物理量檢測(cè)電路、物理量檢測(cè)裝置、電子設(shè)備及移動(dòng)體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及物理量檢測(cè)電路、物理量檢測(cè)裝置、電子設(shè)備及移動(dòng)體。
【背景技術(shù)】
[0002] 已知有使用水晶振子（壓電振子）、MEMS(MicroElectroMechanicalSystems; 微機(jī)電系統(tǒng)）振子等振動(dòng)元件來(lái)檢測(cè)角速度或加速度等的物理量的物理量檢測(cè)裝置。
[0003] 例如，作為用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)系的旋轉(zhuǎn)角速度的角速度檢測(cè)裝置，使用了水晶振子等 壓電元件的振動(dòng)型巧螺儀傳感器被組裝入各種電子設(shè)備中，并被利用于汽車導(dǎo)航或攝像時(shí) 的手抖檢測(cè)等中。
[0004] 作為該樣的振動(dòng)型巧螺儀傳感器，例如提出了專利文獻(xiàn)1所記載的傳感器。
[0005] 然而，在如專利文獻(xiàn)1所記載的振動(dòng)型巧螺儀傳感器那樣的現(xiàn)有的物理量檢測(cè)裝 置中，由于安裝基板的諧振等原因致使產(chǎn)生圍繞振動(dòng)元件的檢測(cè)軸的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)，如果該旋 轉(zhuǎn)振動(dòng)的頻率接近振動(dòng)元件的失調(diào)頻率，則檢測(cè)振動(dòng)臂發(fā)生諧振從而其振幅變得非常大， 因此檢測(cè)電路的輸出信號(hào)有可能飽和。如此一來(lái)，有可能使輸出信號(hào)的中屯、電壓（0點(diǎn)電 壓）偏移，從而使角速度的檢測(cè)精度降低。
[0006] 專利文獻(xiàn)1 ;日本特開2010 - 256332號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明正是鑒于上述問(wèn)題點(diǎn)而完成的，根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)方式，能夠提供即使施 加了與振動(dòng)元件的失調(diào)頻率接近的頻率的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)也能夠減少檢測(cè)精度降低的可能性的 物理量檢測(cè)電路和物理量檢測(cè)裝置、W及使用了該物理量檢測(cè)電路或者該物理量檢測(cè)裝置 的電子設(shè)備及移動(dòng)體。
[0008] 本發(fā)明是為了解決上述的課題的至少一部分而完成的，能夠W如下的方式或者應(yīng) 用例實(shí)現(xiàn)。
[0009] 應(yīng)用例1
[0010] 本應(yīng)用例所設(shè)及的物理量檢測(cè)用電路，其包括基于驅(qū)動(dòng)振動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而對(duì) 上述振動(dòng)元件的輸出信號(hào)所含的與物理量相應(yīng)的信號(hào)進(jìn)行檢波的檢波部、設(shè)置于比上述檢 波部靠前的部分上的濾波部，上述濾波部的截止頻率處于上述振動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)模式的諧振 頻率與檢測(cè)模式的諧振頻率之間，在通頻帶中含有上述驅(qū)動(dòng)模式的諧振頻率。
[0011] 根據(jù)本應(yīng)用例所設(shè)及的物理量檢測(cè)用電路，當(dāng)沿振動(dòng)元件的檢測(cè)軸方向而施加接 近被定義為振動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)模式的諧振頻率與檢測(cè)模式的諧振頻率之差的絕對(duì)值的失調(diào) 頻率的頻率的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的情況下，振動(dòng)元件輸出檢測(cè)模式的諧振頻率附近的振幅大的無(wú)用 信號(hào)，但通過(guò)濾波部除去該無(wú)用信號(hào)（正確地說(shuō)，大幅衰減），將驅(qū)動(dòng)模式的諧振頻率附近 的想要檢測(cè)的信號(hào)輸入至檢波部。因此，根據(jù)本應(yīng)用例所設(shè)及的物理量檢測(cè)用電路，即使施 加了接近振動(dòng)元件的失調(diào)頻率的頻率的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)，也能夠減少檢測(cè)精度降低的可能性。
[0012] 另外，根據(jù)本應(yīng)用例所設(shè)及的物理量檢測(cè)用電路，檢測(cè)模式的諧振頻率附近的無(wú) 用信號(hào)在檢波部之前被除去，因此能夠減少由于檢波部的檢波致使信號(hào)飽和的可能性。因 此，根據(jù)本應(yīng)用例所設(shè)及的物理量檢測(cè)用電路，與在檢波部之后的部分設(shè)置濾波部來(lái)除去 由于旋轉(zhuǎn)振動(dòng)產(chǎn)生的無(wú)用信號(hào)的情況相比，容易得到高的檢測(cè)精度。
[001引應(yīng)用例2
[0014] 上述應(yīng)用例所設(shè)及的物理量檢測(cè)用電路可W為，上述驅(qū)動(dòng)模式的上述諧振頻率比 上述檢測(cè)模式的上述諧振頻率低，上述濾波部為，上述截止頻率比上述檢測(cè)模式的上述諧 振頻率低的低通濾波器。
[0015] 根據(jù)本應(yīng)用例所設(shè)及的物理量檢測(cè)用電路，通過(guò)將濾波部設(shè)為低通濾波器，能夠 除去檢測(cè)模式的諧振頻率附近的無(wú)用信號(hào)，并且對(duì)比檢測(cè)模式的諧振頻率低的驅(qū)動(dòng)模式的 諧振頻率附近的想要檢測(cè)的信號(hào)進(jìn)行檢波。
[001引 應(yīng)用例3
[0017] 上述應(yīng)用例所設(shè)及的物理量檢測(cè)用電路可W為，上述驅(qū)動(dòng)模式的上述諧振頻率比 上述檢測(cè)模式的上述諧振頻率高，上述濾波部為，截止頻率比上述檢測(cè)模式的上述諧振頻 率高的高通濾波器。
[0018] 根據(jù)本應(yīng)用例所設(shè)及的物理量檢測(cè)用電路，通過(guò)將濾波部設(shè)為高通濾波器，能夠 除去檢測(cè)模式的諧振頻率附近的無(wú)用信號(hào)，并且對(duì)比檢測(cè)模式的諧振頻率高的驅(qū)動(dòng)模式的 諧振頻率附近的想要檢測(cè)的信號(hào)進(jìn)行檢波。
[001引應(yīng)用例4
[0020] 上述應(yīng)用例所設(shè)及的物理量檢測(cè)用電路可W為，包括：對(duì)上述振動(dòng)元件的輸出信 號(hào)進(jìn)行差動(dòng)放大的差動(dòng)放大部、和設(shè)置于上述差動(dòng)放大部與上述檢波部之間的交流放大 部，上述濾波部被設(shè)置于上述差動(dòng)放大部與上述交流放大部之間。
[0021] 根據(jù)本應(yīng)用例所設(shè)及的物理量檢測(cè)用電路，由于檢測(cè)模式的諧振頻率附近的無(wú)用 信號(hào)在交流放大部之前被除去，因此能夠減少由于AC放大部的放大致使信號(hào)飽和的可能 性。因此，根據(jù)本應(yīng)用例所設(shè)及的物理量檢測(cè)用電路，與在檢波部的跟前設(shè)置濾波部來(lái)除去 由于旋轉(zhuǎn)振動(dòng)產(chǎn)生的無(wú)用信號(hào)的情況相比，容易得到較高的檢測(cè)精度。
[00過(guò)應(yīng)用例5
[0023] 上述應(yīng)用例所設(shè)及的物理量檢測(cè)用電路可W為，包括：對(duì)上述振動(dòng)元件的輸出信 號(hào)進(jìn)行差動(dòng)放大的差動(dòng)放大部、和設(shè)置于上述差動(dòng)放大部與上述檢波部之間的交流放大 部，上述濾波部被設(shè)置于上述交流放大部與上述檢波部之間。
[0024] 根據(jù)本應(yīng)用例所設(shè)及的物理量檢測(cè)用電路，檢測(cè)模式的諧振頻率附近的無(wú)用信號(hào) 在檢波部之前被除去，因此能夠減少由于檢波部的檢波致使信號(hào)飽和的可能性。因此，根據(jù) 本應(yīng)用例所設(shè)及的物理量檢測(cè)用電路，與在檢波部之后的部分設(shè)置濾波部來(lái)除去由于旋轉(zhuǎn) 振動(dòng)產(chǎn)生的無(wú)用信號(hào)的情況相比，容易得到較高的檢測(cè)精度。
[00幼應(yīng)用例6
[0026] 本應(yīng)用例所設(shè)及的物理量檢測(cè)裝置包括上述任一個(gè)物理量檢測(cè)用電路、和上述振 動(dòng)元件。
[0027] 根據(jù)本應(yīng)用例所設(shè)及的物理量檢測(cè)裝置，通過(guò)濾波部除去在沿振動(dòng)元件的檢測(cè)軸 方向而施加了接近失調(diào)頻率的頻率的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的情況下產(chǎn)生的檢測(cè)模式的諧振頻率附近 的振幅大的無(wú)用信號(hào)，并對(duì)驅(qū)動(dòng)模式的諧振頻率附近的想要檢測(cè)的信號(hào)進(jìn)行檢波，因此即 使在施加了接近失調(diào)頻率的頻率的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的情況下，也能夠減少檢測(cè)精度降低的可能 性。
[0028]另外，根據(jù)本應(yīng)用例所設(shè)及的物理量檢測(cè)用裝置，檢測(cè)模式的諧振頻率附近的無(wú) 用信號(hào)在檢波部之前被除去，因此能夠減少由于檢波部的檢波致使信號(hào)飽和的可能性，與 在檢波部之后的部分上設(shè)置濾波部來(lái)除去由于旋轉(zhuǎn)振動(dòng)產(chǎn)生的無(wú)用信號(hào)的情況相比，容易 得到較高的檢測(cè)精度。
[002引 應(yīng)用例7
[0030]本應(yīng)用例所設(shè)及的電子設(shè)備包括上述任一個(gè)物理量檢測(cè)用電路或者上述的物理 量檢測(cè)裝置。
[00引]應(yīng)用例8
[0032] 本應(yīng)用例所設(shè)及的移動(dòng)體包括上述任一個(gè)物理量檢測(cè)用電路或者上述的物理量 檢測(cè)裝置。
[0033] 該些應(yīng)用例所設(shè)及的電子設(shè)備W及移動(dòng)體包括即便施加了接近振動(dòng)元件的失調(diào) 頻率的頻率的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)也會(huì)減少檢測(cè)精度降低的可能性的物理量檢測(cè)用電路或者物理量 檢測(cè)裝置，因此能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性更高的電子設(shè)備及移動(dòng)體。
【附圖說(shuō)明】
[0034] 圖1為第一實(shí)施方式所設(shè)及的物理量檢測(cè)裝置的功能框圖。
[0035] 圖2為示意性示出第一實(shí)施方式所設(shè)及的振動(dòng)元件的俯視圖。
[0036] 圖3為示意性示出第一實(shí)施方式所設(shè)及的振動(dòng)元件的俯視圖。
[0037] 圖4為用于對(duì)第一實(shí)施方式所設(shè)及的振動(dòng)元件的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的立體圖。
[0038] 圖5為示出驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臂的諧振特性與檢測(cè)振動(dòng)臂的諧振特性的一個(gè)例子的圖。
[0039] 圖6為示出對(duì)第一實(shí)施方式所設(shè)及的物理量檢測(cè)裝置施加旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的樣態(tài)的圖。
[0040] 圖7為示出第一實(shí)施方式所設(shè)及的濾波電路的濾波特性的一個(gè)例子的圖。
[0041] 圖8為示出對(duì)物理量檢測(cè)裝置施加了旋轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)的信號(hào)波形的一個(gè)例子的圖。
[0042] 圖9為示意性示出第二實(shí)施方式所設(shè)及的振動(dòng)元件的俯視圖。
[0043] 圖10為示意性示出第二實(shí)施方式所設(shè)及的振動(dòng)元件的俯視圖。
[0044] 圖11為用于對(duì)第二實(shí)施方式所設(shè)及的振動(dòng)元件的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的俯視圖。
[0045] 圖12為示出對(duì)第二實(shí)施方式所設(shè)及的物理量檢測(cè)裝置施加旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的樣態(tài)的 圖。
[0046] 圖13為第=實(shí)施方式所設(shè)及的物理量檢測(cè)裝置的功能框圖。
[0047] 圖14為示出第四實(shí)施方式所設(shè)及的濾波電路的濾波特性的一個(gè)例子的圖。
[0048] 圖15為示意性示出本實(shí)施方式所設(shè)及的電子設(shè)備的立體圖。
[0049] 圖16為示意性示出本實(shí)施方式所設(shè)及的電子設(shè)備的立體圖。
[0050] 圖17為示意性示出本實(shí)施方式所設(shè)及的電子設(shè)備的立體圖。
[0051] 圖18為示意性示出本實(shí)施方式所設(shè)及的移動(dòng)體的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052]W下，使用附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。此外，W下將要說(shuō)明的 實(shí)施方式并非是對(duì)權(quán)利要求書所記載的本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行不當(dāng)限定的實(shí)施方式。另外，w下將要說(shuō)明的結(jié)構(gòu)并不一定全部是本發(fā)明的必要的結(jié)構(gòu)要件。
[0053] W下，W作為物理量來(lái)檢測(cè)角速度的物理量檢測(cè)裝置為例進(jìn)行說(shuō)明，但檢測(cè)角速 度W外的物理量的物理量檢測(cè)裝置也包含于本發(fā)明中。
[0054] 1.物理量檢測(cè)裝置 [00巧]1-1.第一實(shí)施方式
[0056] 物理量檢測(cè)裝置的功能結(jié)構(gòu)
[0057] 圖1為第一實(shí)施方式所設(shè)及的物理量檢測(cè)裝置的功能框圖。如圖1所示，本實(shí)施 方式所設(shè)及的的物理量檢測(cè)裝置400包括；振動(dòng)元件100、用于使振動(dòng)元件100的驅(qū)動(dòng)振動(dòng) 臂220、222(參照?qǐng)D2W及圖3)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路440、用于對(duì)當(dāng)施加了角速度（物理量 的一個(gè)例子）時(shí)在振動(dòng)元件100的檢測(cè)振動(dòng)臂230、232上產(chǎn)生的檢測(cè)振動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè) 電路450 (物理量檢測(cè)用電路的一個(gè)例子）。驅(qū)動(dòng)電路440W及檢測(cè)電路450可W通過(guò)單巧 片的1C實(shí)現(xiàn)，也可W通過(guò)彼此不同的1C巧片實(shí)現(xiàn)。
[005引驅(qū)動(dòng)電路440具有I/V轉(zhuǎn)換電路（電流電壓轉(zhuǎn)換電路）441、AC放大電路（交流放 大電路）442、振幅調(diào)整電路443。驅(qū)動(dòng)電路440是向振動(dòng)元件100的驅(qū)動(dòng)輸入電極30(參 照?qǐng)D2W及圖3)輸出使驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臂220、222驅(qū)動(dòng)的信號(hào)，并且輸入從振動(dòng)元件100的驅(qū)動(dòng) 輸出電極32(參照?qǐng)D2W及圖3)輸出的信號(hào)的電路。W下，對(duì)于驅(qū)動(dòng)電路440進(jìn)行詳細(xì)說(shuō) 明。
[0059] 當(dāng)振動(dòng)元件100的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臂220、222振動(dòng)時(shí)，基于壓電效應(yīng)的交流電流從驅(qū)動(dòng) 輸出電極32被輸出，并向I/V轉(zhuǎn)換電路441輸入。I/V轉(zhuǎn)換電路441將輸入的交流電流轉(zhuǎn) 換為與驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臂220、222的振動(dòng)頻率相同的頻率的交流電壓信號(hào)進(jìn)而輸出該信號(hào)。
[0060] 從I/V轉(zhuǎn)換電路441輸出的