CN101029899A - 角速度传感器及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一种角速度传感器包括第一和第二振动子(3，4)，所述振动子具有可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)和固定部分(30，37，40，47)，所述可动部分具有驱动用和检测用可动电极(31，38，41，48)，所述固定部分具有第一侧和第二侧驱动用和检测用固定电极。施加到所述第一振动子(3)中的第一侧驱动用固定电极(30)的驱动电压是包括直流电压和交流电压的第一驱动电压。施加到所述第一振动子(3)中的第二侧驱动用固定电极(30)的驱动电压是包括直流电压和交流电压的第二驱动电压。第一和第二驱动电压中的至少一个直流电压、至少一个交流电压或者至少一个占空比被控制，以便使所述第一振动子(3)与第二振动子(4)相反地振动。

Description

角速度传感器及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种角速度传感器及其制造方法。

背景技术

在角速度传感器中，可动电极和固定电极被彼此相对地设置在支撑基板上，并且基于在施加角速度时伴随的可动电极和固定电极之间距离的变化来检测所施加的角速度。

在诸如静电驱动/电容检测型的微型陀螺传感器之类的角速度传感器中，当将要检测角速度时，在用于驱动的固定电极和可动电极之间施加驱动电压，由此生成电势差，并且使可动部分沿与支撑基板的基板表面平行的一个方向振动。在这个时候，当施加角速度时，在可动部分上提供的可动电极和固定电极之间的角速度检测间隔根据所施加的角速度而变化，由此，根据基于间隔变化的电容变化，生成与所述角速度对应的输出(例如，参考美国专利No.6,151,966)。

然而，两个电极之间的间隔不仅通过角速度来改变，而且通过外部加速度来改变，并且基于归因于所述加速度的间隔变化的电容变化也被输出。该输出成为陀螺传感器的噪声，这理应检测角速度。

因此，为了减小外部加速度输出，现有技术已经采用了一种方法，在该方法中，两个同样形状的振动子被排列并且以相反相位驱动，并且两个振动子的电容变化之间的差动输出被导出，由此消除外部加速度输出，并且只获得角速度输出。

然而，在上述情况下，已经证实的是，所述方法无法获得令人满意的消除效果，而是生成因外部加速度而引起的输出。由此，减少因外部加速度引起的输出是十分重要的问题，并且期待一种用于解决所述问题的方法。

发明内容

鉴于上述问题，本公开的一个目的在于提供一种角速度传感器。本公开的另一目的是提供一种用于制造所述角速度传感器的方法。

依照本公开的第一方面，一种角速度传感器包括：支撑基板；以及设置在所述支撑基板上的第一和第二振动子。每个振动子包括可动部分和固定部分。每个振动子的可动部分具有驱动用可动电极和检测用可动电极。所述可动部分被可移动地支撑在所述支撑基板上，以便使所述可动部分沿与支撑基板的表面平行的水平方向是可移动的。每个振动子的固定部分具有驱动用固定电极和检测用固定电极。所述固定部分被固定在支撑基板上。所述驱动用固定电极面对所述驱动用可动电极，并且所述检测用固定电极面对所述检测用可动电极。第一振动子具有预定的结构，其对称于第二振动子的结构。每个振动子的可动部分具有能够通过在所述驱动用固定电极和所述驱动用可动电极之间施加驱动电压而沿与水平方向平行的振动方向振动的一个部分。每个振动子的可动部分的所述部分能够通过科里奥利力沿垂直于振动方向的振荡方向振荡，所述科里奥利力是通过施加到所述可动部分的所述部分的角速度生成的。所述检测用固定电极和所述检测用可动电极之间的电容是可按照所述可动部分的所述部分的振荡而变化的。所述角速度是基于所述检测用固定电极和所述检测用可动电极之间的电容变化检测的。第一振动子中的驱动用固定电极包括第一侧驱动用固定电极和第二侧驱动用固定电极。第二振动子中的驱动用固定电极包括第一侧驱动用固定电极和第二侧驱动用固定电极。施加到第一振动子中的第一侧驱动用固定电极的驱动电压被定义为第一驱动电压，并且施加到第二振动子中的第二侧驱动用固定电极的驱动电压是所述第一驱动电压。所述第一驱动电压包括被定义为A伏的直流电压和被定义为B伏的交流电压，从而所述第一驱动电压被描述为A+B伏。施加到第一振动子中的第二侧驱动用固定电极的驱动电压被定义为第二驱动电压，并且施加到第二振动子中的第一侧驱动用固定电极的驱动电压是所述第二驱动电压。所述第二驱动电压包括被定义为C伏的直流电压和被定义为D伏的交流电压，从而所述第二驱动电压被描述为C+D伏。所述第一驱动电压的交流电压具有预定相位，其与所述第二驱动电压的交流电压的相位相反。第一和第二驱动电压中的直流电压中的至少一个是依照下述方式控制的，即：第一振动子使可动部分以预定相位振动，所述预定相位与第二振动子中可动部分的相位相反，第一和第二驱动电压中的交流电压中的至少一个是依照下述方式控制的，即：第一振动子使可动部分以预定相位振动，所述预定相位与第二振动子中可动部分的相位相反，或者被设置为矩形波的第一和第二驱动电压的占空比中的至少一个是参照矩形波占空比的中心值依照下述方式控制的，即：第一振动子使可动部分以预定相位振动，所述预定相位与第二振动子中可动部分的相位相反。

在上述传感器中，由外部加速度引起的输出被充分消除，从而使因所述加速度产生的输出最小化。

依照本公开的第二方面，提供了一种用于操作角速度传感器的方法，所述角速度传感器包括支撑基板和第一和第二振动子。每个振动子包括可动部分和固定部分。每个振动子的可动部分具有驱动用可动电极和检测用可动电极。所述可动部分可移动地支撑在所述支撑基板上，以便使所述可动部分沿与支撑基板表面平行的水平方向是可移动的。每个振动子的固定部分具有驱动用固定电极和检测用固定电极。所述固定部分被固定在支撑基板上。所述驱动用固定电极面对所述驱动用可动电极，并且所述检测用固定电极面对所述检测用可动电极。第一振动子具有预定结构，其对称于第二振动子的结构。每个振动子的可动部分具有能够通过在所述驱动用固定电极和所述驱动用可动电极之间施加驱动电压而沿与所述水平方向平行的振动方向振动的一个部分。每个振动子的可动部分的所述部分能够通过科里奥利力力沿垂直于振动方向的振荡方向振荡，所述科里奥利力是通过施加到所述可动部分的所述部分的角速度生成的。所述检测用固定电极和所述检测用可动电极之间的电容是可按照所述可动部分的所述部分的振荡而变化的。所述角速度是根据检测用固定电极和检测用可动电极之间的电容变化检测的。第一振动子中的驱动用固定电极包括第一侧驱动用固定电极和第二侧驱动用固定电极。第二振动子中的驱动用固定电极包括第一侧驱动用固定电极和第二侧驱动用固定电极。施加到第一振动子中的第一侧驱动用固定电极的驱动电压被定义为第一驱动电压，并且施加到第二振动子中的第二侧驱动用固定电极的驱动电压是所述第一驱动电压。所述第一驱动电压包括被定义为A伏的直流电压和被定义为B伏的交流电压，从而所述第一驱动电压被描述为A+B伏。施加到第一振动子中的第二侧驱动用固定电极的驱动电压被定义为第二驱动电压，并且施加到第二振动子中的第一侧驱动用固定电极的驱动电压是所述第二驱动电压。所述第二驱动电压包括被定义为C伏的直流电压和被定义为D伏的交流电压，从而所述第二驱动电压被描述为C+D伏，并且，第一驱动电压的交流电压具有预定相位，其与第二驱动电压的交流电压的相位相反。所述方法包括：通过向第一和第二振动子中的驱动用固定电极分别施加第一和第二驱动电压来振动第一和第二振动子；在施加预定的加速度的情况下监测传感器输出；以下述方式控制第一和第二驱动电压中的直流电压中的至少一个，即：参照所述直流电压的预定中心值将所述直流电压中的所述其中一个改变预定量，以下述方式控制第一和第二驱动电压中的交流电压的至少一个，即：参照所述交流电压的预定中心值，将所述交流电压中的所述其中一个改变所述预定量，或者以下述方式控制被设置为矩形波的第一和第二驱动电压的占空比中的至少一个，即：参照所述矩形波的占空比的中心值将所述占空比中的所述其中一个改变所述预定量；并且当传感器输出被最小化时，在存储器中存储与所述预定量有关的信息。

在上述方法中，由外部加速度引起的输出被充分消除，从而使因所述加速度产生的输出被最小化。

附图说明

通过以下结合附图做出的详细描述，本发明的上述及其它目的、特征和优点将变得更加显而易见。在附图中：

图1是示出陀螺传感器的平面图；

图2是解释当施加驱动电压时传感器的操作状态的平面图；

图3是示出图1中沿线III-III获得的传感器的截面图；

图4是示出传感器中的传感器电路的方框图；

图5是示出了传感器输出和调整地址之间的关系的图表；

图6A是示出了当第一电压等于第二电压时左右振动子的振动轨迹的图表，而图6B是示出了当第一电压不同于第二电压时左右振动子的振动轨迹的图表；

图7是示出了当左右振动子具有制造偏差时左右振动子的输出波形的图表；

图8A和8B是示出了左右振动子重心的移动的视图；

图9A至9C是解释在左右振动子具有制造偏差的情况下，当施加驱动电压时传感器的操作状态的视图；和

图10是示出了左右振动子的振动轨迹的图表。

具体实施方式

发明人已经研究并且已经证实，常规方法无法获得令人满意的消除效果，而是生成因外部加速度引起的输出。原因在于：由于左右振动子产品精加工(finish)时的差异，在驱动共振频率方面存在差异。

举例来说，如图7所示，在左右振动子的各自驱动共振频率(即，振幅比变为峰值点时的频率)存在差异的情况下，左右振动子的各自驱动共振频率的中间频率被采用为振动频率，以实际驱动所述振动子。这是因为当通过累加左右振动子各自振幅比而获得的值变为最大时的频率被设定为振动频率。此处，图7中的VIIA表示左振动子的振幅，VIIB表示右振动子的振幅，VIIC表示左振动子的相位，而VIID表示右振动子的相位。VIIE表示左振动子的最大振幅比，而VIIF表示右振动子的最大振幅比。VIIG表示驱动频率。因此，左右振动子的振动频率从各自的驱动共振频率处开始偏移，并且在所述振动频率，左右振动子中的重心的运动图像相对于最大振动位置移动，如图8A和8B中的圆圈所示。图8A示出了左振动子重心的运动图像，而图8B示出了右振动子重心的运动图像。

因此，由于下面将陈述的理由，无法获得如上所述的令人满意的消除效果。图9A和9B中示出了在左右振动子的产品精加工存在差异的情况下的操作状态，并且将结合这些图来描述所述理由。

首先，假设加速度没有施加到振动子的状态。在左右振动子的产品精加工存在差异的情况下，在任何确定的时间，都会显现出驱动电极重叠(也就是，重叠幅度)方面的差异。举例来说，如图9A所示，在重叠方面，左振动子变得大于右振动子。顺便提及，在这个时候，由驱动电极沿垂直方向生成的静电力落入平衡状态。此处，在图9A中，IXA表示左振动子的相位差，而IXB表示右振动子的相位差。IXC表示左振动子中驱动电极和可动部分之间的重叠，而IXD表示右振动子中驱动电极和可动部分之间的重叠。在加速之前，左振动子的重叠部分IXC不同于右振动子的重叠部分IXD。此处，每个振动子中驱动电极和可动部分之间的静电电力是平衡的。

另外，当如图9B所示，沿左右振动子的检测方向施加加速度以改变驱动电极之间的间隔时，那么垂直静电力变得失衡。此处，IXE表示加速之前驱动电极和可动电极之间的间隙，而IXF表示加速后驱动电极和可动电极之间的间隙。当施加加速度时，间隙IXE改变为间隙IXF。IXG表示左振动子的激励力(即，振动生成力)，而IXH表示右振动子的激励力。左振动子的激励力IXG不同于右振动子的激励力IXH。因此，沿左右振动子的检测方向，在激励力方面显现出差异。具体来讲，在每个振动子中产生的激励力由以下给出的公式1表明，并且其幅度根据驱动电极的重叠而变得不同。顺便提及，公式中的“电势差”表示驱动电极之间的电势差，并且在现有技术中，在交流分量处于相反相位的状态中，在驱动电极之间分别施加其直流分量是V1并且其交流分量是V2的电压。

依照此方式，当在左右振动子的各自激励力方面显现出差异时，在左右振动子的振动轨迹的变化方面也显现出差异。举例来说，正如从图10所示的左右振动子振动轨迹的模型图所见，当没有施加加速度时，左右振动子的各自振动轨迹是双侧对称的(附图中的虚线)，然而当施加加速度时，它们变为双侧不对称(附图中的实线)。此处，图10左侧中的点状椭圆表示加速之前左振动子的轨迹，而图10左侧中的实线椭圆表示加速后左振动子的轨迹。图10右侧中的点状椭圆表示加速之前右振动子的轨迹，而图10右侧中的实线椭圆表示加速后右振动子的轨迹。由此，当施加了加速度时，每个振动子的轨迹被改变。XA表示当没有施加加速度时左右振动子之间的差动输出，而XB表示当施加加速度时左右振动子之间的差动输出。在此情况下，当施加了加速度时，差动输出XA被改变为差动输出XB。因此，左右振动子的电容变化的差动输出改变，外部加速度输出无法被令人满意地消除，并且产生由加速度引起的输出。

这就是生成因外部加速度引起的输出的原因。减少因外部加速度产生的输出是十分重要的问题，并且期待一种用于解决所述问题的方法。

鉴于上述问题，就电容型的角速度传感器而言，提供了抑制生成因两个振动子产品精加工而由外部加速度引起的输出的功能，其中因外部加速度产生的输出通过两个振动子的差动输出来抑制。

图1中示出了作为一个示例性实施例所适用的电容型角速度传感器的静电驱动/电容检测型的微型陀螺传感器(即，简称为“陀螺传感器”)的模型图，并且图2中示出了陀螺传感器中的驱动电压的施加状态。另外，图3中示出了沿图1中的III-III获得的截面图。现在，将参照这些图来描述此实施例的陀螺传感器。

如图1所示，所述陀螺传感器1被配置为包括位于由半导体制成的支撑基板2上的两个振动子3和4。位于图1中图纸左侧的振动子是左振动子3，而在图纸右侧上的振动子是右振动子4，并且这些振动子3和4被配置为双侧对称结构。

下面将描述左右振动子3和4的结构。然而，由于振动子3和4的结构完全相同，所以此处将描述左振动子3的结构，并且省略了对右振动子4的结构的描述。

左振动子3包括用于驱动的固定电极30和可动电极31，用于振动检测的固定电极32和可动电极33，锤部34，检测梁35，驱动梁36和用于角速度检测的固定电极37和可动电极38，并且这些组件被外框部分39围绕。另外，各个组件被排列为双侧对称结构，它们在图纸的左半和右半部分之间是对称的。在这些组件当中，用于驱动的固定电极30、用于驱动振动检测的固定电极32、用于角速度检测的固定电极37以及外框部分39对应于固定部分，所述固定部分被固定到支撑基板2上。另外，用于驱动的可动电极31、用于振动检测的可动电极33、锤部34、检测梁35、驱动梁36以及用于角速度检测的可动电极38对应于可动部分，所述可动部分可以沿平行于支撑基板2的基板表面的方向移动。

以下述方式将总共四个用于驱动的固定电极30基本上设置在左振动子3的中心位置处，即：其中两个分别被设置在上面和下面。每个固定电极30都具有这样一种形状，使得被支撑，从而被固定到支撑基板2上，如图3所示，并且在外框部分39的内部分叉，如图1所示。另外，被分为二支的部分中的每一个都具有主体部分30a和梳齿部分30b。主体部分30a朝向左振动子3的中心部分延伸，其纵向是图纸的垂直方向，而梳齿部分30b被按照下述状态设置在主体部分30a的一侧表面处，即，多个齿沿垂直于主体部分30a的纵向的方向凸出。另外，每个固定电极30被电气连接至外框部分39中包括的驱动焊盘30c，并且经由所述驱动焊盘30c向其施加驱动电压。

以下述方式将总共八个用于驱动的可动电极31基本上设置在左振动子3的中心位置处，即：它们与用于驱动的固定电极30的主体部分30a相对并且其中四个分别被设置在上面和下面。用于驱动的每个可动电极31相对于支撑基板2保持悬浮状态，如图3所示，并且将其与图1所示的锤部34集成在一起。另外，每个可动电极31都被配置为包括主体部分31a和梳齿部分31b。所述主体部分31a从锤部34开始沿左振动子3的垂直方向延伸，其纵向是图纸的垂直方向，而梳齿部分31b被按照下述状态设置在主体部分31a的一侧表面处，具体来讲，在与固定电极30中的梳齿部分30b相对的表面处，即，多个齿沿垂直于主体部分31a的纵向的方向凸出。因此，每个可动电极31的梳齿部分31b的齿和相应固定电极30的梳齿部分30b的齿以其间预定的间隔交替地排列。

以下述方式将总共四个用于振动检测的固定电极32设置在用于驱动的固定电极30和可动电极31之外的位置处，即：用于振动检测的固定电极32中的两个分别被设置在上面和下面。每个固定电极32被支撑，从而被固定到支撑基板2上，如图3所示。另外，每个固定电极32都被配置为包括主体部分32a和梳齿部分32b。所述主体部分32a朝向左振动子3的中心部分延伸，其纵向是图纸的垂直方向，而梳齿部分32b被按照下述状态设置在主体部分32a的远端部分的一侧表面处，即，多个齿沿垂直于主体部分32a的纵向的方向凸出。另外，每个固定电极32被电气连接至外框部分39中包括的振动检测焊盘32c，并且该固定电极32的电势可以通过振动检测焊盘32c来测量。

以下述方式将总共四个用于驱动振动检测的可动电极33基本上设置在锤部34的两侧处，即：用于驱动振动检测的可动电极33与用于驱动振动检测的相应固定电极32的主体部分32a相对，并且其中两个分别被设置在上面和下面。每个可动电极33相对于支撑基板2保持悬浮状态，如图3所示，并且将其与图1所示的锤部34集成在一起。另外，每个可动电极33都被配置为包括主体部分33a和梳齿部分33b。所述主体部分33a从锤部34开始沿左振动子3的垂直方向延伸，其纵向是图纸的垂直方向，而梳齿部分33b被按照下述状态设置在主体部分33a的一侧表面处，具体来讲，在与固定电极32中的梳齿部分32b相对的表面处，即，多个齿沿垂直于主体部分33a的纵向的方向凸出。因此，每个可动电极33的梳齿部分33b的齿和相应固定电极32的梳齿部分32b的齿以其间预定的间隔交替地排列。

在用于驱动的固定电极30中设置锤部34。该锤部34被延伸，其纵向是图纸的水平方向，并且其相对于支撑基板2保持悬浮状态。

检测梁35基本上被设置在左振动子3中的四角上。每一个检测梁35相对于支撑基板2被制成一个悬臂，并且通过从外框部分39的一侧伸出的支撑部分35b支撑在支撑基板2上。由此，构成所述可动部分的各个个体元件被支撑在支撑基板2上。每个检测梁35通过支撑部分35b与用于角速度检测的焊盘35a电气连接。可以通过用于角速度检测的焊盘35a向用于驱动的可动电极31、用于驱动振动检测的可动电极33和用于角速度检测的可动电极38施加预定电压。

每个驱动梁36用来连接用于振动检测的可动电极33和用于角速度检测的可动电极38，并且它被配置为包括其纵向是图纸垂直方向的多个横梁部分。另外，用于振动检测的可动电极33可以通过多个横梁部分沿图纸的水平方向移动。因此，所述锤部34与用于振动检测的可动电极33集成在一起并且进一步与用于驱动的可动电极31集成在一起，与锤部34集成在一起可以沿图纸的水平方向移动。

以下述方式将总共四个用于角速度检测的固定电极37设置在左振动子3的左右两侧上，即：其中两个分别被设置在上面和下面。每个固定电极37被支撑，从而被固定到支撑基板2上，如图3所示。另外，每个固定电极37都被配置为包括主体部分37a和梳齿部分37b。所述主体部分37a朝向左振动子3的中心部分延伸，其纵向是图纸的垂直方向，而梳齿部分37b被按照下述状态设置在主体部分37a的一侧表面处，即，多个齿沿垂直于主体部分37a的纵向的方向凸出。另外，每个固定电极37被电气连接至外框部分39中包括的角速度检测焊盘37c，并且用于角速度检测的固定电极37的电势可以通过角速度检测焊盘37c来测量。

以下述方式将总共两个用于角速度检测的可动电极38设置在锤部34的两侧上，即：它们与用于角速度检测的相应固定电极37相对，并且其中每个被设置在每个相应侧上。每个可动电极38相对于支撑基板2保持悬浮状态，如图3所示，并且将其与图1所示的锤部34、驱动梁36等等集成在一起。另外，每个可动电极38都被配置为包括主体部分38a和梳齿部分38b。所述主体部分38a被延伸，从而从外框部分39的上端位置引入至下端位置，其纵向是图纸的垂直方向，而梳齿部分38b被按照下述状态设置在主体部分38a的一侧表面处，具体来讲，被设置在与固定电极37中的梳齿部分37b相对的表面上，即：多个齿沿垂直于主体部分38a的纵向的方向凸出。因此，每个可动电极38的梳齿部分38b的齿和相应固定电极37的梳齿部分37b的齿以其间预定的间隔交替地排列。

外框部分39被配置来围绕左右振动子3和4，并且被固定到支撑基板2上，如图3所示。此外框部分39通过焊盘39a保持为固定电势。由于这种配置，构成了此实施例的陀螺传感器1。

顺便提及，右振动子4具有与左振动子3完全相同的结构，并且各个组件具有下面陈述的对应关系。用于驱动的固定电极30和可动电极31对应于固定电极40和可动电极41。用于振动检测的固定电极32和可动电极33对应于固定电极42和可动电极43。锤部34对应于锤部44，并且检测梁35对应于检测梁45。驱动梁36对应于驱动梁46，并且用于角速度检测的可动电极37和固定电极38对应于可动电极47和固定电极48。另外，外框部分39对应于外框部分49。另外，通过把分配给左振动子3的参考标记30改变为附图中的40，即可表明构成右振动子4的各个个体部分的主体部分40a以及梳齿部分40b的详细结构。

接下来，将描述用于驱动此实施例的陀螺传感器1以及检测陀螺传感器1的检测电容的变化的传感器电路。图4中示出了传感器电路110的方框结构，现在将描述其相关内容。

如图4所示，传感器电路110被配置为包括驱动电路120和角速度感测电路130。

驱动电路120用来振动陀螺传感器1中所包括的各个振动子3和4中的用于驱动的可动电极31和41。该驱动电路120包括具有传感器驱动电源的驱动电压生成电路121，C-V转换电路122、放大电路123、移相器124和恒幅控制部分125。

驱动电压生成电路121通过对来自传感器驱动电源的电压进行升压来形成用于使用于驱动的可动电极31和41振动的电压。为了驱动用于驱动的可动电极31和41，在预定的振幅和预定的频率下，所述驱动电压生成电路121对由传感器驱动电源生成的电压进行升压，并且把预定频率的电压输出至用于驱动的可动电极31和41作为驱动电压。具体来讲，根据通过C-V转换电路122和放大电路123反馈回的驱动电压以及从恒幅控制部分125馈送的信号来调整将由驱动电压生成电路121生成的驱动电压。

所述C-V转换电路122从陀螺传感器1接收与陀螺传感器1中用于驱动的可动电极31和41的驱动振动对应的感测信号(此后称为“驱动振动感测信号”)，并且使驱动振动感测信号经历电压转换。

所述放大电路123以预定的增益来放大由C-V转换电路122进行电压转换后的驱动振动感测信号。由放大电路123放大的驱动振动感测信号被输入至恒幅控制部分125和移相器124。

所述移相器124用来调整驱动电压的相位。如上所述，所述驱动电压是由驱动电压生成电路121根据反馈回的驱动振动感测信号形成的，从而所述驱动振动感测信号的相位偏移实际将被输出到用于驱动的可动电极31和41的驱动电压的相位。为了恢复相位的偏移，必须将驱动振动感测信号的相位调整为与驱动电压的相位一致。为此目的，通过移相器124来校正驱动振动感测信号的相位，其结果是，基于驱动振动感测信号形成的驱动电压的相位被调整。由此，驱动电压的频率被设置为fd。

所述恒幅控制部分125从驱动振动感测信号中感测用于驱动的可动电极31和41的当前振幅，并且向驱动电压生成电路121输出用于校正所述振幅以便变为恒定的信号。

另外，角速度感测电路130用来根据陀螺传感器1的检测信号获得传感器输出。所述角速度感测电路130包括两个C-V转换电路131和132、两个放大电路133和134、差动放大电路135、同步检测电路136、LPF 137和零点/敏感温度特性调整电路138。

两个C-V转换电路131和132分别从该对振动子3和4接收与当角速度受到用于角速度检测的可动电极38和48的作用时生成的振动对应的感测信号(此后称为“角速度感测信号”)，并且使角速度感测信号经历电压转换。

放大电路133和134以预定的增益来放大由各个C-V转换电路131和132进行电压转换后的角速度感测信号。已经由各个放大电路133和134放大的角速度感测信号被输入至差动放大电路135。

所述差动放大电路135对应于用于生成由各个放大电路133和134放大的角速度感测信号的差动输出的差动放大装置。差动放大电路135的差动输出被输入至同步检测电路136。差动放大电路135的差动输出成为包含预定偏移电压的AC信号，所述预定偏移电压是直流分量。

基于通过移相器124调整的相位，所述同步检测电路136使差动放大电路135的差动输出中与频率fd同步的分量通过，从而向LPF137输出同步分量。

在已经通过同步检测电路136的信号内，所述LPF 137只提取预定频率的分量以及所述预定频率以下的分量。由于使LPF 137传递所述信号，因此产生与LPF 137的滤波器常数对应的时间延迟。

由于即使在已经通过LPF 137的信号中也包含输出偏移和敏感温度特性，所以零点/敏感温度特性调整电路138调整所述输出偏移和温度特性。已经通过零点/敏感温度特性调整电路138调整后的信号基本上被用作传感器输出。

此外，在传感器电路110中包括数据处理电路140。所述数据处理电路140包括EPROM控制电路141和EPROM 142。

所述EPROM控制电路141与调整端子(trim terminal)(焊盘)以及外部相连，所述调整端子用于连接其中形成传感器电路110的芯片。这种EPROM控制电路141从外部接收用于写数据的信号，并且从EPROM 142中读出数据。此外，它根据所读出的数据来执行对将从驱动电压生成电路121输出的驱动电压的调整，对放大电路123、133和134的增益的调整等等。这种EPROM控制电路141对应于存储部分控制电路。顺便提及，所述调整端子由封装(未示出)覆盖，用于粘合并且封装所述传感器电路110，并且通过布线粘合将它们与所述封装的外部端子连接。因此，可以通过外部端子实现传感器电路110与外部的电气连接。

所述EPROM 142对应于存储部分，并且它在其中存储用于调整将从驱动电压生成电路121输出的驱动电压的数据以及用于调整放大电路123、133和134的增益的数据。此处，所述“用于调整将从驱动电压生成电路121输出的驱动电压的数据”表示指示关于可以减小加速度影响的电压作为将从驱动电压生成电路121输出的驱动电压的信息的地址，并且所述地址被存储在EPROM 142中。另外，所述EPROM控制电路141根据EPROM 142中存储的地址来调整将从驱动电压生成电路121输出的驱动电压，借此减小加速度的影响。

接下来，将描述调整驱动电压的步骤，该步骤是作为此实施例的陀螺传感器1的制造过程的其中一步来执行的。顺便提及，驱动电路120和角速度感测电路130中包括的放大电路123、133和134的增益调节是作为调整驱动电压的准备工作而预先执行的，并且其后执行对驱动电压的调整。

首先，需要创建其中可以感测角速度的常规场合。为此目的，通过驱动电压生成电路121来生成驱动电压。在这个时候，依照与现有技术中相同的方式，将振幅相等并且相位彼此相反的信号用于左右振动子3和4，作为驱动电压。

具体来讲，所期望的驱动电压被施加到与用于驱动的固定电极30电气连接的驱动焊盘30c，借此，驱动此实施例的陀螺传感器1。更具体地说，如图2所示，从第一电源5向左振动子3中用于驱动的四个固定电极30当中的并且位于图纸左半侧上的两个固定电极30施加第一电压(A±B)[V]，以及向右振动子4中用于驱动的四个固定电极40当中的并且位于图纸右半侧上的两个固定电极40施加第一电压(A±B)[V]。另外，从第二电源6向左振动子3中用于驱动的四个固定电极30当中的并且位于图纸右半侧上的两个固定电极30施加第二电压(C±D)[V]，并且向右振动子4中用于驱动的四个固定电极40当中的并且位于图纸左半侧上的两个固定电极40施加第二电压(C±D)[V]。

此处，所述“第一电压(A±B)[V]”和“第二电压(C±D)[V]”表示以下述方式获得的电压值，即，向作为直流分量的恒定电压A和C中添加或从中减去作为周期改变的交流分量的电压B和D。然而，作为交流分量的电压B的符号±和作为交流分量的电压D的符号±是互反关系，并且第一和第二电压成为其周期偏移180度并且其相位彼此相反的电压。

在此状态下，沿左右振动子3和4的科里奥利力的动作方向(垂直于驱动振动轴的方向)给予加速度。用于给予加速度的技术包括使用激励器等等的方法，使用重力加速度的方法等等。就此而言，当采用利用重力加速度的方法时，优选的是，不必设置用于给予加速度的任何设备，而是可以始终给予恒定的加速度。

随后，当从陀螺传感器1输出角速度感测信号以便从角速度感测电路130递送传感器输出时，所述传感器输出被监测。另外，当传感器输出正被监测时，改变将施加到左振动子3的驱动电压和将施加到右振动子4的驱动电压。另外，最小化传感器输出的驱动电压被检测到。举例来说，驱动电压(第一和第二电压)中作为直流分量的恒定电压A、C和作为交流分量的电压B、D的其中一个或两者可以被改变，但是在此实施例中，将描述改变恒定电压A、C的情况。

此处，将描述如何改变驱动电压。在驱动电压(第一和第二电压)被改变来进行调整的情况下，预先确定可改变的电压的范围。举例来说，在改变驱动电压中作为直流分量的恒定电压A、C的情况下，可调整的电压范围是1至9V。在陀螺传感器1的驱动电压具有5V的中心值的情况下，对于该调整，恒定电压A例如可以被设置为从5V至9V(即，5+4V)或者从5V至1V(即，5-4V)。

因此，就第一电压和第二电压中的至少一个而言，恒定电压A或者恒定电压C被从5V变为9V或者从5V变为1V。在这个时候，可以通过只改变恒定电压A或者只改变恒定电压C来调整驱动电压。更加优选的是，类似于恒定电压A，恒定电压C可以与恒定电压A反向地改变。也就是说，当恒定电压A相对于中心值增加时，可以改变恒定电压C以便使其相对于中心值减少。举例来说，当恒定电压A已经从5V变为9V时，恒定电压C从5V变为1V。依照这种方式，可以获得双倍的调整效果，由此，与只改变恒定电压A相比，可以增强调整效果。

因此，EPROM 142的整个调整地址被以等间隔划分，并且单个划分的地址与恒定电压A和C同中心值的改变幅度相关联。另外，恒定电压A和C可以按地址的顺序从中心值开始改变，并且测量各个划分的地址处的传感器输出。例如，在EPROM 142的调整地址具有10位(从第0地址到第255地址)的情况下，整个地址大约被划分为8个点，并且在8个点的地址处测量传感器输出。因此，获得如图5所示的调整地址-传感器输出特征。在图5中，目标输出表示传感器零点输出的目的值，即，零点输出的目标值。最终地址表示最终的调整地址；因此，所述最终地址是确定值。顺便提及，由于已经通过实验等等获知调整地址-传感器输出特征基本上是线性关系，所以传感器输出依照调整地址顺序改变。

随后，根据所述图表计算零点输出变为目的值时的地址。更具体地说，如图5所示，与传感器输出变为零时传感器零点输出的目的值和表示调整地址-传感器输出特征的直线之间的交叉点最接近的地址成为即使在出现加速度时传感器输出变得最接近于零时的地址。因此，该地址被写入并且存储到EPROM 142中。

由此，当由EPROM控制电路141从EPROM 142中存储的地址中读出所述地址时，恒定电压A和C同中心值的改变幅度可以使在向陀螺传感器1施加加速度时受加速度影响而产生的传感器输出最小化。

顺便提及，当在如此处所表明的那样来调整恒定电压A和C的情况下所述变化幅度被均衡时，一个地址足以将变化幅度存储在EPROM 142中，因此，可以使EPROM 142的存储容量较小。

接下来，将描述此实施例的陀螺传感器1的驱动方法。

此实施例的陀螺传感器1是通过向驱动焊盘30c施加所期望的驱动电压来驱动的，所述用于驱动的固定电极30与驱动焊盘30c电气连接。具体来讲，如图2所示，从第一电源5向左振动子3中用于驱动的四个固定电极30当中的并且位于图纸左半侧上的两个固定电极30施加第一电压(A±B)[V]，并且向右振动子4中用于驱动的四个固定电极40当中的并且位于图纸右半侧上的两个固定电极40施加第一电压(A±B)[V]。另外，从第二电源6向左振动子3中用于驱动的四个固定电极30当中的并且位于图纸右半侧上的两个固定电极30施加第二电压(C±D)[V]，并且向右振动子4中用于驱动的四个固定电极40当中的并且位于图纸左半侧上的两个固定电极40施加第二电压(C±D)[V]。

在这个时候，由于EPROM控制电路141读出EPROM 142中存储的地址以便将该地址传送给驱动电压生成电路121，所以作为第一和第二电压中的直流分量的恒定电压A和D被设置为其中考虑如前所述可以减轻加速度的影响的从中心值开始的变化幅度的值。

当这种驱动电压被施加到驱动焊盘30c、40c时，随着驱动电压的交流分量的周期性波动，生成基于电容的静电吸引力，所述电容是在用于驱动的固定电极30、40和可动电极31、41之间形成的。由此，所述驱动梁37、47被弯曲，并且用于驱动的可动电极31、41等等连同锤部34、44一起沿图纸向左方向或向右方向振动。另外，随着驱动电压交流分量周期地改变，用于驱动的可动电极31、41等等连同锤部34、44一起沿图纸的水平方向周期地振动。由于驱动电压的交流分量具有彼此相反的相位，所以左右振动子沿彼此相反的方向振动。

在这个时候，用于振动检测的固定电极32、42中梳齿部分32b、42b和可动电极33、43中的梳齿部分33b、43b之间的重叠幅度与周期振动相一致地变动，从而由这些梳齿部分形成的电容发生变化。所述电容变化可以根据与固定电极32、42连接的用于振动检测的那些焊盘32c、42c的电势来测量，借此可以监测周期振动的幅度。因此，按照周期振动的幅度反馈控制所述驱动电压，从而使周期振动的幅度可以变为期待值。

当在此状态下输入加速度时，生成科里奥利力，并且锤部34、44和用于角速度检测的可动部分38、48等等因检测梁35、45的弯曲而沿图纸的垂直方向振动。

由此，用于角速度检测的可动电极38、48中包括的梳齿部分38b、48b和用于角速度检测的固定电极37、47中包括的梳齿部分37b、47b之间的间隔改变，并且由这些梳齿部分形成的电容发生变化。由于用于角速度检测的固定电极37、47的电势随电容的变化而变化，所以可以通过测量电势来检测角速度。

接下来，将描述基于此实施例的陀螺传感器1的优点。

在此实施例中，正如之前所述，采用A±B[V]作为第一电压，并且采用C±D[V]作为第二电压，并且就作为第一和第二电压的直流分量的恒定电压A和C而言，采用在施加加速度时使传感器输出最小化的值。

因此，即使当在检测到角速度时已经施加了加速度，也可最大限度地减轻因加速度产生的影响。这些将根据图6A和6B来阐明。

图6A和6B示出了左右振动子3和4的振动轨迹的模型图。此处，图6A示出了在作为第一和第二电压的直流分量的恒定电压A和C都被设置为中心值(例如5V)的情况下的振动轨迹，而图6B示出了在第一和第二电压被如此实施例中所述设置的情况下的振动轨迹。此外，图6A的左侧示出了调整之前左振动子3的轨迹，而图6A的右侧示出了调整之前右振动子4的轨迹。图6B的左侧示出了调整之后左振动子3的轨迹，而图6B的右侧示出了调整之后右振动子4的轨迹。图6A和6B中的点状椭圆表示没有施加加速度时的轨迹，而实线椭圆表示施加了加速度时的轨迹。在图6B中，点虚线椭圆表示在没有执行调整的情况下、当施加了加速度时的轨迹。VIA表示当没有施加加速度时在调整之前左右振动子3、4之间的差动输出，而VIB表示当施加了加速度时在调整之前左右振动子3、4之间的差动输出。在该情况下，当施加了加速度时，左右振动子3、4的轨迹分别被改变。此外，差动输出在调整之前从VIA改变至VIB。VIC表示当没有施加加速度时在调整之后左右振动子3、4之间的差动输出，而VID表示当施加了加速度时在调整之后左右振动子3、4之间的差动输出。在该情况下，当施加了加速度时，左右振动子3、4的轨迹分别被改变。此外，在调整之后，使在没有施加加速度时的差动输出VIC与施加加速度时的差动输出VID相平衡，即，使左振动子3的位移VIE与右振动子4的位移VIF相平衡。

具体来讲，当沿振动子的检测方向没有施加加速度的状态已经被改变为施加了加速度的状态时，左右振动子3和4的位移幅度开始一致，如图6B所示。

其原因在于当施加了加速度时，在任何特定时间，通过沿检测方向、即图纸的垂直方向来调整激励力，可以使沿图纸垂直方向的可动部分(诸如锤部34、44和各个可动电极)的位移幅度一致。

也就是说，如之前所述，通过如下公式来表示在各个振动子3和4中生成的沿图纸垂直方向的每一个激励力，所述公式为：

另外，与驱动电极对应的用于驱动的固定电极30和可动电极31中的重叠和间隙是因左右振动子3和4的产品精加工差异而产生的。因此，成为用于确定激励力的第三参数的电势差(即固定电极30和可动电极31之间的电势差)被调整，借此激励力被平衡，从而左右振动子3和4的位移幅度开始一致。

因此，当已经施加了加速度时，左右振动子3和4的位移幅度与施加加速度之前的那些一致，并且左右振动子3和4的电容变化的差动输出的波动变得不存在。因此，这样做可以令人满意地消除外部加速度输出，并且因加速度而产生的输出被抑制为尽可能的小。

如上所述，依照此实施例的陀螺传感器1，外部加速度输出可以被令人满意地消除，并且由加速度引起的输出被抑止为尽可能的小。由此，允许增强传感器的精确度。

先前的实施例已经被描述为这样的情况，即，只将作为第一和第二电压中的直流分量的恒定电压A和C作为驱动电压来改变，但是还可以改变作为交流分量的电压B和D。也就是说，可以通过改变作为交流分量的电压B和D中的至少一个来执行调整。在这个时候，除电压B(或者D)以外，电压D(或者B)最好应该被与电压B(或者D)反向地改变。按照这种方式，可以获得双倍的调整效果，从而比只改变电压B(或者电压D)获得更好的调整效果，并且调整范围可以更宽。另外，虽然已经在先前的实施例中表明了驱动电压是正弦波的情况，但是驱动电压也可以是矩形波。在那种情况下，还可以采用改变矩形波的占空比的技术。

当然，可以组合用于改变恒定电压A和C的技术、改变电压B和D的技术以及改变矩形波的占空比的技术中的所有或者两个。在所述组合的情况下，调整幅度按照如下顺序逐渐变小：(1)改变恒定电压A和C的技术，(2)改变电压B和D的技术，以及(3)改变矩形波的占空比的技术，由此，可以依照顺序来执行粗调和细调。例如，在组合技术(1)和(2)的情况下，通过基于技术(1)的调整来首先进行粗调，随后通过基于技术(2)的调整来进行细调。因此，调整是快速的，并且不易受到因加速度产生的影响。

在先前实施例中举例说明的陀螺传感器1的结构仅仅是示例，本发明可以应用于通常已知的其它结构。另外，在图1中，每个固定电极和每个可动电极中包括的齿数是示意性的，无需说明的是，示例性的数字是非限制性的。

上述公开具有如下方面。

依照本公开的第一方面，一种角速度传感器包括：支撑基板；以及设置在所述支撑基板上的第一和第二振动子。每个振动子包括可动部分和固定部分。每个振动子的可动部分具有驱动用可动电极和检测用可动电极。所述可动部分被可移动地支撑在所述支撑基板上，以便使所述可动部分沿与支撑基板的表面平行的水平方向是可移动的。每个振动子的固定部分具有驱动用固定电极和检测用固定电极。所述固定部分被固定在支撑基板上。所述驱动用固定电极面对所述驱动用可动电极，并且所述检测用固定电极面对所述检测用可动电极。第一振动子具有预定结构，其对称于第二振动子的结构。每个振动子的可动部分具有能够通过在驱动用固定电极和驱动用可动电极之间施加驱动电压而沿与水平方向平行的振动方向振动的一个部分。每个振动子的可动部分的所述部分能够通过科里奥利力沿垂直于振动方向的振荡方向振荡，所述科里奥利力是通过施加到所述可动部分的所述部分的角速度生成的。检测用固定电极和检测用可动电极之间的电容是根据可动部分的所述部分的振荡来变化的。所述角速度是根据检测用固定电极和检测用可动电极之间的电容变化来检测的。第一振动子中的驱动用固定电极包括第一侧驱动用固定电极和第二侧驱动用固定电极。第二振动子中的驱动用固定电极包括第一侧驱动用固定电极和第二侧驱动用固定电极。施加到第一振动子中的第一侧驱动用固定电极的驱动电压被定义为第一驱动电压，并且施加到第二振动子中的第二侧驱动用固定电极的驱动电压是所述第一驱动电压。所述第一驱动电压包括被定义为A伏的直流电压和被定义为B伏的交流电压，从而所述第一驱动电压被描述为A+B伏。施加到第一振动子中的第二侧驱动用固定电极的驱动电压被定义为第二驱动电压，并且施加到第二振动子中的第一侧驱动用固定电极的驱动电压是所述第二驱动电压。第二驱动电压包括被定义为C伏的直流电压和被定义为D伏的交流电压，从而第二驱动电压被描述为C+D伏。第一驱动电压的交流电压具有预定相位，其与第二驱动电压的交流电压的相位相反。第一和第二驱动电压中的直流电压中的至少一个是依照下述方式控制的，即：第一振动子使可动部分以预定相位振动，所述预定相位与第二振动子中可动部分的相位相反，第一和第二驱动电压中的交流电压中的至少一个是依照下述方式控制的，即：第一振动子使可动部分以预定相位振动，所述预定相位与第二振动子中可动部分的相位相反，或者被设置为矩形波的第一和第二驱动电压的占空比中的至少一个是依照下述方式参照矩形波的占空比的中心值来控制的，即：第一振动子使可动部分以预定相位振动，所述预定的相位与第二振动子中可动部分的相位相反。

在上述传感器中，由外部加速度引起的输出被充分消除，从而因所述加速度产生的输出被最小化。

或者，第一和第二驱动电压中的直流电压中的所述其中一个可以用下述方式控制，即：将第一驱动电压的直流电压从第一和第二驱动电压的直流电压之间的中心值开始改变预定量，并且将第二驱动电压的直流电压从所述中心值开始改变所述预定量，从而使第一和第二驱动电压的直流电压参照所述中心值分别相反地变化。此外，所述传感器还可以包括存储器，用于存储与预定量对应的地址；以及存储器控制电路，用于从存储器中读出所述地址，以及分别向第一和第二振动子中的驱动用固定电极施加第一和第二驱动电压，所述第一和第二驱动电压被改变所述预定量。

或者，第一和第二驱动电压中的交流电压中的所述其中一个可以用下述方式控制，即：将第一驱动电压的交流电压从第一和第二驱动电压的交流电压之间的中心值开始改变预定量，并且将第二驱动电压的交流电压从所述中心值开始改变所述预定量，从而使第一和第二驱动电压的交流电压参照所述中心值分别相反地变化。此外，所述传感器还可以包括用于存储与所述预定量对应的地址的存储器；以及存储器控制电路，用于从存储器中读出所述地址，以及分别向第一和第二振动子中的驱动用固定电极施加第一和第二驱动电压，所述第一和第二驱动电压被改变所述预定量。

或者，第一和第二驱动电压中的占空比中的所述其中一个可以用下述方式控制，即：将第一驱动电压的占空比从第一和第二驱动电压的占空比之间的中心值开始改变预定量，并且将第二驱动电压的占空比从所述中心值开始改变所述预定量，从而使第一和第二驱动电压的占空比参照所述中心值分别相反地变化。此外，所述传感器还可以包括用于存储与所述预定量对应的地址的存储器；以及存储器控制电路，用于从存储器中读出所述地址，以及分别向第一和第二振动子中的驱动用固定电极施加第一和第二驱动电压，所述第一和第二驱动电压被改变了所述预定量。

或者，第一和第二振动子之间的对称性可以是左-右对称的。第一振动子被设置在支撑基板的左侧上，以及第二振动子被设置在支撑基板的右侧上。第一振动子中的第一侧驱动用固定电极被设置在第一振动子的左侧上，以及第一振动子中的第二侧驱动用固定电极被设置在第一振动子的右侧上。第二振动子中的第一侧驱动用固定电极被设置在第二振动子的左侧上，以及第二振动子中的第二侧驱动用固定电极被设置在第二振动子的右侧上。

依照本公开的第二方面，提供了一种用于操作角速度传感器的方法，所述角速度传感器包括支撑基板和第一和第二振动子。每个振动子包括可动部分和固定部分。每个振动子的可动部分具有驱动用可动电极和检测用可动电极。所述可动部分被可移动地支撑在所述支撑基板上，以便使所述可动部分沿与支撑基板的表面平行的水平方向是可移动的。每个振动子的固定部分具有驱动用固定电极和检测用固定电极。所述固定部分被固定在支撑基板上。所述驱动用固定电极面对所述驱动用可动电极，并且所述检测用固定电极面对所述检测用可动电极。第一振动子具有预定结构，其对称于第二振动子的结构。每个振动子的可动部分具有能够通过在驱动用固定电极和驱动用可动电极之间施加驱动电压而沿平行于水平方向的振动方向振动的一个部分。每个振动子的可动部分的所述部分能够通过科里奥利力沿垂直于振动方向的振荡方向振荡，所述科里奥利力是通过施加到所述可动部分的所述部分的角速度生成的。检测用固定电极和检测用可动电极之间的电容是根据所述可动部分的所述部分的振荡变化的。所述角速度是根据检测用固定电极和检测用可动电极之间的电容变化检测的。第一振动子中的驱动用固定电极包括第一侧驱动用固定电极和第二侧驱动用固定电极。第二振动子中的驱动用固定电极包括第一侧驱动用固定电极和第二侧驱动用固定电极。施加到第一振动子中的第一侧驱动用固定电极的驱动电压被定义为第一驱动电压，并且施加到第二振动子中的第二侧驱动用固定电极的驱动电压是所述第一驱动电压。所述第一驱动电压包括被定义为A伏的直流电压和被定义为B伏的交流电压，从而所述第一驱动电压被描述为A+B伏。施加到第一振动子中的第二侧驱动用固定电极的驱动电压被定义为第二驱动电压，并且施加到第二振动子中的第一侧驱动用固定电极的驱动电压是第二驱动电压。所述第二驱动电压包括被定义为C伏的直流电压和被定义为D伏的交流电压，从而第二驱动电压被描述为C+D伏，并且第一驱动电压的交流电压具有预定相位，其与第二驱动电压的交流电压的相位相反。所述方法包括：通过向第一和第二振动子中的驱动用固定电极分别施加第一和第二驱动电压来振动第一和第二振动子；在施加预定加速度的情况下监测传感器输出；依照下述方式控制第一和第二驱动电压中的直流电压中的至少一个，即：参照所述直流电压的预定中心值，将所述直流电压中的所述其中一个改变预定量，依照下述方式控制第一和第二驱动电压中的交流电压中的至少一个，即：参照交流电压的预定中心值，将所述交流电压中的所述其中一个改变所述预定量，或者依照下述方式控制被设置为矩形波的第一和第二驱动电压的占空比中的至少一个，即：参照矩形波的占空比的中心值，将所述占空比中的所述其中一个改变所述预定量；并且当传感器输出被最小化时，在存储器中存储与所述预定量相关的信息。

在上述方法中，由外部加速度引起的输出被充分消除，从而因所述加速度产生的输出被最小化。

或者，所述控制可以包括：参照第一和第二驱动电压的直流电压之间的中心值来改变第一和第二驱动电压中的直流电压的至少一个；并且在改变所述直流电压中的所述至少一个后，参照第一和第二驱动电压的交流电压之间的中心值来改变第一和第二驱动电压中的交流电压中的至少一个。此外，所述存储可以包括：在存储器中存储与第一和第二驱动电压的预定量对应的地址。

或者，所述控制可以包括：参照第一和第二驱动电压的直流电压之间的中心值来改变第一和第二驱动电压中的直流电压中的至少一个；并且在改变所述直流电压中的所述至少一个之后，参照第一和第二驱动电压的占空比之间的中心值来改变第一和第二驱动电压中的占空比的至少一个。此外，所述存储可以包括：在存储器中存储与第一和第二驱动电压的预定量对应的地址。

或者，所述控制可以包括：参照第一和第二驱动电压的交流电压之间的中心值来改变第一和第二驱动电压中的交流电压中的至少一个；并且在改变所述交流电压中的所述至少一个之后，参照第一和第二驱动电压的占空比之间的中心值来改变第一和第二驱动电压中的占空比的至少一个。此外，所述存储可以包括：在存储器中存储与第一和第二驱动电压的预定量对应的地址。

虽然已经参照本发明的优选实施例对其进行了描述，但是应该理解的是，本发明不局限于优选的实施例和结构。本发明意在覆盖各种修改和等效的配置。另外，除了优选的各种组合和配置之外，包括更多、更少或只有一个单元件的其它组合和配置也包括在本发明的精神和范围内。

Claims (19)

1、一种角速度传感器，包括：

支撑基板(2)；以及

设置在所述支撑基板(2)上的第一和第二振动子(3，4)，其中

每个振动子(3，4)包括可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)和固定部分(30，37，40，47)，

每个振动子(3，4)的所述可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)具有驱动用可动电极(31，41)和检测用可动电极(38，48)，

所述可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)被可移动地支撑在所述支撑基板(2)上，从而使所述可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)沿与所述支撑基板(2)的表面平行的水平方向是可移动的，

每个振动子(3，4)的所述固定部分(30，37，40，47)具有驱动用固定电极(30，40)和检测用固定电极(37，47)，

所述固定部分(30，37，40，47)被固定在所述支撑基板(2)上，

所述驱动用固定电极(30，40)面对所述驱动用可动电极(31，41)，并且所述检测用固定电极(37，47)面对所述检测用可动电极(38，48)，

所述第一振动子(3)具有预定结构，其对称于所述第二振动子(4)的结构，

每个振动子(3，4)的可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)具有能够通过在所述驱动用固定电极(30，40)和所述驱动用可动电极(31，41)之间施加驱动电压而沿与所述水平方向平行的振动方向振动的一个部分(31，34，41，44)，

每个振动子(3，4)的所述可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)的所述部分(31，34，41，44)能够通过科里奥利力沿垂直于所述振动方向的振荡方向振荡，所述科里奥利力是由施加到所述可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)的所述部分(31，34，41，44)的角速度来生成的，

所述检测用固定电极(37，47)和所述检测用可动电极(38，48)之间的电容是可根据所述可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)的所述部分(31，34，41，44)的振荡而变化的，

所述角速度是基于所述检测用固定电极(37，47)和所述检测用可动电极(38，48)之间的电容变化来检测的，

所述第一振动子(3)中的所述驱动用固定电极(30，40)包括第一侧驱动用固定电极(30)和第二侧驱动用固定电极(30)，

所述第二振动子(4)中的所述驱动用固定电极(30，40)包括第一侧驱动用固定电极(40)和第二侧驱动用固定电极(40)，

施加到所述第一振动子(3)中的所述第一侧驱动用固定电极(30)的驱动电压被定义为第一驱动电压，并且施加到所述第二振动子(4)中的所述第二侧驱动用固定电极(40)的驱动电压是所述第一驱动电压，

所述第一驱动电压包括被定义为A伏的直流电压和被定义为B伏的交流电压，从而所述第一驱动电压被描述为A+B伏，

施加到所述第一振动子(3)中的所述第二侧驱动用固定电极(30)的驱动电压被定义为第二驱动电压，并且施加到所述第二振动子(4)中的所述第一侧驱动用固定电极(40)的驱动电压是所述第二驱动电压，

所述第二驱动电压包括被定义为C伏的直流电压和被定义为D伏的交流电压，从而所述第二驱动电压被描述为C+D伏，

所述第一驱动电压的交流电压具有预定相位，其与所述第二驱动电压的交流电压的相位相反，以及

所述第一和第二驱动电压中的所述直流电压中的至少一个是依照下述方式控制的，即：所述第一振动子(3)使所述可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)以预定相位振动，所述预定相位与所述第二振动子(4)中的所述可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)的相位相反，所述第一和第二驱动电压中的所述交流电压中的至少一个是依照下述方式控制的，即：所述第一振动子(3)使所述可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)以预定相位振动，所述预定相位与所述第二振动子(4)中的所述可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)的相位相反，或者被设置为矩形波的所述第一和第二驱动电压的占空比中的至少一个是参照矩形波占空比的中心值依照下述方式来控制的，即：所述第一振动子(3)使所述可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)以预定相位振动，所述预定相位与所述第二振动子(4)中所述可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)的相位相反。

2、如权利要求1所述的传感器，其中

所述第一和第二驱动电压中的所述直流电压中的所述其中一个是依照下述方式控制的，即：将所述第一驱动电压的直流电压从所述第一和第二驱动电压的直流电压之间的中心值开始变化预定量，并且

将所述第二驱动电压的直流电压从所述中心值开始变化所述预定量，从而使所述第一和第二驱动电压的直流电压参照所述中心值分别相反地变化。

3、如权利要求1所述的传感器，其中

所述第一和第二驱动电压中的交流电压中的所述其中一个是依照下述方式控制的，即：将所述第一驱动电压的交流电压从所述第一和第二驱动电压的交流电压之间的中心值开始变化预定量，并且

将所述第二驱动电压的交流电压从所述中心值开始变化所述预定量，从而使所述第一和第二驱动电压的交流电压参照所述中心值分别相反地变化。

4、如权利要求1所述的传感器，其中

所述第一和第二驱动电压的占空比中的所述其中一个是依照下述方式控制的，即：将所述第一驱动电压的占空比从所述第一和第二驱动电压的占空比之间的中心值开始变化预定量，并且

将所述第二驱动电压的占空比从所述中心值开始变化所述预定量，从而使所述第一和第二驱动电压的占空比参照所述中心值分别相反地变化。

5、如权利要求2所述的传感器，还包括：

存储器(142)，用于存储与所述预定量对应的地址；以及

存储器控制电路(141)，用于从所述存储器(142)读出所述地址，以及向所述第一和第二振动子(3，4)中的驱动用固定电极(30，40)分别施加所述第一和第二驱动电压，所述第一和第二驱动电压被改变所述预定量。

6、如权利要求3所述的传感器，还包括：

存储器(142)，用于存储与所述预定量对应的地址；以及

存储器控制电路(141)，用于从所述存储器(142)读出所述地址，以及向所述第一和第二振动子(3，4)中的驱动用固定电极(30，40)分别施加所述第一和第二驱动电压，所述第一和第二驱动电压被改变所述预定量。

7、如权利要求4所述的传感器，还包括：

存储器(142)，用于存储与所述预定量对应的地址；以及

存储器控制电路(141)，用于从所述存储器(142)读出所述地址，以及向所述第一和第二振动子(3，4)中的驱动用固定电极(30，40)分别施加所述第一和第二驱动电压，所述第一和第二驱动电压被改变所述预定量。

8、如权利要求1-7中任一项所述的传感器，其中

所述第一和第二振动子(3，4)之间的对称性是左-右对称，

所述第一振动子(3)被设置在所述支撑基板(2)的左侧上，并且所述第二振动子(4)被设置在所述支撑基板(2)的右侧上，

所述第一振动子(3)中的第一侧驱动用固定电极(30)被设置在所述第一振动子(3)的左侧上，以及所述第一振动子(3)中的第二侧驱动用固定电极(30)被设置在所述第一振动子(3)的右侧上，以及

所述第二振动子(4)中的第一侧驱动用固定电极(40)被设置在所述第二振动子(4)的左侧上，以及所述第二振动子(4)中的第二侧驱动用固定电极(40)被设置在所述第二振动子(4)的右侧上。

9、一种用于操作角速度传感器的方法，所述角速度传感器包括支撑基板(2)以及第一和第二振动子(3，4)，其中每个振动子(3，4)包括可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)和固定部分(30，37，40，47)，每个振动子(3，4)的所述可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)具有驱动用可动电极(31，41)和检测用可动电极(38，48)，所述可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)被可移动地支撑在所述支撑基板(2)上，从而使所述可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)沿与所述支撑基板(2)的表面平行的水平方向是可移动的，每个振动子(3，4)的所述固定部分(30，37，40，47)具有驱动用固定电极(30，40)和检测用固定电极(37，47)，所述固定部分(30，37，40，47)被固定在所述支撑基板(2)上，所述驱动用固定电极(30，40)面对所述驱动用可动电极(31，41)，并且所述检测用固定电极(37，47)面对所述检测用可动电极(38，48)，所述第一振动子(3)具有预定结构，其对称于所述第二振动子(4)的结构，每个振动子(3，4)的所述可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)具有能够通过在所述驱动用固定电极(30，40)和所述驱动用可动电极(31，41)之间施加驱动电压而沿与所述水平方向平行的振动方向振动的一个部分(31，34，41，44)，每个振动子(3，4)的所述可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)的所述部分(31，34，41，44)能够通过科里奥利力沿垂直于所述振动方向的振荡方向振荡，所述科里奥利力是由施加到所述可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)的所述部分(31，34，41，44)的角速度来生成的，所述检测用固定电极(37，47)和所述检测用可动电极(38，48)之间的电容是可根据所述可动部分(31，34，35，36，38，41，44，45，46，48)的所述部分(31，34，41，44)的振荡而变化的，所述角速度是基于所述检测用固定电极(37，47)和所述检测用可动电极(38，48)之间的电容变化来检测的，所述第一振动子(3)中的驱动用固定电极(30，40)包括第一侧驱动用固定电极(30)和第二侧驱动用固定电极(30)，所述第二振动子(4)中的驱动用固定电极(30，40)包括第一侧驱动用固定电极(40)和第二侧驱动用固定电极(40)，施加到所述第一振动子(3)中的第一侧驱动用固定电极(30)的驱动电压被定义为第一驱动电压，并且施加到所述第二振动子(4)中的第二侧驱动用固定电极(40)的驱动电压是所述第一驱动电压，所述第一驱动电压包括被定义为A伏的直流电压和被定义为B伏的交流电压，从而所述第一驱动电压被描述为A+B伏，施加到所述第一振动子(3)中的第二侧驱动用固定电极(30)的驱动电压被定义为第二驱动电压，并且施加到所述第二振动子(4)中的第一侧驱动用固定电极(40)的驱动电压是所述第二驱动电压，所述第二驱动电压包括被定义为C伏的直流电压和被定义为D伏的交流电压，从而所述第二驱动电压被描述为C+D伏，并且所述第一驱动电压的交流电压具有预定相位，其与所述第二驱动电压的交流电压的相位相反，所述方法包括：

通过向所述第一和第二振动子(3，4)中的驱动用固定电极(30，40)分别施加所述第一和第二驱动电压来振动所述第一和第二振动子(3，4)；

在施加预定加速度的情况下监测传感器输出；

以下述方式控制所述第一和第二驱动电压的直流电压中的至少一个，即：参照所述直流电压的预定中心值将所述直流电压中的所述其中一个变化预定量，以下述方式控制所述第一和第二驱动电压的交流电压中的至少一个，即：参照所述交流电压的预定中心值将所述交流电压中的所述其中一个变化所述预定量，或者以下述方式控制被设置为矩形波的所述第一和第二驱动电压的占空比中的至少一个，即：参照所述矩形波的占空比的中心值将所述占空比中的所述其中一个变化所述预定量；并且

当所述传感器输出被最小化时，在存储器(142)中存储与所述预定量有关的信息。

10、如权利要求9所述的方法，其中

所述第一和第二驱动电压中的直流电压中的所述其中一个是依照下述方式控制的，即：将所述第一驱动电压的直流电压从所述第一和第二驱动电压的直流电压之间的中心值开始变化所述预定量，并且

将所述第二驱动电压的直流电压从所述中心值开始变化所述预定量，从而使所述第一和第二驱动电压的直流电压参照所述中心值分别相反地变化。

11、如权利要求9所述的方法，其中

所述第一和第二驱动电压中的交流电压中的所述其中一个是依照下述方式控制的，即：将所述第一驱动电压的交流电压从所述第一和第二驱动电压的交流电压之间的中心值开始变化所述预定量，并且

将所述第二驱动电压的交流电压从所述中心值开始变化所述预定量，从而使所述第一和第二驱动电压的交流电压参照所述中心值分别相反地变化。

12、如权利要求9所述的方法，其中

所述第一和第二驱动电压的占空比中的所述其中一个是依照下述方式控制的，即：将所述第一驱动电压的占空比从所述第一和第二驱动电压的占空比之间的中心值开始变化所述预定量，并且

将所述第二驱动电压的占空比从所述中心值开始变化所述预定量，从而使所述第一和第二驱动电压的占空比参照所述中心值分别相反地变化。

13、如权利要求9所述的方法，其中

所述控制包括：

参照所述第一和第二驱动电压的直流电压之间的中心值来改变所述第一和第二驱动电压的直流电压中的至少一个；并且

在改变所述直流电压中的至少一个之后，参照所述第一和第二驱动电压的交流电压之间的中心值来改变所述第一和第二驱动电压的交流电压中的至少一个。

14、如权利要求9所述的方法，其中

所述控制包括：

参照所述第一和第二驱动电压的直流电压之间的中心值来改变所述第一和第二驱动电压中的直流电压的至少一个；并且

在改变所述直流电压的至少一个之后，参照所述第一和第二驱动电压的占空比之间的中心值来改变所述第一和第二驱动电压的占空比中的至少一个。

15、如权利要求9所述的方法，其中

所述控制包括：

参照所述第一和第二驱动电压的交流电压之间的中心值来改变所述第一和第二驱动电压中的交流电压的至少一个；并且

在改变所述交流电压的至少一个之后，参照所述第一和第二驱动电压的占空比之间的中心值来改变所述第一和第二驱动电压的占空比中的至少一个。

16、如权利要求10所述的方法，其中

所述存储包括：

在所述存储器(142)中存储与所述第一和第二驱动电压的预定量对应的地址。

17、如权利要求11所述的方法，其中

所述存储包括：

在所述存储器(142)中存储与所述第一和第二驱动电压的预定量对应的地址。

18、如权利要求12所述的方法，其中

所述存储包括：

在所述存储器(142)中存储与所述第一和第二驱动电压的预定量对应的地址。

19、如权利要求9-18中任一项所述的方法，其中

所述第一和第二振动子(3，4)之间的对称性是左—右对称，

所述第一振动子(3)被设置在所述支撑基板(2)的左侧上，以及所述第二振动子(4)被设置在所述支撑基板(2)的右侧上，

所述第一振动子(3)中的第一侧驱动用固定电极(30)被设置在所述第一振动子(3)的左侧上，以及所述第一振动子(3)中的第二侧驱动用固定电极(30)被设置在所述第一振动子(3)的右侧上，以及

所述第二振动子(4)中的第一侧驱动用固定电极(40)被设置在所述第二振动子(4)的左侧上，以及所述第二振动子(4)中的第二侧驱动用固定电极(40)被设置在所述第二振动子(4)的右侧上。

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