CN100543418C - 角速度传感器用音叉型振荡器、使用此振荡器的角速度传感器、以及使用此角速度传感器的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可实现音叉的稳定驱动和角速度传感器的小型化并且即使在高温环境下使用也可对车体进行高精度控制的角速度传感器用音叉型振荡器、一种使用此振荡器的角速度传感器、和一种使用此角速度传感器的车辆。由电流放大器(40a)、(40b)分别对从设置在音叉臂(10b)上的上部电极(13a)、(14a)得到的电荷进行放大。由第一差动放大器(41)差动放大上述已放大的信号，并将此已放大的信号用作音叉驱动用的监测信号。将由加法部(60)对来自电流放大器(40a)、(40b)的输出信号进行加法运算后得到的加法信号，用作角速度检测用的信号。

Description

角速度传感器用音叉型振荡器、使用此振荡器的角速度传感器、以及使用此角速度传感器的车辆

技术领域

本发明涉及一种角速度传感器用音叉型振荡器、一种使用此振荡器的角速度传感器、以及一种使用此角速度传感器的车辆，上述角速度传感器用音叉型振荡器可实现稳定的音叉驱动及角速度传感器的小型化，即使在高温环境下使用也稳定，并且可实现对车体的高精度控制。

背景技术

现有的此种角速度传感器，例如，在日本专利特开平11-173850号公报中有介绍。图4是该公报中所介绍的角速度传感器振荡器的平面图。

图4中，由硅制成的音叉型振荡器101具有音叉臂102、103。音叉臂102、103由基部104连接。而且，在使音叉臂102、103在其X轴方向进行音叉振动的基部104上形成有驱动元件部105、106。监测元件部107、108分别形成在音叉臂102、103上，用于监测音叉臂102、103在X轴方向上发生音叉振动时的振幅。检测元件部109、110形成在用于检测角速度的音叉臂102、103上。

将交流信号施加至驱动元件部105、106时，音叉臂102、103在X轴方向进行音叉振动。监测元件部107、108分别设置在音叉臂102、103的较短方向的中心部的外侧。

由此，监测元件部107、108中产生相互同相的交流信号。音叉臂102、103受到响应于监测元件部107、108的输出信号的控制，从而使音叉振动达到规定的振幅。当音叉臂102、103在其X轴方向上发生音叉振动时，向其施加围绕Z轴的角速度时，音叉臂102、103在其Y轴方向产生互相相反的弯曲。由检测元件部109、110检测此弯曲，可以获知施加的角速度的大小。

在如上所述的现有的角速度传感器中，监测元件部107、108分别设置在音叉臂102、103的中心部的外侧。因此，产生相互同相的交流信号。从而，产生以下问题：监测元件部107、108无法除去在X轴方向进行音叉驱动时应除去的噪声，音叉根据混入有噪声的监测信号而被驱动。

而且，因为驱动元件部105、106，监测元件部107、108及检测元件部109、110必须分别独立地设置在音叉型振荡器101上，所以难以实现角速度传感器的小型化。而且，因为驱动元件部105、106，监测元件部107、108及检测元件部109、110分别独立地设置在音叉型振荡器101上，所以在如车辆等高温环境下使用时，各元件的温度变化率不同，各元件分别受到不同的经时变化，从而产生无法得到正常的角速度信号的问题。

发明内容

本发明提供一种角速度传感器用音叉型振荡器、一种使用此振荡器的角速度传感器、以及一种使用此角速度传感器的车辆，上述角速度传感器用音叉型振荡器，可实现稳定的音叉驱动及角速度传感器的小型化，即使在高温环境下使用也可对车体进行高精度控制。

本发明的角速度传感器用音叉型振荡器包括具有两个音叉臂和用于连接上述音叉臂的一个基部、且由非压电材料制成的音叉。该角速度传感器用音叉型振荡器包括用于在X轴方向上激励该音叉、以两个音叉臂中的至少一个音叉臂的一主面上的中心部为分界而分开设置其上部电极的第一压电膜。而且，在该第一压电膜下方形成有下部电极。第一压电膜及其上部电极和下部电极可以在两个音叉臂上形成。然而，第一压电膜形成在两个音叉臂中的一个上较为实用，且可简化结构。并且，将相位相互反转的驱动信号供给这些上部电极。

而且，为了监测音叉在X轴方向进行音叉振动时音叉臂在X轴方向上的振幅，以两个音叉臂中的至少一个音叉臂的一主面上的中心部为分界，形成有第二压电膜。第二压电膜中，其上部电极和下部电极分开形成。而且，从这些上部电极输出相位相互反转的监测信号。

在这样的结构中，因为至少两个上部电极分别形成在以音叉臂的中心部为分界而分开形成的第二压电膜上，所以在X轴方向上进行音叉驱动时可以除去噪声。

而且，第二压电膜及其上部电极和下部电极形成在两个音叉臂中的至少一个音叉臂上。这些部件不仅可以在一个音叉臂上形成，而且可以在两个音叉臂上形成。

根据上述的结构，能够排除根据混入有噪声的监测信号，向在以音叉臂的中心部为分界而分开形成的第一压电膜上设置的上部电极施加驱动信号的不利情况，因而能够得到稳定的音叉驱动。

而且，对应于以音叉臂的一主面上的中心部为分界而分开形成的上部电极，第一压电膜也以中心部为分界而分开形成。此外，对应于分开形成的第一压电膜，其下部电极也分开形成。而且，对应于以音叉臂的一主面上的中心部为分界而分开形成的上部电极，第二压电膜也以音叉臂的中心部为分界而分开形成。此外，对应于分开形成的第二压电膜，其下部电极也分开形成。而且，驱动部与监测部以音叉臂的中心部为分界而相互分离、独立地设置，所以，可向X轴方向与Z轴方向产生更高精度的振动。

而且，以音叉臂的中心部为分界而分开形成的第一压电膜、与设置于其上的其上部电极，以音叉臂的中心部为分界而对称地配置。而且，在以音叉臂的中心部为分界而分开形成的第二压电膜上形成的其上部电极，以音叉臂的中心部为分界而对称地配置。由此，监测部可以更高精度地除去噪声，且能够得到更稳定的音叉驱动。

而且，在角速度传感器用音叉型振荡器中，以音叉臂的中心部为分界而分别分开形成的一对上部电极、第二压电膜及下部电极，以音叉的中心部为分界而对称地配置。由此可实现得到更大的稳定的监测信号的作用效果。

而且，在本发明的角速度传感器用音叉型振荡器中，音叉是由硅制成的传感器用音叉型振荡器，因采用了普及且稳定的半导体处理技术，所以可以得到廉价并且具有高精度形状的振荡器。

而且，在角速度传感器用音叉型振荡器中，其上部电极以音叉臂的中心部为分界而分开形成的第一压电膜和上部电极以音叉臂的中心部为分界而分开形成的第二压电膜以及其上部电极被设置为：与音叉臂的Y轴方向上的长度的中央部相比偏向基部侧。由此，可实现即使存在干扰振动也可进行稳定的音叉驱动的作用效果。

而且，角速度传感器包括角速度传感器用音叉型振荡器、驱动电路、以及角速度检测电路。驱动电路包括第一放大器，分别对由以音叉臂的中心部为分界而分开形成的第二压电膜及在其上形成的上部电极得到的各个信号进行放大。第一放大器不仅可以是一个放大器，也可以由例如被称作电流放大器的两个放大装置构成。

而且，驱动电路具有对第一放大器的输出信号进行差动放大的差动放大器。驱动电路具有输入差动放大器的输出信号的AGC电路以及输入AGC电路的输出信号的第二放大器。第二放大器将相位相互反转的驱动信号供给在以音叉臂的中心部为分界而分开形成的第一压电膜上形成的各个上部电极。

而且，与驱动电路分开设置的角速度检测电路包括加法部，该加法部对于由第一放大器得到的各信号，或者，由第一压电膜与形成于其上的上部电极所得到的各信号中的任一个进行加法运算，其中上述第一压电膜在音叉臂的Z轴方向上弯曲、以音叉臂的中心部为分界而分开形成。角速度检测电路还包括：使加法部的输出信号的相位移相的移相器，以及，根据第一放大器的输出信号或差动放大器的输出信号对移相器的输出信号进行同步检波的同步检波器。

通过这样的结构，不需要用于检测角速度的结构，所以能够实现和提供角速度传感器的小型化。

而且，本发明的角速度传感器包括角速度传感器用音叉型振荡器、驱动电路、和角速度检测电路。驱动电路包括：第一放大器，分别对由以音叉臂的中心部为分界而分开形成的第二压电膜与在该第二压电膜上设置的上部电极得到的信号进行放大；以及，第一差动放大器，对上述第一放大器的输出信号进行差动放大。第一放大器不仅可以是一个放大器，也可以由例如被称作电流放大器的两个放大装置构成。

而且，驱动电路具有输入该第一差动放大器的输出信号的AGC电路、以及输入该AGC电路的输出信号的第二放大器。第二放大器将相位相互反转的驱动信号供给以音叉臂的中心部为分界而分开形成的第一压电膜及形成于其上的各上部电极。

而且，与驱动电路分开设置的角速度检测电路包括第二压电膜，该第二压电膜在围绕音叉臂的Y轴施加角速度Ω时在其Z轴方向上弯曲、以音叉臂的中心部为分界而分开形成。从形成于第二压电膜上的上部电极得到的各信号由第一放大器放大。放大后的信号由第一加法部进行加法·合成运算。

而且，角速度检测电路包括第三放大器，该第三放大器对由第一压电膜以及形成于其上的上部电极得到的各信号进行放大。角速度检测电路包括对放大后的各信号进行加法·合成运算的第二加法部。由第二加法部进行加法·合成运算后的信号由第二差动放大器进行放大。第二差动放大器的输出信号被输入至移相器，仅以规定的相位进行移相。角速度检测电路包括同步检波器，该同步检波器根据第一放大器的输出信号或者第一差动放大器的输出信号，对移相器的输出信号进行同步检波。通过这样的结构，不需另外增加用于检测角速度的电路部，也可实现能够检测更大的角速度信号的作用效果。

而且，本发明的车辆将角速度传感器用作对于横摆角速度(yawrate)、横摇(rolling)、纵摇(pitching)中的至少一个进行检测的传感器。因为，角速度传感器中，执行驱动的部分、检测用于控制驱动的基准信号(监测信号)的部分、以及检测角速度信号的部分为共用元件，所以，像车辆那样在高温环境下使用时，即使构成角速度传感器的电气元件产生经时变化，也可保持温度变化率大致相同，因此，可实现角速度信号实际上不受影响的作用效果。

附图说明

图1是本发明的实施方式的角速度传感器用音叉型振荡器的分解立体图。

图2是图1所示的振荡器的2-2截面图。

图3是使用该振荡器的角速度传感器电路图。

图4是现有的角速度传感器的振荡器的平面图。

附图标记说明

1                   音叉型振荡器

10a、10b            音叉臂

11a、12a、13a、14a  上部电极

1ib、12b            第一压电膜

11c、12c、13c、14c  下部电极

1id、12d、13d、14d  导电部

13b、14b            第二压电膜

18                  基部

30、31              中心部

32、33              一主面

40a、40b            电流放大器

41                  第一差动放大器

42                  全波整流电路

43                  AGC电路

44                  放大器

45                  反相放大器

46                  驱动电路

60                  加法部

65                  移相器

66                  同步检波器

67                  低通滤波器

68                  端子

69                  角速度检测电路

具体实施方式

以下参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。

(实施方式)

图1是本发明的实施方式的角速度传感器用音叉型振荡器的分解立体图，图2是图1所示的振荡器的2-2截面图，图3是使用该振荡器的角速度传感器的电路框图。

图1中，本发明的角速度传感器用音叉型振荡器1包括由例如硅等非压电材料构成的音叉臂10a、10b。在音叉臂10a、10b的长度方向，即，在正视图1时的Y轴方向，其下方部由基部18连接。在音叉臂10a、10b的较短方向、即X轴方向的大致中心位置，表示有其中心部30、31。而且，在音叉臂10a、10b的长度方向的面上分别表示有一主面32、33。

在此，着眼于音叉臂10a。下部电极11c、12c以中心部30为分界而大致对称地分开形成在音叉臂10a的一主面32上。第一压电膜11b、12b通过对由PZT形成的膜面在垂直方向上进行极化处理而分别形成于下部电极11c、12c上。上部电极11a、12a具有作为驱动电极的功能，并分别形成于第一压电膜11b、12b上。而且，导电部11d、12d分别与上部电极11a、12a连接，并且，它们被配置在音叉臂10a的下方端部侧，即，接近基部18的位置。

其次，着眼于音叉臂10b。下部电极13c、14c以中心部31为分界而分开形成在音叉臂10b的一主面上。第二压电膜13b、14b都是通过对由PZT形成的膜面在垂直方向上进行极化处理而分别形成于下部电极11c、12c上。上部电极13a、14a是用于得到监测信号及角速度检测信号的上部电极，且分别形成于第二压电膜13b、14b上。

而且，导电部13d、14d分别与上部电极13a、14a连接，且被设置在音叉臂10b的下方端部，即接近基部18的位置。而且，导电部13d、14d与导电部11d、12d夹住基部18大致对称地配置。

设置于音叉臂10a上的驱动部，由上部电极11a、12a，第一压电膜11b、12b及下部电极11c、12c构成。这些驱动部以中心部30为分界而相互对称地成对配置。同样，在音叉臂10b上也以中心部31为分界而相互对称地配置有上部电极13a、14a，第二压电膜13b、14b及下部电极13c、14c。音叉臂10a与10b，以音叉型振荡器1的中心部1c为分界而左右对称地配置。

另外，图1所示的音叉型振荡器1的结构是，在两个音叉臂中的一个、即音叉臂10a上，配设有第一压电膜11b、12b及其上部电极11a、12a和下部电极11c、12c。而且，在另一个音叉臂，即音叉臂10b上，配设有第二压电膜13b、14b及其上部电极13a、14a和下部电极13c、14c。然而，本领域的技术人员能够在设计事项的范围内对这些配置的组合进行多种选择。例如，可以不是在两个音叉臂的一个上，而是在两个音叉臂上形成第一压电膜及第二压电膜中的至少一个。

而且，在图1中，作为驱动电极的上部电极11a、12a形成在一个音叉臂10a上，获取监测信号及角速度检测信号的上部电极13a、14a形成在另一个音叉臂10b上，这些电极相互分离且独立地形成。然而，这些电极也可以形成在同一个音叉臂上。

图2是图1所示的音叉型振荡器1的2-2截面图。对与图1所示相同的部分使用相同的符号。在正视图2时，左侧所示的音叉臂10a以其中心部30为分界，具有其外侧30a和其内侧30b。而且，音叉臂10a具有一主面32。在音叉臂10a的外侧30a的一主面32上形成有下部电极11c。在下部电极11c上，形成有通过对由PZT形成的膜面在垂直方向上进行极化处理而形成的压电膜11b，在其上形成有作为驱动电极的上部电极11a。

同样，在音叉臂10a的内侧30b的一主面32上，以如下顺序形成有下部电极12c、经极化处理的压电膜12b、以及上部电极12a。

此外，在正视图2时，右侧所示的音叉臂10b以中心部31为分界，具有其外侧31a与其内侧31b。而且，音叉臂10b具有一主面33。在音叉臂10b的外侧31a的一主面33上形成有下部电极13c。在下部电极13c上，形成有通过对由PZT形成的膜面在垂直方向上进行极化处理而形成的压电膜13b，在其上形成有作为驱动电极的上部电极13a。

同样，在音叉臂10b的内侧31b的一主面33上，以如下顺序形成有下部电极14c、经极化处理的压电膜14b、以及上部电极14a。

检测部由设置在音叉臂10a的一主面32上的下部电极(未图示)、设置在该下部电极上的通过对由PZT形成的膜面在垂直方向进行极化处理而得到的压电膜(未图示)、以及设置在该压电膜上的上部电极(未图示)构成。同样，在音叉臂10b的一主面33上，也由下部电极(未图示)、设置在该下部电极上的通过对由PZT形成的膜面在垂直方向进行极化处理而得到的压电膜(未图示)、以及设置在该压电膜上的上部电极(未图示)构成。

这样的检测部，以音叉型振荡器1的中心部1c为分界，而在左右音叉臂10a、10b上大致对称地构成。

同样，在监测电极17下方也形成有下部电极(未图示)以及通过对由PZT形成的膜面在垂直方向进行极化处理而得到的压电膜(未图示)。

图3是本发明的角速度传感器电路。角速度传感器电路由音叉型振荡器1、驱动电路46及角速度检测电路69三部分构成。在正视图3时，左上侧所示的音叉型振荡器1的基本结构与图1所示的结构相同，因此省略详细说明。

在正视图3时，下方中间部分所示的驱动电路46包括：电流放大器40a、40b，第一差动放大器41，全波整流器42，AGC电路43，放大器44及反相放大器45。

从设置在音叉臂10a下方端部侧的导电部13d将信号输入到电流放大器40a中。从导电部14d将信号输入到电流放大器40b中。另外，电流放大器40a及40b并非各自独立的放大器，可以将它们组合作为第一放大器。

于是，作为第一放大器中的一个的电流放大器40a的输出信号被输入到第一差动放大器41的一个输入端。另一个输入端中，输入第一放大器中的电流放大器40b的输出信号。第一差动放大器41的输出信号被输入至AGC电路43及全波整流器42中。AGC电路43控制驱动信号的振幅，使得音叉臂10a、10b在其X轴方向上音叉振动的振幅大小被设定为规定值。全波整流器42使第一差动放大器41的输出信号整流平滑。AGC电路43的输出信号被输入到放大器44中。放大器44的输出信号例如是正的驱动信号，此驱动信号经由导电部11d供给上部电极11a。放大器44的输出信号也输入至反相放大器45中。作为反相放大器45的输出信号，取出例如负的驱动信号，此驱动信号经由导电部12d供给上部电极12a。供给上部电极11a、12a的各个驱动信号的相位相互反转，即有180°的相位差，上述各驱动信号的振幅被设定为大致相同。

在正视图3时，右上侧所示的角速度检测电路69包括：加法部60、移相器65、同步检波器66、低通滤波器67及端子68。向加法部60中输入来自构成驱动电路46的一部分的电流放大器40a及电流放大器40b的两个输出信号，对这些输出信号进行加法·合成。由加法部60进行加法运算后得到的合成信号的相位在移相器65中以规定大小进行移相。移相器65的输出信号被输入至同步检波器66中。而且，第一差动放大器41的输出信号被输入至同步检波器66中，基于此输出信号对移相器65的输出信号进行同步检波。同步检波器66的输出信号被输入至低通滤波器67中。

其次，参照图3说明本发明的角速度传感器的音叉振动的动作。供给形成于音叉型振荡器1一侧的上部电极11a的正驱动信号和供给上部电极12a的负驱动信号的相位保持相互反转的关系，即保持相位差为180°，上述驱动信号的振幅的大小被设定为大致相同。

根据这样的条件设定，例如以音叉臂10a的中心部30为分界，压电膜11b在音叉臂10a的Y轴方向弯曲时，会产生使音叉臂10a在X轴方向(向外)弯曲的力。同时，也产生在Z轴方向(从里向外方向)弯曲的力。而且，以音叉臂10a的中心部30为分界，压电膜12b在Y轴方向伸长，从而产生使音叉臂10a在X轴方向(向外)弯曲的力。同时，也产生在Z轴方向(从里向外的方向)弯曲的力。结果，以音叉臂10a的中心部30为分界，使音叉臂10a的左右部分在Z轴方向上相互反向地弯曲的力平衡且抵消，从而引起向X轴方向(向外)的振动。

而且，当音叉臂10a进行上述的动作时，音叉臂10b因音叉振动，而向与音叉臂10a相反的X轴方向(向外)振动。从而，以音叉臂10b的中心部31为分界，第二压电膜13b在Y轴方向上收缩，相反，第二压电膜14b在Y轴方向上伸长。由此，在上部电极13a、14a上产生相位依据音叉振动的振幅而相互反转、且相同大小的电荷。

上部电极13a、14a上所产生的电荷分别由电流放大器40a、40b放大后，它们的输出信号由第一差动放大器41放大。由此，可得到用于监测音叉振动的放大的大的监测信号。另外，因为上部电极13a与上部电极14a以音叉臂10b的中心部31为分界而对称地配置，从而能够除去在X轴方向上音叉驱动时所产生的噪声。

因此，可避免监测信号中混入噪声、受其影响的驱动信号被供给上部电极11a、12a这样的不利情况，从而能够得到稳定的音叉驱动。而且，即使因为干扰而导致音叉臂10b在Z轴方向产生一定程度的弯曲，由于在上部电极13a、14a上产生同相且相同大小的电荷，这些电荷也被消除，因此不会对在X轴方向进行音叉驱动的动作产生不良影响。

其次，对角速度信号的检测原理加以说明。音叉臂10a、10b在其XY面内音叉振动时，若被施加围绕Y轴的角速度Ω，则音叉臂10a、10b因为科里奥利(Corioli)力而在Z轴方向上相互相反地弯曲。从而，在形成于音叉臂10b上的上部电极13a、14a上，基于科里奥利力，而产生同相且相同大小的电荷。在上部电极13a、14a上所产生的电荷，在由电流放大器40a、40b分别放大后，由加法部60对两者的输出信号进行加法运算，且将相加后的信号输入至移相器65。同步检波器66根据第一差动放大器41的输出信号，对移相器65的输出信号进行同步检波。同步检波器66的输出信号通过低通滤波器67，作为角速度信号从端子68导出到外部。

根据这样的结构，相位相互反转且大小相等的电荷，由加法部60对电流放大器40a、40b的输出信号进行加法运算而消除，所以能够提取基于科里奥利力的信号，作为根据在X轴方向上音叉振动的振幅而在上部电极13a、14a上产生的监测信号。而且，根据这样的结构，不需要用于检测角速度的结构，因此可实现角速度传感器的小型化。

而且，本发明中，对于在音叉臂10b上设置用于检测监测信号的检测部的例子进行了说明。然而，还可以在音叉臂10a上再设置一对用于检测监测信号的检测部。由此，可得到更大且稳定的监测信号。

而且，本发明中，对于从设置在音叉臂10b上的上部电极13a、14a检测角速度的结构进行了说明。同样，也可以采用从设置在音叉臂10a上的上部电极11a、12a检测角速度的结构。而且，由电流放大器40a、40b分别对在Z轴方向上发生弯曲的音叉臂10b上设置的上部电极13a、14a所输出的输出信号进行放大后，通过加法部60对来自电流放大器40a、40b的各个输出信号进行加法运算，能够得到第一加法信号。

而且，在Z轴方向并且在与音叉臂10b相反的方向上弯曲的音叉臂10a上设置的上部电极11a、12a的输出信号，由作为第三放大器的电流放大器(未图示)分别放大后，由加法部60以外的加法部(未图示)对来自这些电流放大器的各个输出信号进行加法运算，从而能够得到第二加法信号。

由第二差动放大器(未图示)差动放大上述的第一加法信号与第二加法信号，将此第二差动放大器的输出信号输入至移相器65中。然后，由同步检波器66根据第一差动放大器41的输出信号对移相器65的输出信号进行同步检波。但也可以是这样的结构：同步检波器66的输出信号通过低通滤波器67，并且作为角速度信号从端子68输出到外部。

由此，不需增加用于检测角速度的电路部，就能够检测出更大的角速度信号。

而且，本发明中，对于在一个音叉臂上设置驱动部的例子进行了说明。但是，驱动部只要设置在至少一个音叉臂的至少一主面上即可。同样，监测部也只要设置在至少一个音叉臂的一主面上即可。

而且，对于在一个音叉臂上以其中心部为分界而分别独立设置驱动部和监测部的例子进行了说明。然而，只要它们的至少上部电极以音叉臂上的中心部为分界而分开设置即可。而且，只要驱动部、监测部都以音叉臂的中心部为分界而分别独立地设置，就能够在X轴方向与Z轴方向上产生更高精度的振动。

而且，因为采用将驱动部、监测部配置在与音叉臂的长度方向、即Y轴方向的长度的中心部的位置相比更接近基部侧的结构，因此稳定性高，即使存在干扰振动也能够进行稳定的音叉驱动。

而且，对于从使用一般常用的半导体处理技术可以得到廉价且具有高精度形状的振荡器的观点出发，采用作为非压电材料之一的硅作为音叉型振荡器的例子进行了说明。然而，并不限于此。例如也可使用金刚石(diamond)、溶融石英、氧化铝、GaAs等。而且，还可使用水晶、LiTaO₃、LiNbO₃等压电材料。

而且，本发明的角速度传感器，对控制驱动的基准信号(监测信号)进行检测的部分与对角速度信号进行检测的部分为共用元件。在车辆那样的高温环境下，用作对横摆角速度、横摇、纵摇中的至少任一个进行检测的传感器的情况下，即使元件受到经时变化的影响，也可使各元件的温度变化保持一致。因此，因为角速度信号可将温度变化的影响抑制为较低，从而可以实现对车体进行极高精度控制的车辆或者能够达到高安全性的车辆。另外，当角速度传感器中执行驱动的部分与检测角速度信号的部分为共用元件时，也是一样。

产业上的可利用性

本发明的角速度传感器用音叉型振荡器、使用此振荡器的角速度传感器、以及使用此角速度传感器的车辆，可实现稳定的音叉驱动，达到角速度传感器的小型化，并且，即使在高温环境下使用，也可实现对车体的高精度控制，因此其产业上的利用价值较高。

Claims (11)

1.一种角速度传感器用音叉型振荡器，其特征在于，包括：

音叉，具有两个音叉臂和用于连接所述音叉臂的基部，且由非压电材料制成；

第一压电膜，用于在X轴方向上激励所述音叉，其上部电极以所述两个音叉臂中的至少一个音叉臂的一主面上的中心部为分界而分开设置；和

第二压电膜，用于在所述第一压电膜的上部电极被供给相位相互反转的驱动信号、所述音叉在X轴方向上进行音叉振动时，监测所述音叉臂在X轴方向的振幅，所述第二压电膜的上部电极以所述两个音叉臂中的至少一个音叉臂的一主面上的中心部为分界而分开形成，并且从所述第二压电膜的上部电极至少输出相位相互反转的监测信号。

2.根据权利要求1所述的角速度传感器用音叉型振荡器，其特征在于，包括：

在所述两个音叉臂中的至少一个音叉臂的一主面上以其中心部为分界而分开形成的第一压电膜及其上部电极和下部电极；和

在所述两个音叉臂中的至少一个音叉臂的一主面上以其中心部为分界而分开形成的第二压电膜及其上部电极和下部电极。

3.根据权利要求1所述的角速度传感器用音叉型振荡器，其特征在于：

所述第二压电膜及其上部电极以所述音叉型振荡器的中心部为分界，在所述两个音叉臂的一个和另一个上对称地形成。

4.根据权利要求1所述的角速度传感器用音叉型振荡器，其特征在于：

所述第一压电膜及其上部电极和下部电极形成在所述两个音叉臂的一个音叉臂上，所述第二压电膜及其上部电极和下部电极形成在所述两个音叉臂的另一个音叉臂上。

5.根据权利要求4所述的角速度传感器用音叉型振荡器，其特征在于：

以所述一个音叉臂的中心部为分界而对称地形成一对所述第一压电膜及其上部电极。

6.根据权利要求4所述的角速度传感器用音叉型振荡器，其特征在于：

以所述一个音叉臂的中心部为分界而对称地形成一对所述第二压电膜及其上部电极。

7.根据权利要求1所述的角速度传感器用音叉型振荡器，其特征在于：

所述音叉由硅制成。

8.根据权利要求1～3中任一项所述的角速度传感器用音叉型振荡器，其特征在于：

所述第一压电膜及其上部电极以及第二压电膜及其上部电极中的至少所述两个电极，被配置为从音叉臂的Y轴方向的长度的中心部向着基部侧。

9.一种角速度传感器，其特征在于：

包括权利要求1所述的角速度传感器用音叉型振荡器、驱动电路、和角速度检测电路，

所述驱动电路包括：

第一放大器，分别对由以音叉臂的中心部为分界而分开形成的第二压电膜及在其上形成的上部电极得到的各个信号进行放大；

差动放大器，对所述第一放大器的输出信号进行差动放大；

AGC电路，所述差动放大器的输出信号被输入该电路；和

第二放大器，所述AGC电路的输出信号被输入该第二放大器，并且，将相位相互反转的驱动信号供给在以所述音叉臂的中心部为分界而分开形成的所述第一压电膜上形成的各个上部电极，

所述角速度检测电路包括：

加法部，对由所述第一放大器得到的各个信号或者由上部电极得到的各个信号中的任一个进行加法运算，其中所述上部电极形成于以在所述音叉臂的Z轴方向上弯曲的所述音叉臂的中心部为分界而分开形成的第一压电膜上；

移相器，对所述加法部的输出信号的相位进行移相；和

同步检波器，根据所述第一放大器的输出信号或所述差动放大器的输出信号，对所述移相器的输出信号进行同步检波。

10.一种角速度传感器，其特征在于：

包括权利要求1所述的角速度传感器用音叉型振荡器、驱动电路、和角速度检测电路，

所述驱动电路包括：

第一放大器，分别对由以音叉臂的中心部为分界而分开形成的第二压电膜及在其上形成的上部电极得到的信号进行放大；

第一差动放大器，对所述第一放大器的输出信号进行差动放大；

AGC电路，所述第一差动放大器的输出信号被输入该电路；和

第二放大器，所述AGC电路的输出信号被输入该第二放大器，并且将相位相互反转的驱动信号供给在以所述音叉臂的中心部为分界而分开形成的所述第一压电膜上设置的各个上部电极，

所述角速度检测电路包括：

第一加法部，对由所述第一放大器得到的各个信号进行加法运算；

第三放大器，对由在所述第一压电膜上形成的各个上部电极得到的各个信号进行放大；

第二加法部，对由所述第三放大器放大的信号进行加法运算；

第二差动放大器，对所述第二加法部中的加法信号进行差动放大；

移相器，对所述第二差动放大器的输出信号的相位进行移相；和

同步检波器，根据所述第一放大器的输出信号或者所述第一差动放大器的输出信号，对所述移相器的输出信号进行同步检波。

11.一种车辆，将权利要求9或10所述的角速度传感器用作对横摆角速度、横摇、纵摇中的至少任一个进行检测的传感器。

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