向垂直的方向。通过这种结构，可以减小振动元件在支撑基板上的安装区域(这对于检测在第一方向和第二方向所属的平面上彼此垂直的二轴方向上的角速度是必要的)，结果，4可以实现角速度传感器的小型化。此外，在该平面与传感器的厚度方向平行的情况下，可以实现传感器的薄化。术语“第二方向与第一方向斜交”表示第一方向和第二方向不相互垂直。具体地， 当通过θ来表示通过第一方向和第二方向所形成的角时，将θ角的范围设置为ο< θ <90度，或者90度< θ <180度。可以根据要求的传感器的尺寸、厚度、灵敏度等适当设置角度θ。没有具体限制第一振动元件 第三振动元件的结构，可以是包括悬臂式音叉型振动器的振动元件或者包括具有多个节点的声音片式振动器(sound piece-type vibrator) 的振动元件。此外，在声音片式振动器的情况下，也没有限制梁的数量而是可以为一个、两个、或者三个或更多。在音叉型振动器和声音片式振动器的任何情况下，梁的截面形状可以为多边形(四角柱形或者三角柱形)或者圆(圆柱形)。另外，还可将该结构应用于除音叉型振动元件和声音片式振动元件以外的振动元件。此外，在这种情况下，可以获得与以上描述等同的效果。支撑基板可以具有与第一方向平行的第一表面，在该第一表面上，安装有第一振动元件和第二振动元件。通过该结构，可以执行以支撑基板的第一表面作为基准的安装，结果，可以提高第一振动元件的安装的可靠性。第一表面可以在与第一平面垂直的第二平面上。通过这种结构，与振动元件的检测轴被设置在彼此垂直的轴方向上的情况相比较，可以减小厚度方向上的支撑基板的尺寸。在这种情况下，角速度传感器可以进一步包括检测围绕与垂直于第一平面的第四方向平行的轴的第四角速度的第三振动元件。通过这种结构，可以输出与彼此垂直的三轴方向的角速度相对应的信号。可以将第三振动元件安装在支撑基板的第一表面上。通过这种结构，可能实现其中第一振动元件、第二振动元件以及第三振动元件安装在共用基板上的角速度传感器的薄化。在以上结构中，支撑基板可以包括在第一平面中的固定部，固定部将第二振动元件定位在沿着第二方向的检测轴上。通过这种结构，可以将第二振动元件稳定地安装在第一表面上。根据本专利技术的另一实施方式，提供了包括第一振动元件、第二振动元件、支撑基板以及信号处理电路的电子装置。第一振动元件检测围绕与第一方向平行的轴的第一角速度。第二振动元件检测围绕与斜交于第一方向的第二方向平行的轴的第二角速度。支撑基板支撑第一振动元件和第二振动元件。信号处理电路基于与通过第一振动元件所检测到的第一角速度相关的信号和与通过第二振动元件所检测到的第二角速度相关的信号，生成对应于围绕与垂直于第一方向的第三方向平行的轴的第三角速度的输出信号。如上所述，根据本专利技术的实施方式，可以实现角速度传感器的薄化或者小型化。如在附图中所示的，根据下文中具体描述的其最佳实施方式，本专利技术的这些和其他目的、特性以及优点将更加显而易见。附图说明图1为示出根据本专利技术的第一实施方式的角速度传感器的主要部分的示意性平面图；图2为图1的整个角速度传感器的侧视图；图3为用在图1的角速度传感器中的振动元件的平面图；图4为沿着图3的线A-A所获得的截面图；图5为在图1的角速度传感器中检测围绕Z'轴方向的角速度的振动元件的侧视图；图6为示出图5的结构的变形实例的振动元件的侧视图；图7为用于说明在图1的角速度传感器中的用于围绕Z轴的角速度的操作方法的示意图；图8为示出在图1的角速度传感器中关于振动元件低剖面安装的水平和围绕Z轴的检测灵敏度的振动元件的安装角依赖性的示图；图9为示出基于图1的角速度传感器的输出信号生成角速度信号的信号处理电路的框图；图10为示出根据本专利技术的第二实施方式的角速度传感器的主要部分的示意性平面图；图11为在图10的角速度传感器中检测围绕Z'轴方向的角速度的振动元件的侧视图；图12为示出根据本专利技术的第三实施方式的角速度传感器的主要部分的示意性平面图；图13为在图12的角速度传感器中检测围绕Z'轴方向的角速度的振动元件的侧视图；图14为示出在图12的角速度传感器中的支撑基板的主要部分的截面图；图15为示出在图13中所示的支撑基板和振动元件之间的电连接结构的主要部分的截面图；图16为用于说明制作图12的角速度传感器的方法的示图；图17A为示出根据本专利技术的第四实施方式的角速度传感器的主要部分的示意性平面图，图17B为示出作为比较实例示出的角速度传感器的主要部分的示意性平面图；图18为示出根据本专利技术的第一实施方式的角速度传感器的变形实例的示意性结构图，其中，图18A为平面图而图18B为侧视图；图19为示出根据本专利技术的第一实施方式的角速度传感器的另一变形实例的示意性结构图，其中，图19A为平面图而图19B为侧视图；以及图20为示出根据本专利技术的第四实施方式的角速度传感器的变形实例的示意性结构图，其中，图20A为平面图而图2本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种角速度传感器，包括：第一振动元件，检测围绕与第一方向平行的轴的第一角速度；第二振动元件，检测围绕与斜交于所述第一方向的第二方向平行的轴的第二角速度，并且生成与围绕垂直于所述第一方向的第三方向平行的轴的第三角速度相对应的输出信号；以及支撑基板，支撑所述第一振动元件和所述第二振动元件。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：稻熊辉往，本多顺一，青砥隆德，日野幸喜，高桥和夫，大沼博，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。