專利名稱：檢測裝置、檢測方法和電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測目標(biāo)的角速度的檢測裝置和方法，以及裝備有該檢 測裝置的電子裝置。
背景技術(shù)：
迄今，所謂的陀螺檢測裝置已經(jīng)被廣泛用作消費(fèi)者使用的角速度傳感 器。陀螺檢測裝置是通過允許懸臂振動(dòng)器以預(yù)定諧振頻率振動(dòng)并且檢測由于
角速度影響產(chǎn)生的科里奧利(Coriolis)力，由壓電元件等檢測角速度的傳感器。
陀螺檢測裝置具有優(yōu)勢在于傳感器具有簡單的機(jī)制、激活所需的時(shí)間 短并且能夠以低成本制造。陀螺檢測裝置被安裝到例如如攝像機(jī)、虛擬現(xiàn)實(shí) 裝置和汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的電子裝置，并且分別被用作振動(dòng)檢測、運(yùn)動(dòng)檢測和方 向檢測中的傳感器。
近年來，由于安裝陀螺檢測裝置的電子裝置小型化以及性能改進(jìn)，陀螺 檢測裝置需要小型化并改進(jìn)性能。例如，因?yàn)殡娮友b置的多功能化，產(chǎn)生了 將陀螺檢測裝置與用于其它目的的各種傳感器組合安裝到襯底的需求，從而
系統(tǒng))，其涉及使用硅村底并且使用用在形成半導(dǎo)體中的薄膜工藝和光刻技 術(shù)形成結(jié)構(gòu)性主體。
附帶地，振動(dòng)系統(tǒng)隨著陀螺檢測裝置的小型化而變輕。然而，因?yàn)榭评?奧利力與振動(dòng)系統(tǒng)的重量成比例，所以檢測靈敏度劣化(deteriorate )這么多。 而且，因?yàn)檎駝?dòng)器的振幅在電源電壓由于減少陀螺檢測裝置的小型化而減小 時(shí)變小，所以檢測靈敏度也由此劣化。檢測輸出信號的S/N由于檢測靈敏度 的劣化而降〗氐(degrade )。
因此，為了解決如上所述的問題，公開了一種技術(shù)其中具有相同相位 和振幅并且從兩個(gè)檢測電極輸出的驅(qū)動(dòng)信號在加法電路中被相加，并且其相 位已經(jīng)在反相電路中被反相的信號被輸入到兩個(gè)檢測電極(參見例如，日本專利申請公開No. 2000-205861 (第(0005 )、 ( 0016 )段和圖1 ))。

發(fā)明內(nèi)容
然而，近來，要求進(jìn)一步小型化和降低振動(dòng)陀螺的電壓。因此，存在進(jìn) 一步改進(jìn)振動(dòng)陀螺的檢測靈敏度的需要、以及抑制噪聲以獲得比以前更高的 S/N的需要。
鑒于上述情況，存在對一種能夠穩(wěn)定振動(dòng)陀螺的自激振蕩以抑制噪聲并 且實(shí)現(xiàn)高S/N的檢測裝置和方法、以及裝備有該檢測裝置的電子裝置的需 要。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種檢測裝置，包括懸臂振動(dòng)陀螺、偏 置施加裝置、加法裝置、第一相位延遲裝置和振幅控制裝置。該懸臂振動(dòng)陀 螺包括具有第一側(cè)和第二側(cè)的壓電元件，該第一側(cè)提供有驅(qū)動(dòng)電極和一對 檢測電極，該驅(qū)動(dòng)電極以預(yù)定間隔布置在該對檢測電極之間，該第二側(cè)與該 第一側(cè)相對并且提供有公共電極。所述懸臂振動(dòng)陀螺由在所述驅(qū)動(dòng)電極和公 共電極之間輸入的驅(qū)動(dòng)信號振動(dòng)，并且從該對檢測電極生成對應(yīng)于科里奧利 力的一對檢測信號。偏置施加裝置施加偏置電壓到該對檢測電極。加法裝置 將該對檢測信號相加。第一相位延遲裝置將由加法裝置相加的檢測信號的相 位延遲大于45°小于卯°的范圍。振幅控制裝置控制由第一相位延遲裝置 延遲的檢測信號到預(yù)定電壓振幅，并且輸出檢測信號作為驅(qū)動(dòng)信號。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人的發(fā)現(xiàn)，在如此構(gòu)成的振動(dòng)陀螺中，寄生電容在該 驅(qū)動(dòng)電極和該對檢測電極之間產(chǎn)生。該寄生電容的輸入/輸出相位差基本上為 0° ,而寄生電容的分量因此影響該驅(qū)動(dòng)電極和該對檢測電極之間的原始相 位差90° 。因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過將檢測信號的相位延遲大于 45°而小于90°的范圍，該相位補(bǔ)償了寄生電容的量。相應(yīng)地，振動(dòng)陀螺的 自激振蕩變得穩(wěn)定，導(dǎo)致噪聲的抑制和高S/N。
檢測裝置還可以包括差分放大器裝置、第二相位延遲裝置和同步檢測 裝置。差分放大器裝置差分放大該對檢測信號。第二相位延遲裝置將由加法 裝置相加的檢測信號的相位延遲90。。同步檢測裝置基于由第二相位延遲裝 置延遲的檢測信號，同步地檢測由差分放大器裝置差分放大的信號。因此， 檢測靈敏度可以被提高。
第一相位延遲裝置優(yōu)選地將加法裝置相加的檢測信號的相位延遲75° 。這是基于本發(fā)明的發(fā)明人的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)獲得的最優(yōu)化的數(shù)字值。
振動(dòng)陀螺優(yōu)選地在高于該振動(dòng)陀螺的諧振頻率的頻率被引起自激振蕩。
因此，振動(dòng)陀螺的自激振蕩變得更穩(wěn)定，導(dǎo)致噪聲的抑制和高S/N。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種檢測裝置，包括懸臂振動(dòng)陀 螺、偏置施加裝置、加法裝置、第一相位延遲裝置、振幅控制裝置、差分放 大器裝置、第二相位延遲裝置和同步檢測裝置。懸臂振動(dòng)陀螺包括具有第 一側(cè)和第二側(cè)的壓電元件，該第一側(cè)提供有驅(qū)動(dòng)電極和一對;險(xiǎn)測電極，該驅(qū) 動(dòng)電極以預(yù)定間隔布置在該對檢測電極之間，該第二側(cè)與該第 一側(cè)相對并且 提供有公共電極。所述懸臂振動(dòng)陀螺由該驅(qū)動(dòng)電極和公共電極之間輸入的驅(qū) 動(dòng)信號振動(dòng)，并且從該對檢測電極產(chǎn)生對應(yīng)于科里奧利力的一對檢測信號。 偏置施加裝置施加偏置電壓到該對檢測電極。加法裝置將該對檢測信號相 加。第一相位延遲裝置將由加法裝置相加的檢測信號的相位延遲第一相位 量。振幅控制裝置控制由第一相位延遲裝置延遲的檢測信號到預(yù)定電壓振 幅，并且輸出檢測信號作為驅(qū)動(dòng)信號。差分放大器裝置差分放大該對檢測信 號。第二相位延遲裝置將由加法裝置相加的檢測信號的相位延遲不同于第一 相位量的第二相位量。同步檢測裝置基于由第二相位延遲裝置延遲的檢測信 號，同步地檢測由差分放大器裝置差分放大的信號。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人的發(fā)現(xiàn)，用于自激振蕩和同步檢測的相位延遲量被 設(shè)置為不同值。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，補(bǔ)償寄生電容量的相位變得可能。因 此，振動(dòng)陀螺的自激振蕩變得更穩(wěn)定，導(dǎo)致噪聲的抑制和高S/N。
優(yōu)選地，第一相位量具有大于45°而小于卯°的范圍，而第二相位量 是卯° 。更優(yōu)選地，第一相位量是75。，而第二相位量是90。。這些是基 于本發(fā)明的發(fā)明人的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)獲得的最優(yōu)化的數(shù)字值。
振動(dòng)陀螺優(yōu)選地在高于該振動(dòng)陀螺的諧振頻率的頻率被引起自激振蕩。 因此，振動(dòng)陀螺的自激振蕩變得更穩(wěn)定，導(dǎo)致噪聲的抑制和高S/N。
仍根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供一種利用懸臂振動(dòng)陀螺檢測角速度 的方法，該懸臂振動(dòng)陀螺包括具有第一側(cè)和第二側(cè)的壓電元件，該第一側(cè) 提供有驅(qū)動(dòng)電極和一對4企測電極，該驅(qū)動(dòng)電極以預(yù)定間隔布置在該對檢測電 極之間，該第二側(cè)與該第一側(cè)相對并且提供有公共電極。所述懸臂振動(dòng)陀螺 由在該驅(qū)動(dòng)電極和公共電極之間輸入的驅(qū)動(dòng)信號振動(dòng)，并且從該對檢測電極 產(chǎn)生對應(yīng)于科里奧利力的一對檢測信號。所述方法包括施加偏置電壓到該對檢測電極；將該對檢測信號相加；將通過相加獲得的4全測信號的相位延遲 大于45°而小于90°的范圍；以及控制延遲的檢測信號到預(yù)定電壓振幅， 并且輸出檢測信號作為驅(qū)動(dòng)信號。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過將檢測信號的相位延遲大于45°而小于90 °的范圍，該相位補(bǔ)償了寄生電容的量。相應(yīng)地，振動(dòng)陀螺的自激振蕩變得 更穩(wěn)定，導(dǎo)致噪聲的抑制和高S/N。
差分放大該對檢測信號、將通過相加獲得的檢測信號的相位延遲90。、 并且基于相位已經(jīng)延遲90°的檢測信號同步地檢測差分放大的信號是優(yōu)選 的。因此，檢測靈敏度可以^皮改進(jìn)。
作為驅(qū)動(dòng)信號輸出的檢測信號的相位優(yōu)選地延遲75° 。這是通過基于本 發(fā)明的發(fā)明人的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)獲得的最優(yōu)化的數(shù)字值。
振動(dòng)陀螺優(yōu)選地在高于該振動(dòng)陀螺的諧振頻率的頻率被引起自激振蕩。 因此，振動(dòng)陀螺的自激振蕩變得更穩(wěn)定，導(dǎo)致噪聲的抑制和高S/N。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例，提供了 一種利用懸臂振動(dòng)陀螺檢測角速度 的方法。該懸臂振動(dòng)陀螺包括具有第一側(cè)和第二側(cè)的壓電元件，該第一側(cè) 提供有驅(qū)動(dòng)電極和一對檢測電極，該驅(qū)動(dòng)電極以預(yù)定間隔布置在該對4企測電 極之間，該第二側(cè)與該第一側(cè)相對并且提供有公共電極。所述懸臂振動(dòng)陀螺 由在該驅(qū)動(dòng)電極和公共電極之間輸入的驅(qū)動(dòng)信號振動(dòng)，并且從該對檢測電極 產(chǎn)生對應(yīng)于科里奧利力的一對檢測信號。該檢測方法包括施加偏置電壓到 該對檢測電極；將該對檢測信號相加；將通過相加獲得的檢測信號的相位延 遲第一相位量；控制由第一相位量延遲的檢測信號到預(yù)定電壓振幅，并且輸 出檢測信號作為驅(qū)動(dòng)信號；差分放大該對檢測信號；將通過相加獲得的檢測 信號的相位延遲不同于第一相位量的第二相位量；以及基于延遲第二相位量 的檢測信號，同步地檢測被差分放大的信號。
優(yōu)選地，第一相位量具有大于45°而小于90°的范圍，而第二相位量 是90° 。因此該相位補(bǔ)償了寄生電容的量，并且振動(dòng)陀螺的自激振蕩變得更 穩(wěn)定，導(dǎo)致噪聲的抑制和高S/N。
更優(yōu)選地，第一相位量是75° ，而第二相位量是90° 。這些是通過基 于本發(fā)明的發(fā)明人的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)獲得的最優(yōu)化的數(shù)字值。
振動(dòng)陀螺優(yōu)選地在高于該振動(dòng)陀螺的諧振頻率的頻率被引起自激振蕩。 因此，振動(dòng)陀螺的自激振蕩變得更穩(wěn)定，導(dǎo)致噪聲的抑制和高S/N。仍根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種電子裝置，該電子裝置包括
檢測裝置和控制裝置。該檢測裝置包括懸臂振動(dòng)陀螺、偏置施加裝置、加 法裝置、第一相位延遲裝置、振幅控制裝置、差分放大器裝置、第二相位延 遲裝置和同步檢測裝置。懸臂振動(dòng)陀螺包括具有第一側(cè)和第二側(cè)的壓電元 件，該第一側(cè)提供有驅(qū)動(dòng)電極和一對檢測電極，該驅(qū)動(dòng)電極以預(yù)定間隔布置 在該對檢測電極之間，該第二側(cè)與該第一側(cè)相對并且提供有公共電極。所述 懸臂振動(dòng)陀螺由在該驅(qū)動(dòng)電極和公共電極之間輸入的驅(qū)動(dòng)信號振動(dòng)，并且從 該對檢測電極產(chǎn)生對應(yīng)于科里奧利力的一對檢測信號。偏置施加裝置施加偏 置電壓到該對檢測電極。加法裝置將該對檢測信號相加。第一相位延遲裝置 將由加法裝置相加的檢測信號的相位延遲大于45°而小于90。的范圍。振 幅控制裝置控制由第一相位延遲裝置延遲的檢測信號到預(yù)定電壓振幅，并且 輸出檢測信號作為驅(qū)動(dòng)信號。差分放大器裝置差分放大該對檢測信號。第二 相位延遲裝置將加法裝置相加的檢測信號的相位延遲卯。。同步檢測裝置基 于由第二相位延遲裝置延遲的檢測信號，同步地檢測由差分放大器裝置差分 放大的信號。控制裝置基于同步檢測裝置的輸出執(zhí)行預(yù)定的控制。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種包括檢測裝置和控制裝置的電 子裝置。該檢測裝置包括懸臂振動(dòng)陀螺、偏置施加裝置、加法裝置、第一 相位延遲裝置、振幅控制裝置、差分放大器裝置、第二相位延遲裝置和同步 檢測裝置。懸臂振動(dòng)陀螺包括具有第一側(cè)和第二側(cè)的壓電元件，該第一側(cè) 提供有驅(qū)動(dòng)電極和一對4企測電極，該驅(qū)動(dòng)電極以預(yù)定間隔布置在該對4企測電 極之間，該第二側(cè)與該第一側(cè)相對并且提供有公共電極。所述懸臂振動(dòng)陀螺 由在該驅(qū)動(dòng)電極和公共電極之間輸入的驅(qū)動(dòng)信號振動(dòng)，并且從該對檢測電極 產(chǎn)生對應(yīng)于科里奧利力的一對;f企測信號。偏置施加裝置施加偏置電壓到該對 檢測電極。加法裝置將該對檢測信號相加。第一相位延遲裝置將由加法裝置 相加的檢測信號的相位延遲第一相位量。振幅控制裝置控制由第一相位延遲 裝置延遲的檢測信號到預(yù)定電壓振幅，并且輸出檢測信號作為驅(qū)動(dòng)信號。差 分放大器裝置差分放大該對;險(xiǎn)測信號。第二相位延遲裝置將由加法裝置相加 的檢測信號的相位延遲不同于第一相位量的第二相位量。同步檢測裝置基于 由第二相位延遲裝置延遲的檢測信號，同步地檢測由差分放大器裝置差分放 大的信號?？刂蒲b置基于同步檢測裝置的輸出執(zhí)行預(yù)定的控制。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，振動(dòng)陀螺的自激振蕩變得更穩(wěn)定，從而抑制噪聲并且獲得了高S/N。因此，該控制裝置能夠更精確地執(zhí)行控制。
這里，該電子裝置的示例是配備有震動(dòng)校正機(jī)制的數(shù)字相機(jī)，并且該控
制裝置控制所述震動(dòng)校正機(jī)制的校正量。因此，更精確的震動(dòng)校正變得可能。 如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，振動(dòng)陀螺的自激振蕩變得更穩(wěn)定，由
此抑制噪聲并且獲得高S/N。
本發(fā)明的這些和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)根據(jù)如在附圖中圖示的本發(fā)明的 以下優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，將變得更清楚。


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的陀螺檢測裝置的結(jié)構(gòu)的電路方塊圖2是顯示在圖1中示出的振動(dòng)陀螺的示例的透視圖3是在圖2中示出的振動(dòng)陀螺的振動(dòng)臂的剖面圖4是用于圖示在圖2中示出的振動(dòng)陀螺的工作原理的電路圖5是在動(dòng)力學(xué)方面顯示圖4的工作原理的示意圖6是顯示在圖2中示出的振動(dòng)陀螺的理想的輸入/輸出特性的圖7是顯示作為比較示例的陀螺檢測裝置的結(jié)構(gòu)的電路方塊圖8是顯示在圖2中示出的振動(dòng)陀螺的實(shí)際的輸入/輸出特性的圖9是圖示在圖8中示出的輸入/輸出特性的原因的圖IO顯示用于更明確地圖示在圖8中示出的輸入/輸出特性的原因的圖
(1) ;
圖11顯示用于更明確地圖示在圖8中示出的輸入/輸出特性的原因的圖
(2) ;
圖12是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的振動(dòng)陀螺的結(jié)構(gòu)的平面圖； 圖13是在圖12中示出的振動(dòng)陀螺的剖面圖14是顯示作為裝配有陀螺檢測裝置的電子裝置的示例的數(shù)字相機(jī)的 示意性透視圖；以及
圖15是顯示數(shù)字相機(jī)的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
具體實(shí)施例方式
下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的各實(shí)施例。
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的陀螺檢測裝置的示例的電路方塊圖。如圖1中所示，陀螺檢測裝置100包括振動(dòng)陀螺1、電阻器lla和llb、 作為偏置施加裝置的DC電源12、電壓跟隨器21a和21b、作為加法裝置的 加法電路22、作為第一和第二相位延遲裝置的相移電路23a和23b、作為振 幅控制裝置的GCA (增益控制放大器)24和檢測電路25、作為差分放大器 裝置的差分放大器電路31 、以及作為同步檢測裝置的同步檢測電路32。
在陀螺檢測裝置100中，振動(dòng)陀螺l、電阻器lla和llb、 DC電源12、 電壓跟隨器21a和21b、加法電路22、相移電路23a和23b、 GCA24和檢測 電路25構(gòu)成自激振蕩電路110。
在描述陀螺檢測裝置100的總體操作之前，將首先給出關(guān)于振動(dòng)陀螺1 的示例和其工作原理的示例。
圖2是顯示振動(dòng)陀螺1的示例的透視圖。
如圖2中所示，振動(dòng)陀螺1包括基體2和從該基體2延伸的振動(dòng)臂3。 圖3是沿著垂直于其縱向軸(Z軸)的平面截取的振動(dòng)臂3的剖面圖。
振動(dòng)臂1可由MEMS (微型電機(jī)系統(tǒng))產(chǎn)生。如圖3中所示，例如，作 為公共電極6d的導(dǎo)電膜形成在硅襯底4上，而壓電膜5形成在該導(dǎo)電膜上。 接著，驅(qū)動(dòng)電極6c和每個(gè)具有預(yù)定伸長形狀的第一和第二檢測電極6a和6b 利用光刻技術(shù)形成在壓電膜5上。壓電膜5、導(dǎo)電膜6d、驅(qū)動(dòng)電極6c和第 一和第二檢測電極6a和6b構(gòu)成壓電元件。具體來說，壓電膜5的第一側(cè)提 供有驅(qū)動(dòng)電極6c和該對第一和第二4企測電極6a和6b,而其與該第一側(cè)相對 的第二側(cè)提供有公共電極6d。
包括導(dǎo)線7、電極焊盤8和凸起(bump ) 9a至9d的導(dǎo)線電極形成在基 體2。導(dǎo)線電極還可以利用光刻技術(shù)形成。凸起9a至9d分別連接到第一和 第二檢測電極6a和6b。而且，凸起9c連接到驅(qū)動(dòng)電極6c，而凸起9d連接 到公共電極6d。導(dǎo)線電極經(jīng)由這些凸起9a至9d連接到如IC的4企測電路。 凸起9a至9d由例如但不限于金形成。
在如上所述形成驅(qū)動(dòng)電極6c、第一和第二檢測電極6a和6b、導(dǎo)線7等 之后，具有如圖2中所示的形狀的振動(dòng)陀螺1從硅晶片被切除。
圖4是顯示圖2中示出的振動(dòng)陀螺1的工作原理的如圖4中所示，振動(dòng)陀螺1的公共電極6d連接到DC電源12。 AC電源 13連接在驅(qū)動(dòng)電極6c和公共電極6d之間。電阻器11a連接在第一^r測電極 6a和公共電極6d之間，而電阻器lib連接在第二檢測電極6b和公共電極6d之間。此外，檢測電極6a和6b連接到差分放大器電路31 。
驅(qū)動(dòng)電極6c和公共電極6d通過DC電源12偏置到電壓值Vref。此外， 第一和第二4企測電極6a和6b分別經(jīng)由電阻器lla和lib被偏置到電壓值 Vref。換句話說，在壓電膜5的第一側(cè)和與該第一側(cè)相對的其第二側(cè)之間的 DC電壓差變?yōu)?。而且，驅(qū)動(dòng)電壓信號vd由連接在驅(qū)動(dòng)電極6c和公共電 極6d之間的AC電源13在壓電膜5的第一側(cè)和與該第一側(cè)相對的其第二側(cè) 之間被輸入。具有作為參考的DC電壓值Vref的驅(qū)動(dòng)電壓信號vd在壓電膜 5中被機(jī)械地轉(zhuǎn)換，而振動(dòng)臂3的主體因此在Y軸方向產(chǎn)生彎曲運(yùn)動(dòng)。
彎曲運(yùn)動(dòng)在壓電膜5中被電子地轉(zhuǎn)換以分別從檢測電極6a和6b作為 AC電壓信號Va和Vb輸出。當(dāng)圍繞振動(dòng)臂3的縱向軸(Z軸)沒有施加角 速度coo時(shí)，檢測電極6a和6b的輸出是具有相同相位和幅度的信號。因此， 該信號在差分放大器電路31中被抵消。隨后，當(dāng)圍繞振動(dòng)臂3的縱向軸(Z 軸)施加角速度coo時(shí)，彎曲運(yùn)動(dòng)的方向由于在X軸方向產(chǎn)生的科里奧利力 而改變。相應(yīng)地，在檢測電極6a和6b的輸出之間產(chǎn)生差，然后其通過差分 放大器電路31傳遞，從而獲得差分信號Vo。這就是^r測信號。
如圖5中所示，假設(shè)振動(dòng)臂3的質(zhì)量是m，其彎曲運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)速度是v, 而圍繞振動(dòng)臂3的縱向軸的角速度是coo,則科里奧利力Fc能夠由表達(dá)式(1 ) 表示。應(yīng)該注意到，在下面的表達(dá)式中，符號"*"表示乘法。
<formula>formula see original document page 12</formula> ( 1 )
科里奧利力Fc與在差分放大器電路31中獲得的差分信號Vo成比例。 假設(shè)比例常數(shù)是kl，則差分信號Vo可以由表達(dá)式(2)表示。<formula>formula see original document page 12</formula> ( 2 )
這里，再次參照圖1，將給出對陀螺檢測裝置100的總體操作的描述。 振動(dòng)陀螺1的公共電極6d連接到DC電源12。電阻器lla連接在檢測 電極6a和公共電極6d之間，而電阻器1 lb連接在檢測電極6b和公共電極 6d之間。檢測電極6a的輸出被輸入到電壓跟隨器21a,而檢測電極6b的輸 出被輸入到電壓跟隨器21b。電壓跟隨器21a和21b的輸出被輸入到加法電 路22和差分放大器電路31。
加法電路22的輸出被輸入到相移電路23a和23b以及檢測電路25。相 移電路23b的輸出被輸入到GCA (增益控制放大器)24。檢測電路25的輸 出被輸入到GCA 24。 GCA 24的輸出被輸入到振動(dòng)陀螺1的驅(qū)動(dòng)電極6c。相移電路23b的輸出被輸入到同步檢測電路32。 接下來，將描述電路操作。
如已經(jīng)描述的，作為GCA24的輸出的驅(qū)動(dòng)信號是被偏置到DC電壓值 Vref的AC電壓信號，并且該驅(qū)動(dòng)信號被輸入到振動(dòng)陀螺1的驅(qū)動(dòng)電極6c。 而且，公共電極6d由DC電源12偏置到電壓值Vref。因此，在壓電膜5的 第一側(cè)和與該第一側(cè)相對的其第二側(cè)之間的DC電壓差變?yōu)?。驅(qū)動(dòng)信號在 壓電膜5中被機(jī)械地轉(zhuǎn)換，而振動(dòng)臂3因此在Y軸方向產(chǎn)生彎曲運(yùn)動(dòng)。
彎曲運(yùn)動(dòng)在壓電膜5中被電子地轉(zhuǎn)換為從檢測電極6a和6b輸出的檢測 信號。該兩個(gè)檢測信號是分別經(jīng)由電阻器1 la和電阻1 lb被偏置到電壓值Vref 的AC電壓信號。
兩個(gè)檢測信號被輸入到電壓跟隨器21a和21b,用于根據(jù)阻抗分開振動(dòng) 陀螺1和所述電路。此后，檢測信號被輸入到加法電路22和差分放大器電 路31。
當(dāng)圍繞振動(dòng)臂3的縱向軸(Z軸)施加角速度w o時(shí)，加法電路22被用 來抵消檢測信號中的變化。具體來說，當(dāng)施加角速度coo時(shí)，彎曲運(yùn)動(dòng)的方 向由于在X軸方向產(chǎn)生的科里奧利力而改變。相應(yīng)地，在兩個(gè)檢測信號之間 產(chǎn)生輸出差。然而，因?yàn)檩敵霾钣刹罘之a(chǎn)生，所以在相加之后的輸出沒有改 變。另一方面，從差分放大器電路31獲得對應(yīng)于科里奧利力的信號。
相移電路23a被用于將輸出的相位從輸入延遲75°。盡管加法電路22的 輸出的相位相對于驅(qū)動(dòng)信號被提前75°，但是相移電^各23a的輸出的相位變 為與該驅(qū)動(dòng)信號相同的相位。輸出信號由GCA24放大到預(yù)定電壓振幅Ad, 因此被輸出為驅(qū)動(dòng)信號。GCA24通過反饋加法電路22的輸出控制放大程度， 使得在加法電路22的輸出的電壓振幅被檢測電路25檢測到之后，輸出具有 恒定的電壓振幅。
而且，當(dāng)施加角速度ooo時(shí)，對應(yīng)于科里奧利力的AC信號從差分放大 器電路31獲得。通過在由相移電路23b延遲所述信號卯。的輸出時(shí)刻執(zhí)行同 步檢測，能夠獲得已經(jīng)從其移除AC分量的對應(yīng)于科里奧利力的信號，作為 同步檢測電路32的輸出。
這是因?yàn)?，關(guān)于同步檢測的時(shí)刻，當(dāng)在相對于作為來自檢測電極6a和 6b的輸出的AC信號被延遲90。的相位處執(zhí)行同步檢測時(shí)，能夠獲得最大的 靈敏度水平。在低于諧振頻率fo的頻率處的振動(dòng)陀螺1的輸入/輸出特性的特性曲線， 更多地受到流過在振動(dòng)陀螺1的驅(qū)動(dòng)電極和檢測電極之間的寄生電容的漏電
壓影響。因此，通過設(shè)置相移電路23a,使得振動(dòng)陀螺1的輸入/輸出相位差 變得小于卯°,可以產(chǎn)生在振動(dòng)陀螺1不受該漏電壓影響的頻率處產(chǎn)生自激 振蕩。換句話說，自激振蕩的穩(wěn)定抑制噪聲并且實(shí)現(xiàn)高S/N。
要由相移電路23a延遲的相位量優(yōu)選地在大于45°而小于90。的范圍內(nèi)。 具有45。或更少的延遲相位量，自激振蕩變得困難。
這里，將對為什么除了相移電路23b外還提供相移電路23a以相對于輸 入延遲輸出相位75。的理由給出更詳細(xì)的描述。
圖6是顯示圖4中示出的振動(dòng)陀螺1的理想的輸入/輸出特性的圖。
作為振動(dòng)陀螺1的輸入的驅(qū)動(dòng)信號vd的電壓振幅Ad被固定在1.1 Vp-p, 并且檢測電極6a的輸出Va或檢測電極6b的輸出Vb被測量。橫坐標(biāo)軸表示 驅(qū)動(dòng)電壓信號vd的諧振頻率f,而縱坐標(biāo)軸分別表示輸出Va或Vb的電壓 振幅A和輸出Va或Vb的相位0。振動(dòng)陀螺1被用在頻率fo，在該頻率獲 得最高輸入/輸出效率，并且電壓振幅變?yōu)樽鳛樽畲笾档腁o。電壓振幅在該 頻率fo處變?yōu)榇蠹s0.75 Vp-p,而相位大約是90°。
假設(shè)地，假定振動(dòng)陀螺1的輸入/輸出特性如圖6中所示，則陀螺檢測裝 置如圖7中所示構(gòu)成。具體地講，單個(gè)相移電路23的輸出可以變?yōu)镚CA24 和同步檢測電路32兩者的輸入。
然而，振動(dòng)陀螺1的實(shí)際輸入/輸出特性如圖8中所示。
具體地講，如圖8中所示，假定根據(jù)振動(dòng)陀螺1的輸入/輸出特性，振動(dòng) 陀螺1在頻率fo處使用，在該頻率獲得最高輸入/輸出效率，并且電壓振幅 變?yōu)樽鳛樽畲笾档腁o,電壓4展幅在該頻率fo處變?yōu)榇蠹s0.75 Vp-p，而相位 大約是75°。
當(dāng)振動(dòng)陀螺l在如圖7中所示的電路中操作時(shí)，自激振蕩電路110不正 常運(yùn)行，并且觀察到異常振蕩。該異常振蕩指包括在頻率fo處的振蕩和在 大約300 Hz的頻率的振蕩的雙振蕩。
接下來，將對為什么振動(dòng)陀螺1變化這么多以及為什么振動(dòng)陀螺1以圖 8中示出的特性結(jié)束的理由給出描述。
圖9是圖示振動(dòng)陀螺1的輸入/輸出特性的電路圖。
振動(dòng)陀螺1的公共電極6d接地。AC電源13連接在驅(qū)動(dòng)電極6c和公共電極6d之間。檢測電極6a和6b電短路，因?yàn)槟康闹皇菧y量輸入/輸出特性。 而且，電阻器lla和lib分別連接在檢測電極6a和6b和公共電極6d之間。
驅(qū)動(dòng)電極6c和公共電極6d被偏置到電壓值0。而且，第一和第二檢測 電極6a和6b分別經(jīng)由電阻器lla和llb偏置到電壓值O。換句話說，在壓 電膜5的第一側(cè)和與第一側(cè)相對的其第二側(cè)之間的DC電壓差變?yōu)?。而且， 驅(qū)動(dòng)電壓信號vd由連接在驅(qū)動(dòng)電極6c和公共電極6d之間的AC電源13在 壓電膜5的第一側(cè)和與該第一側(cè)相對的其第二側(cè)之間輸入。具有作為參考的 DC電壓值0的驅(qū)動(dòng)電壓信號vd在壓電膜5中被機(jī)械地轉(zhuǎn)換，而振動(dòng)臂3的 主體因此在Y軸方向產(chǎn)生彎曲運(yùn)動(dòng)。
彎曲運(yùn)動(dòng)在壓電膜5中被電轉(zhuǎn)換以作為AC電壓信號從檢測電極6a和 6b輸出。本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，除了如上所述的系統(tǒng)外，還存在用于確 定振動(dòng)陀螺1的輸入/輸出特性的路徑。這是由于在驅(qū)動(dòng)電極6c和公共電極 6d之間的寄生電容10a和在驅(qū)動(dòng)電極6c和檢測電極6a之間的寄生電容10b。 換句話說，該路徑是這樣的路徑，通過該路徑，在驅(qū)動(dòng)電極6c和公共電極 6d之間輸入的驅(qū)動(dòng)電壓信號vd穿過寄生電容10a和10b以作為AC電壓信 號從檢測電極6a和6b被輸出。通過將上述兩個(gè)輸出(通過彎曲運(yùn)動(dòng)和寄生 電容獲得的輸出)相加獲得的信號是AC電壓信號Vg (見圖9)。
圖10和ll是圖示用于確定振動(dòng)陀螺1的輸入/輸出特性的機(jī)制的圖。
關(guān)于電壓振幅，該圖形示意性地顯示了圖8中示出的振動(dòng)陀螺1的輸入 /輸出特性，并且該電壓振幅通過固定作為圖9中示出的振動(dòng)陀螺1的輸入的 驅(qū)動(dòng)信號vd的電壓振幅Ad為恒定值，并且測量4全測電極6a和6b的輸出 Vg而獲得。每個(gè)橫坐標(biāo)軸表示驅(qū)動(dòng)電壓信號vd的諧振頻率，而縱坐標(biāo)軸分 別表示輸出Vg的電壓振幅A和輸出Vg的電壓相位e。
通過在振動(dòng)臂3的尖端部分測量機(jī)械振動(dòng)獲得振動(dòng)振幅，其對應(yīng)于電壓 振幅。每個(gè)橫坐標(biāo)軸表示驅(qū)動(dòng)信號vd的諧振頻率f，而縱坐標(biāo)軸分別表示在 在振動(dòng)臂3的尖端部分處的振動(dòng)振幅Av和振動(dòng)相位0v。
驅(qū)動(dòng)信號vd在壓電膜5中^皮^M戒地轉(zhuǎn)換，而振動(dòng)臂3的主體因此在Y 軸方向產(chǎn)生彎曲運(yùn)動(dòng)。由該彎曲運(yùn)動(dòng)引起的振動(dòng)振幅Av在基于振動(dòng)陀螺1 的形狀確定的諧振頻率fo處變?yōu)樽畲笾?，而振?dòng)相位6v相對于驅(qū)動(dòng)信號vd 提前90。。在低于諧振頻率fo的頻率處，振動(dòng)振幅Av變小，而振動(dòng)振幅0v 提前180。。在高于諧振頻率fo的頻率處，振動(dòng)振幅Av變小，而振動(dòng)振幅0v變?yōu)?°。
這樣的彎曲運(yùn)動(dòng)在壓電膜5中被電轉(zhuǎn)換以輸出，但是流過寄生電容10a 和10b的漏電壓也與之一起^皮輸出。假定由彎曲運(yùn)動(dòng)獲得的輸出是Vgv,而 由漏電壓獲得的輸出是Vgl。由漏電壓獲得的輸出Vgl具有恒定的振幅與頻 率無關(guān)，而相對于驅(qū)動(dòng)信號vd的相位延遲/提前大約是0°。
接下來，將基于由彎曲運(yùn)動(dòng)獲得的輸出Vgv和由漏電壓獲得的輸出Vgl 之間的關(guān)系描述振動(dòng)陀螺1的輸入/輸出特性。
在各自的頻率區(qū)域1到5的輸出Vgv和Vgl用矢量表示，而該矢量的相 加得到輸入/輸出特性。該矢量以電壓振幅和電壓相位表示。
(1) 在頻率區(qū)域l，振幅是Vgv〈Vgl，并且Vgv的相位是大約180° 。 由相加獲得的輸出Vg具有小振幅，并且其相位約為0。。
(2) 在頻率區(qū)域2，振幅是Vgv < Vgl，并且Vgv的相位大約180° 。 由相加獲得的輸出Vg具有最小振幅，并且其相位大約是75。。
(3) 在頻率區(qū)域3，振幅是Vgv〉Vgl，并且Vgv的相位是90。至180 ° 。由相加獲得的輸出Vg具有中間振幅，并且其相位大約是90。至180° 。
(4 )在頻率區(qū)域4，振幅是Vgv > Vgl,并且Vgv的相位是90° 。由相 加獲得的振幅具有最大振幅，其相位大約是75。。
(5)在頻率區(qū)域5，振幅是Vgv〈Vgl， Vgv的相位大約是O。。由相 加獲得的輸出Vg具有中間振幅，其相位大約是O。。
頻率區(qū)域2看起來像是反諧振點(diǎn)，因?yàn)檩敵鯲g的振幅變?yōu)樽钚≈担?其相位變得幾乎與諧振頻率fo相同。然而，從上面的描述可見頻率區(qū)域2 是由于漏電壓生成的點(diǎn)。沒有漏電壓，振動(dòng)陀螺1的輸入/輸出特性將顯示類 似于振動(dòng)振幅和振動(dòng)相位的特性曲線的特性曲線。
當(dāng)振動(dòng)陀螺1在如圖7中示出的電路中引起自激振蕩時(shí)，相位在相移電 路23被延遲90。，這意味著根據(jù)振動(dòng)陀螺1的輸入/輸出特性，振動(dòng)陀螺l 操作在90。的電壓相位e。此時(shí)，頻率f為fog,其小于實(shí)際的諧振頻率fo。 而且，在操作時(shí)電壓振幅A是Aog,其在沒有漏電壓情形中小于振幅Ao。
在小于諧振頻率fo的頻率，可以看到漏電壓顯著影響了振動(dòng)陀螺1的 輸入/輸出特性曲線。由于該影響，振動(dòng)陀螺1在小于諧振頻率fo的頻率的 操作引起自激振蕩電路的錯(cuò)誤操作，導(dǎo)致雙重振蕩。
因此，在該實(shí)施例的陀螺檢測裝置100中，除了相移電路23b外還提供相移電路23a以相對于輸入將輸出相位延遲75。。相應(yīng)地，變得可能在輸入 /輸出特性不受漏電壓影響的頻率處引起自激振蕩。換句話說，自激振蕩的穩(wěn) 定抑制噪聲并且實(shí)現(xiàn)了高S/N。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，并且可以在本發(fā)明的技術(shù)精神內(nèi)進(jìn)行各種修改。
例如，在上面的實(shí)施例中提供單個(gè)振動(dòng)臂給振動(dòng)陀螺1。然而，本發(fā)明 可應(yīng)用于例如具有三個(gè)振動(dòng)臂的振動(dòng)陀螺。
圖12是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的振動(dòng)元件示意圖。圖13是沿 著圖12的線A-A截取的剖面振動(dòng)元件41包括基體140和提供來以便從主體140延伸的三個(gè)振動(dòng)臂 141至143。 ^振動(dòng)元件41也可以由例如MEMS生產(chǎn)。如圖13中所示，三個(gè) 振動(dòng)臂141至143分別包括由硅制成的基臂147a至147c。
壓電膜148a在中間的振動(dòng)臂141的基臂147a上形成，而第一電極145a 和檢測電極146a和146b在壓電膜148a的第一側(cè)提供。此外，公共電極144a 在與所述第一側(cè)相對的壓電膜148a的第二側(cè)提供。
壓電膜148b在振動(dòng)臂142的基臂147b上形成，而公共電極144b在壓 電膜148b的第一側(cè)提供。此外，第二驅(qū)動(dòng)電極145b在壓電膜148b的第二 側(cè)提供。類似地，壓電膜148c在振動(dòng)臂143的基臂147c上形成，而公共電 極144c在壓電膜148c的第一側(cè)提供。此外，第三驅(qū)動(dòng)電極145c在壓電膜 148c的第二側(cè)提供。
可以構(gòu)成所述電路，使得輸入到與圖1中示出的公共電極6d相對應(yīng)的 公共電極144a的信號被輸入到公共電極和144b和144c,而輸入到與圖1中 示出的驅(qū)動(dòng)電極6c相對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電極145a的信號被輸入到第二和第三驅(qū)動(dòng) 電極145b和145c。
如上所述構(gòu)成的振動(dòng)陀螺被驅(qū)動(dòng)，使得振動(dòng)臂142和143在兩側(cè)以相同 的相位和相同的振幅振動(dòng)，而在中間的振動(dòng)臂141以與兩側(cè)的振動(dòng)臂142和 143相反的相位和兩倍的振幅振動(dòng)。關(guān)注中間的振動(dòng)臂141,因?yàn)檎駝?dòng)臂141 具有類似于在圖2和3中示出的實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)，所以第一和第二檢測電極 146a和146b的檢測靈敏度能被改善，而不增加電源電壓，并且因此實(shí)現(xiàn)高 S/N。
注意到，第二和第三驅(qū)動(dòng)電極145b和145c不總是必須用驅(qū)動(dòng)信號輸入。在此情形中，在兩側(cè)的振動(dòng)臂142和143由中間的振動(dòng)臂141的振動(dòng)引起的 反彈而振動(dòng)。
圖14是作為安裝有陀螺檢測裝置配置的電子裝置的示例的數(shù)字相機(jī)的 示意性透視圖。圖15是顯示數(shù)字相機(jī)的結(jié)構(gòu)的方塊圖。
數(shù)字相機(jī)260具有裝置主體261，陀螺檢測裝置IOO安裝到其上。該裝 置主體261是由例如金屬或樹脂制成的機(jī)架或機(jī)殼。陀螺檢測裝置100以例 如幾個(gè)平方毫米的尺寸封裝。為了檢測大約至少兩個(gè)軸的角速度，要安裝至 少兩個(gè)陀螺檢測裝置100。
如圖15中所示，數(shù)字相機(jī)260包括陀螺檢測裝置100、控制部分510、 裝配有透鏡等的光學(xué)系統(tǒng)520、 CCD 530、以及用于執(zhí)行關(guān)于光學(xué)系統(tǒng)520 的震動(dòng)校正的震動(dòng)校正機(jī)制540。
由兩個(gè)陀螺檢測裝置IOO檢測兩個(gè)軸的科里奧利力?？刂撇糠?10基于 檢測的科里奧利力，使用震動(dòng)校正機(jī)制540在光學(xué)系統(tǒng)520中執(zhí)行震動(dòng)校正。
安裝有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的陀螺檢測裝置的電子裝置不局限于數(shù)字 相機(jī)。電子裝置的示例包括膝上型計(jì)算機(jī)、PDA(個(gè)人數(shù)字助理)、電子 字典、音頻/視頻設(shè)備、投影儀、蜂窩電話、游戲設(shè)備、汽車導(dǎo)航設(shè)備、機(jī)器 人設(shè)備和其它電器。
相關(guān)申請的交叉引用
本發(fā)明包含涉及于2007年5月16日向日本專利局提交的日本專利申請 JP 2007-130689的主題，在此通過引用并入其全部內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種檢測裝置，包括懸臂振動(dòng)陀螺，其包括具有第一側(cè)和第二側(cè)的壓電元件，該第一側(cè)提供有驅(qū)動(dòng)電極和一對檢測電極，該驅(qū)動(dòng)電極以預(yù)定間隔布置在該對檢測電極之間，該第二側(cè)與該第一側(cè)相對并且提供有公共電極，所述懸臂振動(dòng)陀螺由在所述驅(qū)動(dòng)電極和公共電極之間輸入的驅(qū)動(dòng)信號振動(dòng)，并且從該對檢測電極生成對應(yīng)于科里奧利力的一對檢測信號；偏置施加裝置，用于施加偏置電壓到該對檢測電極；加法裝置，用于將該對檢測信號相加；第一相位延遲裝置，用于將由加法裝置相加的檢測信號的相位延遲大于45°而小于90°的范圍；以及振幅控制裝置，用于控制由第一相位延遲裝置延遲的檢測信號到預(yù)定電壓振幅，并且輸出檢測信號作為驅(qū)動(dòng)信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其中振動(dòng)陀螺在高于該振動(dòng)陀螺的 諧振頻率的頻率引起自激振蕩。
3. —種檢測裝置，包括懸臂振動(dòng)陀螺，其包括具有第一側(cè)和第二側(cè)的壓電元件，該第一側(cè)提供 有驅(qū)動(dòng)電極和一對檢測電極，該驅(qū)動(dòng)電極以預(yù)定間隔布置在該對檢測電極之 間，該第二側(cè)與該第一側(cè)相對并且提供有公共電極，所述懸臂振動(dòng)陀螺由在 所述驅(qū)動(dòng)電極和公共電極之間輸入的驅(qū)動(dòng)信號振動(dòng)，并且從該對檢測電極生 成對應(yīng)于科里奧利力的一對檢測信號；偏置施加裝置，用于施加偏置電壓到該對^r測電極；加法裝置，用于將該對檢測信號相加；第一相位延遲裝置，用于將由加法裝置相加的檢測信號的相位延遲第一 延遲量；振幅控制裝置，用于控制由第一相位延遲裝置延遲的檢測信號到預(yù)定電 壓振幅，并且輸出檢測信號作為驅(qū)動(dòng)信號；差分放大器裝置，用于差分放大該對檢測信號；第二相位延遲裝置，用于將由加法裝置相加的檢測信號的相位延遲不同 于第一相位量的第二相位量；以及同步檢測裝置，用于基于由第二相位延遲裝置延遲的檢測信號，同步地 檢測由差分放大器裝置差分放大的信號。
4. 如權(quán)利要求3所述的檢測裝置，其中振動(dòng)陀螺在高于該振動(dòng)陀螺的 諧振頻率的頻率引起自激振蕩。
5. —種利用懸臂振動(dòng)陀螺檢測角速度的方法，該懸臂振動(dòng)陀螺包括具有 第一側(cè)和第二側(cè)的壓電元件，該第一側(cè)提供有驅(qū)動(dòng)電極和一對檢測電極，該 驅(qū)動(dòng)電極以預(yù)定間隔布置在該對檢測電極之間，該第二側(cè)與該第一側(cè)相對并 且提供有公共電極，所述懸臂振動(dòng)陀螺由在所述驅(qū)動(dòng)電極和公共電極之間輸 入的驅(qū)動(dòng)信號振動(dòng)，并且從該對檢測電極生成對應(yīng)于科里奧利力的一對檢測 信號，所述方法包括施加偏置電壓到該對檢測電極； 將該對檢測信號相加；將通過相加獲得的檢測信號的相位延遲大于45°而小于90°的范圍；以及控制延遲的檢測信號到預(yù)定電壓振幅，并且輸出檢須'H言號作為驅(qū)動(dòng)信弓一
6. 如權(quán)利要求5所述的檢測裝置，其中振動(dòng)陀螺在高于該振動(dòng)陀螺的 諧振頻率的頻率引起自激振蕩。
7. —種利用懸臂振動(dòng)陀螺檢測角速度的方法，該懸臂振動(dòng)陀螺包括具有 第一側(cè)和第二側(cè)的壓電元件，該第一側(cè)提供有驅(qū)動(dòng)電極和一對檢測電極，該 驅(qū)動(dòng)電極以預(yù)定間隔布置在該對檢測電極之間，該第二側(cè)與該第一側(cè)相對并 且提供有公共電極，所述懸臂振動(dòng)陀螺由在所述驅(qū)動(dòng)電極和公共電極之間輸 入的驅(qū)動(dòng)信號振動(dòng)，并且從該對檢測電極生成對應(yīng)于科里奧利力的一對纟企測 信號，所述方法包括施加偏置電壓到該對4全測電才及； 將該對檢測信號相加；將通過相加獲得的檢測信號的相位延遲第一相位量； 控制延遲的檢測信號到預(yù)定電壓振幅，并且輸出檢測信號作為驅(qū)動(dòng)信差分放大該對檢測信號；將通過相加獲得的檢測信號的相位延遲不同于第一相位量的第二相位量；以及基于延遲第二相位量的檢測信號，同步地檢測被差分放大的信號。
8. 如權(quán)利要求7所述的檢測方法，其中振動(dòng)陀螺在高于該振動(dòng)陀螺的 諧振頻率的頻率引起自激振蕩。
9. 一種電子裝置，包括 檢測裝置，包括懸臂振動(dòng)陀螺，其包括具有第一側(cè)和第二側(cè)的壓電元件，該第一側(cè) 提供有驅(qū)動(dòng)電極和一對4企測電極，該驅(qū)動(dòng)電極以預(yù)定間隔布置在該對;險(xiǎn)測電 極之間，該第二側(cè)與該第一側(cè)相對并且提供有公共電極，所述懸臂振動(dòng)陀螺 由在所述驅(qū)動(dòng)電極和公共電極之間輸入的驅(qū)動(dòng)信號振動(dòng)，并且從該對檢測電 極生成對應(yīng)于科里奧利力的一對檢測信號；偏置施加裝置，用于施加偏置電壓到該對;險(xiǎn)測電極；加法裝置，用于將該對檢測信號相加；第一相位延遲裝置，用于將由加法裝置相加的檢測信號的相位延遲 第一延遲量；振幅控制裝置，用于控制由第一相位延遲裝置延遲的檢測信號到預(yù) 定電壓振幅，并且輸出檢測信號作為驅(qū)動(dòng)信號；差分放大器裝置，用于差分放大該對檢測信號； 第二相位延遲裝置，用于將由加法裝置相加的檢測信號的相位延遲不同于第一相位量的第二相位量；以及同步檢測裝置，用于基于由第二相位延遲裝置延遲的檢測信號，同 步地檢測由差分放大器裝置差分放大的信號。
10. 如權(quán)利要求9所述的電子裝置， 其中該電子裝置是配備有震動(dòng)校正機(jī)制的數(shù)字相機(jī)，以及 其中該控制裝置控制所述震動(dòng)校正機(jī)制的校正量。
全文摘要
一種檢測裝置，包括懸臂振動(dòng)陀螺，其包括具有第一側(cè)和第二側(cè)的壓電元件，該第一側(cè)提供有驅(qū)動(dòng)電極和一對檢測電極，該驅(qū)動(dòng)電極以預(yù)定間隔夾在該對檢測電極之間，該第二側(cè)與該第一側(cè)相對并且提供有公共電極，所述懸臂振動(dòng)陀螺由在所述驅(qū)動(dòng)電極和公共電極之間輸入的驅(qū)動(dòng)信號振動(dòng)，并且從該檢測電極生成對應(yīng)于科里奧利力的一對檢測信號；偏置施加部分，用于施加偏置電壓到該檢測電極；加法部分，用于將該對檢測信號相加；第一相位延遲部分，用于將通過相加獲得的檢測信號的相位延遲大于45°而小于90°的范圍；以及振幅控制部分，用于控制延遲的檢測信號到預(yù)定電壓振幅，并且輸出為驅(qū)動(dòng)信號。
文檔編號G01C19/56GK101308022SQ20081010021
公開日2008年11月19日 申請日期2008年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月16日
發(fā)明者栗原一夫 申請人:索尼株式會(huì)社