陀螺传感器及其制造方法、电子设备以及移动体的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种能够抑制S/N比的恶化并且实施灵敏度调节的陀螺传感器及其制造方法、电子设备以及移动体等。陀螺传感器1包括：基板(10)、振动体(112)、使振动体(112)进行振动的固定驱动电极(130、132)以及可动驱动电极(116)、用于对根据振动体(112)的振动而变化的信号进行检测的固定检测电极(130、132)以及可动检测电极(116)、向振动体(112)施加偏置电压Vr的偏置电压施加部(610)、存储部(620)，偏置电压施加部(620)根据存储部(610)中所存储的信息而对偏置电压Vr的值进行设定。
【专利说明】
陀螺传感器及其制造方法、电子设备以及移动体
技术领域
[0001]本发明涉及一种陀螺传感器、电子设备、移动体以及陀螺传感器的制造方法。
【背景技术】
[0002]近年来，开发了一种例如利用娃MEMS(MicroElectro Mechanical System:微电子机械系统)技术而对角速度进行检测的角速度传感器(陀螺传感器)。
[0003]在专利文献I中公开有一种陀螺传感器，其中，具有对增益以可变的方式进行控制从而实施灵敏度调节的灵敏度调节电路。
[0004]在专利文献I的陀螺传感器中，当为了提高输出灵敏度而使灵敏度调节电路的增益增加时，噪声也被放大。因此，在专利文献I的陀螺传感器中难以改善S/N比。
[0005]专利文献I:日本特开2007-327945号公报
【发明内容】
[0006]本发明为鉴于以上的技术问题而被完成的发明。根据本发明的若干方式，提供一种能够在抑制S/N比的恶化并且实施灵敏度调节的陀螺传感器、电子设备、移动体以及陀螺传感器的制造方法等。
[0007]本发明是为了解决前述的课题中的至少一部分而完成的发明，并且能够作为以下的方式或者应用例而实现。
[0008]应用例I
[0009]本应用例所涉及的陀螺传感器包括:基板;振动体；固定驱动电极，其被固定在所述基板上，并使所述振动体进行振动;可动驱动电极，其从所述振动体上延伸，并使所述振动体进行振动；固定检测电极，其被固定在所述基板上，并用于对根据所述振动体的振动而变化的信号进行检测;可动检测电极，其从所述振动体上延伸，并用于对根据所述振动体的振动而变化的信号进行检测;偏置电压施加部，其向所述振动体施加偏置电压;存储部，所述偏置电压施加部根据所述存储部中所存储的信息而对所述偏置电压的值进行设定。
[0010]应用例2
[0011]本应用例所涉及的陀螺传感器包括:基板;振动体；固定驱动电极，其被固定在所述基板上，并使所述振动体进行振动;可动驱动电极，其被设置在所述振动体上，并使所述振动体进行振动；固定检测电极，其被固定在所述基板上，并用于对根据所述振动体的振动而变化的信号进行检测;可动检测电极，其被设置在所述振动体上，并用于对根据所述振动体的振动而变化的信号进行检测；偏置电压施加部，其向所述可动检测电极施加偏置电压存储部，所述偏置电压施加部根据所述存储部中所存储的信息而对所述偏置电压的值进行设定。
[0012]应用例3
[0013]在上述的陀螺传感器中，也可以采用如下方式，S卩，所述固定检测电极与所述可动检测电极以对置的方式设置。
[0014]根据这些应用例，由于当改变偏置电压时，陀螺传感器的输出灵敏度改变，因此通过对存储部中所存储的信息进行改写，从而能够对陀螺传感器的输出灵敏度进行调节。因此，能够实现可在抑制S/N比的恶化的同时实施灵敏度调节的陀螺传感器。
[0015]应用例4
[0016]在上述的陀螺传感器中，也可以采用如下方式，S卩，在所述可动检测电极的往返运动端的两侧的区域设置有所述固定检测电极。
[0017]根据本应用例，由于即使偏置电压发生变化，往返运动的中心也不容易发生变化，因此能够降低随着偏置电压的改变而对特性造成的不良影响。
[0018]应用例5
[0019]在上述的陀螺传感器中，也可以采用如下方式，S卩，在所述可动检测电极的往返运动端的单侧的区域设置有所述固定检测电极。
[0020]根据本应用例，由于当使偏置电压增大时，距离会缩短而使电压差增大，因此即使偏置电压的变化幅度较小，也能够较大程度地改变陀螺传感器的输出灵敏度。
[0021]应用例6
[0022]在上述的陀螺传感器中，也可以采用如下方式，S卩，在所述存储部中所存储的信息为，根据来自固定检测电极的信号而被设定的信息。
[0023]根据本应用例，能够恰当地调节为所需的输出灵敏度。
[0024]应用例7
[0025]本应用例所涉及的电子设备包括上述任意的陀螺传感器。
[0026]应用例8
[0027]本应用例所涉及的移动体包括上述任意的陀螺传感器。
[0028]根据该应用例，由于包括能够在抑制S/N比的恶化的同时实施灵敏度调节的陀螺传感器，因此能够实现动作的可靠性较高的电子设备以及移动体。
[0029]应用例9
[0030]本应用例所涉及的陀螺传感器的制造方法，其中，所述陀螺传感器包括:基板;振动体;固定驱动电极，其被固定在所述基板上，并使所述振动体进行振动;可动驱动电极，其从所述振动体上延伸，并使所述振动体进行振动；固定检测电极，其被固定在所述基板上，并用于对根据所述振动体的振动而变化的信号进行检测；可动检测电极，其从所述振动体上延伸，并用于对根据所述振动体的振动而变化的信号进行检测;偏置电压施加部，其向所述振动体施加偏置电压;存储部，所述偏置电压施加部根据所述存储部中所存储的信息而对所述偏置电压的值进行设定，所述陀螺传感器的制造方法包括:对来自所述固定检测电极的信号进行测定的工序;根据所述信号而向所述存储部中写入所述信息的工序。
[0031]应用例10
[0032]本应用例所涉及的陀螺传感器的制造方法，其中，所述陀螺传感器包括:基板;振动体;固定驱动电极，其被固定在所述基板上，并使所述振动体进行振动;可动驱动电极，其被设置在所述振动体上，并使所述振动体进行振动；固定检测电极，其被固定在所述基板上，并用于对根据所述振动体的振动而变化的信号进行检测;可动检测电极，其被设置在所述振动体上，并用于对根据所述振动体的振动而变化的信号进行检测;偏置电压施加部，其向所述可动检测电极施加偏置电压;存储部，所述偏置电压施加部根据所述存储部中所存储的信息而对所述偏置电压的值进行设定，所述陀螺传感器的制造方法包括:对来自所述固定检测电极的信号进行测定的工序;根据所述信号而向所述存储部中写入所述信息的工序。
[0033]根据该应用例，由于当改变偏置电压时，陀螺传感器的输出灵敏度将会改变，因此通过根据来自固定检测电极的信号而存储部中写入信息，从而能够将陀螺传感器调节为所需的输出灵敏度。因此，能够实现可制造出在抑制S/N比的恶化的同时实施灵敏度调节的陀螺传感器的陀螺传感器的制造方法。
【附图说明】
[0034]图1为示意性地表示本实施方式所涉及的传感器装置中所包含的功能元件的俯视图。
[0035]图2为示意性地表示本实施方式所涉及的传感器装置中所包含的剖视图。
[0036]图3为用于对本实施方式所涉及的传感器装置的动作进行说明的图。
[0037]图4为用于对本实施方式所涉及的传感器装置的动作进行说明的图。
[0038]图5为用于对本实施方式所涉及的传感器装置的动作进行说明的图。
[0039]图6为用于对本实施方式所涉及的传感器装置的动作进行说明的图。
[0040]图7为本实施方式所涉及的陀螺传感器的电路图。
[0041 ]图8为表示本实施方式所涉及的陀螺传感器的制造方法的流程图。
[0042]图9为本实施方式所涉及的电子设备的功能框图。
[0043]图10(A)为表示作为电子设备的一个示例的智能手机的外观的一个示例的图，图10(B)为表示作为电子设备的一个示例的腕装型的便携式电话的外观的一个示例的图。
[0044]图11为表示本实施方式所涉及的移动体的一个示例的图(仰视图)。
【具体实施方式】
[0045]以下，根据附图来对本发明的优选的实施方式进行详细地说明。所用的附图为便于说明的附图。另外，在下文中所说明的实施方式并不是对权利要求中所记载的本发明的内容进行不当地限定的方式。此外，以下所说明的全部结构并不限定为本发明的必要结构要件。
[0046]1.陀螺传感器
[0047]1-1.传感器装置
[0048]首先，参照附图来对本实施方式所涉及的陀螺传感器I中所包含的传感器装置100进行说明。图1为示意性地表示本实施方式所涉及的传感器装置100中所包含的功能元件102的俯视图。图2为示意性地表示本实施方式所涉及的传感器装置100中所包含的功能元件102的剖视图。另外，在图1中，作为互相正交的三个轴而图示了X轴、Y轴、Z轴。。
[0049]如以下的详细说明，本实施方式的传感器装置100能够包括基板10、振动体112、固定驱动电极130以及固定驱动电极132、可动驱动电极116、固定监控电极160以及固定监控电极162、可动监控电极118、固定检测电极140以及固定检测电极142、可动检测电极126。
[0050]如图1至图2所示，传感器装置100能够包括基板10、功能元件102、盖体60。另外，为了便于说明，在图1中，省略了基板10以及盖体60而进行图示。
[0051]基板10的材质例如为玻璃、硅。如图2所示，基板10具有第一表面11、第一表面11的相反侧的第二表面12。在图示的示例中，第一表面11以及第二表面12为与XY平面平行的表面。
[0052]功能元件102被设置在基板10上(在基板10的第一表面11上)。在下文中，对功能元件102为对绕Z轴的角速度进行检测的陀螺传感器元件(静电电容型MEMS陀螺传感器元件)的示例进行说明。
[0053]如图1所示，功能元件102具有第一结构体106以及第二结构体108。第一结构体106以及第二结构体108沿着X轴而相互连结。第一结构体106位于与第二结构体108相比靠-X方向侧。如图1所示，结构体106、108例如具有相对于两者的边界线B(沿着Y轴的直线)而呈对称的形状。另外，虽然未图示，但功能元件102也可以不具有第二结构体108而由第一结构体106构成。
[0054]如图1所示，各结构体106、108能够具有振动体112、第一弹簧部114、可动驱动电极116、位移部122、第二弹簧部124、固定驱动电极130、132、可动振动检测电极118、126、固定振动检测电极140、142、160、162、固定部150。可动振动检测电极118、126被分类为可动监控电极118和可动检测电极126。固定振动检测电极140、142、160、162被分类为固定检测电极140、142和固定监控电极160、162。
[0055]振动体112、弹簧部114、124、可动驱动电极116、可动监控电极118、位移部122、可动检测电极126以及固定部150例如通过对与基板1相接合的硅基板(未图示)进行加工，从而被一体地成形。由此，能够应用硅半导体器件的制造中所使用的微细的加工技术，从而能够实现功能元件102的小型化。功能元件102的材质例如为通过掺杂了磷、硼等杂质而被赋予了导电性的硅。另外，可动驱动电极116、可动监控电极118以及可动检测电极126也可以作为独立于振动体112的另外的部件而被设置在振动体112的表面上等。
[0056]振动体112例如具有框状(框架状)的形状。在振动体112的内侧设置有位移部122、可动检测电极126以及固定检测电极140、142。
[0057]第一弹簧部114的一端与振动体112连接，另一端与固定部150连接。固定部150被固定在基板10上(基板10的第一表面11上)。即，在固定部150的下方未设置有凹部14。振动体112经由第一弹簧部114且通过固定部150而被支承。在图示的示例中，第一弹簧部114在第一结构体106和第二结构体108中各设置有四个。另外，也可以不设置第一结构体106与第二结构体108之间的分界线B上的固定部150。
[0058]第一弹簧部114被构成为，能够使振动体112在X轴方向上进行位移。更具体而言，第一弹簧部114具有在Y轴方向上(沿着Y轴)往返并在X轴方向上(沿着X轴)延伸的形状。另夕卜，第一弹簧部114只要能够使振动体112沿着X轴进行振动，则其数量不被特别地限定。
[0059]可动驱动电极116与振动体112连接。可动驱动电极116从振动体112向+Y轴方向和-Y轴方向延伸。也可采用如下方式，即，可动驱动电极116被设置有多个，且多个可动驱动电极116在X轴方向上排列。可动驱动电极116能够随着振动体112的振动而沿着X轴进行振动。
[0060]固定驱动电极130、132被固定在基板10上(基板10的第一表面11上)，并被设置在振动体112的+Y方向侧以及振动体112的-Y方向侧。
[0061 ]固定驱动电极130、132与可动驱动电极116对置，并以隔着可动驱动电极116的方式而设置。更具体而言，对于隔着可动驱动电极116的固定驱动电极130、132，在第一结构体106中，固定驱动电极130被设置在可动驱动电极116的-X轴方向侧，固定驱动电极132被设置在可动驱动电极116的+X轴方向侧。在第二结构体108中，固定驱动电极130被设置在可动驱动电极116的+X轴方向侧，固定驱动电极132被设置在可动驱动电极116的-X轴方向侧。
[0062]在图1所示的示例中，固定驱动电极130、132具有梳齿状的形状，可动驱动电极116具有能够插入至固定驱动电极130、132的梳齿之间的形状。也可采用如下方式，S卩，固定驱动电极130、132对应于可动驱动电极116的数量而设置有多个，并且在X轴方向上排列。固定驱动电极130、132以及可动驱动电极116为用于使振动体112振动的电极。
[0063]可动监控电极118与振动体112连接。可动监控电极118从振动体112向+Y方向以及-Y方向延伸。在图1所示的示例中，可动监控电极118在第一结构体106的振动体112的+Y方向侧以及第二结构体108的振动体112的+Y方向侧各设置有一个，并且在可动监控电极118之间排列有多个可动驱动电极116。并且，可动监控电极118在第一结构体106的振动体112的-Y方向侧以及第二结构体108的振动体112的-Y方向侧各设置有一个，并且在可动监控电极118之间排列有多个可动驱动电极116。可动监控电极118的平面形状例如与可动驱动电极116的平面形状相同。可动监控电极118能够随着振动体112的振动而沿X轴振动，SP往返运动。
[0064]固定监控电极160、162被固定在基板10上(在基板10的第一表面11上)，并被设置在振动体112的+Y方向侧以及振动体112的-Y方向侧。
[0065]固定监控电极160、162与可动监控电极118对置，并以隔着可动监控电极118的方式设置。更具体而言，对于隔着可动监控电极118的固定监控电极160、162，在第一结构体106中，固定监控电极160被设置在可动监控电极118的-X方向侧，固定监控电极162被设置在可动监控电极118的+X方向侧。在第二结构体108中，固定监控电极160被设置在可动监控电极118的+X方向侧，固定监控电极162被设置在可动监控电极118的-X方向侧。
[0066]固定监控电极160、162具有梳齿状的形状，可动监控电极118具有能够插入至固定监控电极160、162的梳齿之间的形状。
[0067]固定监控电极160、162以及可动监控电极118为用于对根据振动体112的振动而变化的信号进行检测的电极，并且为用于对振动体112的振动状态进行检测的电极。更具体而言，通过可动监控电极118沿着X轴进行位移，从而使可动监控电极118与固定监控电极160之间的静电电容以及可动监控电极118与固定监控电极162之间的静电电容发生变化。由此，使固定监控电极160、162的电流变化。通过对该电流的变化进行检测，从而能够对振动体112的振动状态进行检测。
[0068]位移部122经由第二弹簧部124而与振动体112相连接。在图示的示例中，位移部122的平面形状为具有沿着Y轴的长边的长方形。另外，虽然未图示，但位移部122也可以被设置在振动体112的外侧。
[0069]第二弹簧部124被构成为，能够使位移部122在Y轴方向上进行位移。更具体而言，第二弹簧部124具有在X轴方向上往复并在Y轴方向上延伸的形状。另外，第二弹簧部124只要能够使位移部122沿着Y轴进行位移，则其数量不被特别限定。
[0070]可动检测电极126与位移部122相连接。可动检测电极126例如被设置有多个。可动检测电极126从位移部122向+X轴方向及-X轴方向延伸。
[0071]固定检测电极140、142被固定在基板10上(基板10的第一表面11上)。更具体而言，固定检测电极140、142的一端被固定在基板10上，另一端作为自由端而向位移部122侧延伸。
[0072]固定检测电极140、142与可动检测电极126对置，并以隔着可动检测电极126的方式而设置。更具体而言，对于隔着可动检测电极126的固定检测电极140、142，在第一结构体106中，固定检测电极140被设置在可动检测电极126的-Y轴方向侧，固定检测电极142被设置在可动检测电极126的+Y轴方向侧。在第二结构体108中，固定检测电极140被设置在可动检测电极126的+Y轴方向侧，固定检测电极142被设置在可动检测电极126的-Y轴方向侧。
[0073]在图1所示的示例中，固定检测电极140、142被设置有多个，并且沿着Y轴而交替地排列。固定检测电极140、142和可动检测电极126为，用于对根据振动体112的振动而变化的信号(静电电容)进行检测的电极。
[0074]如图2所示，盖体60被设置在基板10上。基板10和盖体60能够构成封装件。基板10和盖体60能够形成腔室62，从而能够将功能元件102收纳在腔室62内。腔室62例如以真空状态被密封。盖体60的材质例如为硅、玻璃。
[0075]接下来，对传感器装置100的动作进行说明。图3至图6为用于对传感器装置100的动作进行说明的图。另外，在图3至图6中，作为互相正交的三个轴而图示了X轴、Y轴、Z轴。此夕卜，为了便于说明，在图3至图6中，省略了功能元件102以外的部件的图示，而且省略了可动驱动电极116、可动监控电极118、可动检测电极126、固定驱动电极130、132以及固定检测电极140、142以及固定监控电极160、162的图示，并且简化图示了功能元件102。
[0076]当通过未图示的电源而向可动驱动电极116与固定驱动电极130、132之间施加电压时，能够使可动驱动电极116与固定驱动电极130、132之间产生静电力(参照图1)。由此，如图3以及图4所示，能够使第一弹簧部114沿着X轴进行伸缩，从而能够使振动体112沿着X轴进行振动。
[0077]更具体而言，向可动驱动电极116施加固定的偏置电压Vr。并且，经由未图示的驱动配线而以预定的电压作为基准向固定驱动电极130施加第一交流电压。此外，经由未图示的驱动配线而以预定的电压作为基准向固定驱动电极132施加与第一交流电压相比相位偏移180度的第二交流电压。
[0078]在此，对于隔着可动驱动电极116的固定驱动电极130、132，在第一结构体106中，固定驱动电极130被设置在可动驱动电极116的-X轴方向侧，固定驱动电极132被设置在可动驱动电极116的+X轴方向侧(参照图1)。在第二结构体108中，固定驱动电极130被设置在可动驱动电极116的+X轴方向侧，固定驱动电极132被设置在可动驱动电极116的-X轴方向侦叭参照图1)。因此，能够通过第一交流电压以及第二交流电压而使第一结构体106的振动体112a以及第二结构体108的振动体112b以互为反相位且以预定的频率沿着X轴振动。在图3所示的示例中，振动体112a向α I方向进行位移，振动体112b向与α I方向相反的α2方向进行位移。在图4所示的示例中，振动体112a向α2方向进行位移，振动体112b向α I方向进行位移。
[0079]另外，位移部122随着振动体112的振动而沿着X轴进行位移。同样地，可动检测电极126(参照图1)随着振动体112的振动而沿着X轴进行位移。
[0080]如图5以及图6所示，当在振动体112a、112b沿着X轴进行振动的状态下向功能元件102施加绕Z轴的角速度ω时，科里奥利力将发挥作用，从而位移部122将沿着Y轴进行位移。即，与振动体112a相连接的位移部122a、和与振动体112b相连接的位移部122b将沿着Y轴而向互为相反的方向进行位移。在图5所示的示例中，位移部122a向β?方向进行位移，位移部122b向与β?方向相反的β2方向进行位移。在图6所示的示例中，位移部122a向β2方向进行位移，位移部122b向β?方向进行位移。
[0081]通过位移部122a、122b沿着Y轴进行位移，从而使可动检测电极126与固定驱动电极140之间的距离发生变化(参照图1)。同样地，可动检测电极126与固定驱动电极142之间的距离发生变化(参照图1)。因此，可动检测电极126与固定驱动电极140之间的静电电容发生变化。同样地，可动检测电极126与固定驱动电极142之间的静电电容发生变化。
[0082]在传感器装置100中，通过向可动检测电极126与固定检测电极140之间施加电压，从而能够对可动检测电极126与固定检测电极140之间的静电电容的变化量进行检测(参照图1)。并且，通过向可动检测电极126与固定检测电极142之间施加电压，从而能够对可动检测电极126与固定检测电极142之间的静电电容的变化量进行检测(参照图1)。通过这种方式，传感器装置100能够根据可动检测电极126与固定检测电极140、142之间的静电电容的变化量而求出绕Z轴的角速度ω。
[0083]并且，在传感器装置100中，通过振动体112a、112b沿着X轴进行振动，从而使可动监控电极118与固定监控电极160之间的距离发生变化(图1参照)。同样地，可动监控电极118与固定监控电极162之间的距离发生变化(参照图1)。因此，可动监控电极118与固定监控电极160之间的静电电容发生变化。同样地，可动监控电极118与固定监控电极162之间的静电电容发生变化。伴随于此，流经固定监控电极160、162的电流发生变化。通过该电流的变化，从而能够对振动体112a、112b的振动状态进行检测(监控)。
[0084]在本实施方式的陀螺传感器I中，如图1所示的示例那样，也可以在可动检测电极126的往返运动端的两侧的区域设置有固定检测电极140、142。
[0085]根据本实施方式，由于即使通过后文叙述的偏置电压施加部610而使偏置电压Vr发生变化，往返动的中心也不容易发生变化，因此能够降低随着偏置电压Vr的改变而对特性造成的不良影响。
[0086]在本实施方式的陀螺传感器I中，也可以仅在可动检测电极126的往返运动端的单侧的区域设置有固定检测电极(固定检测电极140或固定检测电极142)。
[0087]根据本实施方式，由于当通过后文叙述的偏置电压施加部610而使偏置电压Vr增大时，距离会缩短而使电压差增大，因此即使偏置电压Vr的变化幅度较小，也能够较大程度地改变陀螺传感器I的输出灵敏度。
[0088]1-2.驱动电路以及检测电路
[0089]图7为本实施方式所涉及的陀螺传感器I的电路图。陀螺传感器I被构成为，包括上述的传感器装置100、驱动电路200、检测电路300、偏置电压施加部610、存储部620。
[0090]驱动电路200根据来自固定监控电极160、162以及可动监控电极118中的至少一方的信号而生成驱动信号，并向固定驱动电极130、132以及可动驱动电极116中的至少一方输出驱动信号。在本实施方式中，驱动电路200根据来自固定监控电极160、162的信号而生成驱动信号，并向固定驱动电极130、132输出驱动信号。
[0091]驱动电路200输出驱动信号而对传感器装置100进行驱动，并且接收来自传感器装置100的反馈信号。由此使传感器装置100激振。检测电路300接收来自通过驱动信号而被驱动的传感器装置100的检测信号，并从检测信号中提取基于柯里奥力的角速度成分。
[0092]本实施方式的驱动电路200被构成为，包括放大电路202、滤波电路204，AGC(自动增益控制电路)206以及放大电路208。
[0093]当传感器装置100的振动体112振动时，基于容量变化而产生的电流将作为反馈信号而从固定监控电极160、162被输出，并被输入至放大电路202。放大电路202输出与振动体112的振动频率相同的频率的交流电压信号。
[0094]从放大电路202被输出的交流电压信号被输入至滤波电路204。滤波电路204从所输入的交流电压信号中去除不需要的频率成分。作为滤波电路204，例如能够采用带通滤波器。
[0095]从滤波电路204被输出的交流电压信号被输入至AGC(自动增益控制电路)206。AGC206以将所输入的交流电压信号的振幅保持为固定值的方式而对增益进行控制，并将增益控制后的交流电压信号向放大电路208和检测电路300的同步检波电路306(后文叙述)进行输出。
[0096]放大电路208将所输入的交流电压信号放大而生成驱动信号，并且向固定驱动电极130、132进行输出。通过被输入至该固定驱动电极130、132的驱动信号(交流电压信号)而对传感器装置100进行驱动。
[0097]本实施方式的检测电路300被构成为，包括放大电路302、同步检波电路306、滤波电路308以及放大电路310。
[0098]从固定检测电极140、142而被输出的信号包括，基于作用于传感器装置100上的科里奥利力的角速度成分、和基于传感器装置100的激振振动的自身振动成分(泄漏信号成分)。检测电路300从由固定检测电极140、142输出的信号中提取角速度成分。
[0099]当传感器装置100的振动体112振动时，基于容量变化而产生的电流将从固定检测电极140、142被输出，并被输入至放大电路302。放大电路302向同步检波电路306输出交流电压信号。
[0100]同步检波电路306根据来自固定监控电极160、162以及可动监控电极118中的至少一方的信号而对来自固定检测电极140、142以及可动检测电极126中的至少一方的信号进行同步检波。在本实施方式中，同步检波电路306根据来自固定监控电极160、162的信号而对来自固定检测电极140、142的信号进行同步检波。在图7所示的示例中，同步检波电路306根据AGC206的输出信号而对放大电路302的输出信号进行同步检波。在同步检波电路306中被提取的角速度成分信号被输入至滤波电路308。
[0101]滤波电路308由低通滤波器构成，所述低通滤波器从角速度成分信号中将高频成分去除并转换为直流电压信号。滤波电路308向放大电路310输出输出信号。
[0102]放大电路310对所输入的信号进行放大，并实施根据角速度的电压信号输出。
[0103]偏置电压施加部610向传感器装置100的振动体112施加偏置电压Vr。虽然在本实施方式中，经由图1中的锚部150而向振动体112施加偏置电压Vr，但是由于振动体112与可动驱动电极116、可动监控电极118以及可动检测电极126—体构成，因此也向可动驱动电极116、可动监控电极118以及可动检测电极126施加偏置电压Vr。另外，振动体112也可以以至少与可动驱动电极116、可动监控电极118以及可动检测电极126电一体的方式构成。偏置电压施加部610根据存储部620所存储的信息而对偏置电压Vr的值进行设定。
[0104]存储部620存储与由偏置电压施加部610施加的偏置电压Vr的值相关的信息。存储部620优选为由非易失性的存储器构成。
[0105]根据本实施方式，由于当改变偏置电压Vr时，陀螺传感器I的输出灵敏度将会改变，因此通过对存储部620中所存储的信息进行改写，从而能够对陀螺传感器I的输出灵敏度进行调节。因此，例如，通过改变放大电路310的放大率，从而与对陀螺传感器I的输出灵敏度进行调节的情况相比，能够实现可在抑制S/N比的恶化的同时实施灵敏度调节的陀螺传感器I。
[0106]在本实施方式中，在存储部620中所存储的信息也可以为，根据来自固定检测电极140、142的信号而被设定的信息。在存储部620中所存储的信息，例如，也可以被设定为使来自固定检测电极140、142的信号的路径中的放大电路302的输出信号成为所需的振幅，也可以被设定为使放大电路310的输出信号成为所需的值。
[0107]根据本实施方式，能够将陀螺传感器I的输出灵敏度恰当地调节为所需的输出灵敏度。
[0108]2.陀螺传感器的制造方法
[0109]图8为表示本实施方式所涉及的陀螺传感器I的制造方法的流程图。另外，如上所述，可动驱动电极116、可动监控电极118以及可动检测电极126也可以与振动体112—体构成，也可以作为独立于振动体112的另外的部件而被设置在振动体112的表面上等。
[0110]本实施方式所涉及的陀螺传感器I的制造方法包括对来自固定检测电极140、142的信号进行测定的工序、根据被测定的信号而向存储部620中写入用于对偏置电压Vr的值进行设定的信息的工序。
[0111]首先，对来自固定检测电极140、142的信号进行测定(步骤S100)。在步骤SlOO中，例如，也可以对来自固定检测电极140、142的信号的路径中的放大电路302的输出信号的振幅进行检测，也可以对放大电路310的输出信号的值进行检测。
[0112]在步骤SlOO之后，根据步骤SlOO中被测定出的信号而向存储部620中写入用于对偏置电压Vr的值进行设定的信息(步骤S102)。在步骤S102中，例如，也可以采用使来自固定检测电极140、142的信号的路径中的放大电路302的输出信号成为所需的振幅的方式而对偏置电压Vr进行设定，也可以采用使放大电路310的输出信号成为所需的值的方式而对偏置电压Vr进行设定。
[0113]根据本实施方式，由于当改变偏置电压Vr时，陀螺传感器I的输出灵敏度将会改变，因此通过根据来自固定检测电极140、142的信号而向存储部620中写入信息，从而能够将陀螺传感器I调节为所需的输出灵敏度。因此，能够实现可制造出抑制S/N比的恶化并且实施灵敏度调节的陀螺传感器I的陀螺传感器I的制造方法。
[0114]3.电子设备
[0115]图9为本实施方式所涉及的电子设备500的功能框图。另外，在与上述的各个实施方式相同的结构中标注相同的符号，并省略详细的说明。
[0116]本实施方式所涉及的电子设备500为包含陀螺传感器I的电子设备500。在图9所示的示例中，电子设备500被构成为，包括陀螺传感器1、运算处理装置510、操作部530、R0M(Read Only Memory:只读存储器)540、RAM (Random Access Memory:随机存取存储器)550、通信部560、显示部570、声音输出部580。另外，在本实施方式所涉及的电子设备500中，也可以省略或改变图9所示的结构要素(各个部件)的一部分，也可以附加其它的结构要素。
[0117]运算处理装置510根据R0M540等中所存储的程序而实施各种的计算处理或控制处理。具体而言，运算处理装置510实施如下处理，S卩，根据陀螺传感器I的输出信号或来自操作部530的操作信号的各种的处理、为了与外部实施数据通信而对通信部560进行控制的处理、对用于使显示部570显示各种信息的显示信号进行发送的处理、使声音输出部580输出各种声首的处理等。
[0118]操作部530为由操作键或按钮开关等构成的输入装置，并向运算处理装置510输出基于用户操作的操作信号。
[0119]R0M540存储运算处理装置510用于实施各种计算处理或控制处理的程序或数据等。
[0120]RAM550作为运算处理装置510的工作区域而被使用，并暂时存储从R0M540中而被读取出的程序或数据、从操作部530而被输入的数据、运算处理装置510根据各种程序而执行的运算结果等。
[0121]通信部560实施用于使运算处理装置510与外部装置之间的数据通信成立的各种控制。
[0122]显示部570为由LCD(Liquid Crystal Display:液晶显示器)或电泳显示器等构成的显示装置，并根据从运算处理装置510而被输入的显示信号而显示各种信息。
[0123]并且，音输出部580为对扬声器等的声音进行输出的装置。
[0124]根据本实施方式所涉及的电子设备500，由于构成方式为包括能够在抑制S/N比的恶化的同时实施灵敏度调节的陀螺传感器I，因此能够实现动作的可靠性较高的电子设备500。
[0125]作为电子设备500而考虑有各种电子设备。例如，可列举出个人计算机(例如便携式个人计算机、膝上型个人计算机、平板型个人计算机)、移动电话等的移动体终端、数码照相机、喷墨式喷出装置(例如喷墨打印机)、路由器或交换机等的存储区域网络设备、局域网络设备、移动体终端基站用设备、电视机、摄像机、录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子记事本(也包括附带通信功能的产品)、电子词典、台式电子计算机、电子游戏设备、游戏用控制器、文字处理器、工作站、可视电话、防盗用视频监控器、电子双筒望远镜、P0S(Point ofsale:销售点)终端、医疗设备(例如，电子体温计、血压计、血糖仪、心电图测量装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测量设备、计量仪器类(例如，车辆、飞行器、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器、头戴式显示器、运动轨迹、运动跟踪、运动控制器、PDR(Pedestrian Dead Reckoning:步行者航位推算)等。
[0126]图10(A)为表示作为电子设备500的一个示例的智能手机外观的一个示例的图，图10(B)为表示作为电子设备500的一个示例的腕装型的移动电话的外观的一个示例的图。作为图10(A)所示的电子设备500的智能手机具备作为操作部530的按钮、作为显示部570的LCD。作为图10(B)所示的电子设备500的腕装型的便携式电话具备作为操作部530的按钮以及转柄、作为显示部570的LCD。由于该电子设备500被构成为包括能够在抑制S/N比的恶化的同时实施灵敏度调节的陀螺传感器I，因此能够实现动作的可靠性较高的电子设备500。
[0127]4.移动体
[0128]图11为表示本实施方式所涉及的移动体400的一个示例的图(仰视图)。另外，在与上述的各实施方式相同的结构中标注相同的符号，并省略详细的说明。
[0129]本实施方式所涉及的移动体400为包括陀螺传感器I的移动体400。在图11所示的示例中，移动体400被构成为，包括实施发动机系统、制动系统、智能无钥进入系统等的各种控制的控制器420、控制器430、控制器440、电池450以及备用电池460。另外，在本实施方式所涉及的移动体400中，也可以省略或改变图11所示的构成要素(各个部件)的一部分，也可以附加其它的结构要素。
[0130]根据本实施方式所涉及的移动体400，由于包括能够在抑制S/N比的恶化的同时实施灵敏度调节的陀螺传感器I，因此能够实现动作的可靠性较高的移动体400。
[0131]作为这种移动体400而考虑有各种的移动体，例如，可例举出汽车(也包括电动汽车)，喷气式飞机或直升机等的飞行器、船舶、火箭、人造卫星等。
[0132]以上，对本实施方式以及改变例进行了说明，但是本发明并不限定于本实施方式或改变例，能够在不脱离该主旨的范围内以各种方式来实施。
[0133]本发明包括与实施方式中所说明的结构实质上相同的结构(例如，功能、方法及结果相同的结构、或者目的和效果相同的结果)。此外，本发明包括对实施方式中所说明的结构的非本质的部分进行了置换的结构。此外，本发明还包括能够起到与实施方式中所说明的结构相同的作用效果的结构、或者能够达成相同的目的的结构。此外，本发明包括在实施方式中所说明的结构的基础上附加了公知技术的结构。
[0134]符号说明
[0135]I…陀螺传感器；10…基板；11…第一表面；12…第二表面；14…凹部；60...盖体；62...空腔；100...传感器装置；102…功能元件；106...第一结构体；108...第二结构体；112-振动体;112a...振动体;112b…振动体;114...第一弹簧部；116…可动驱动电极;18…可动监控电极；122…位移部；122a...位移部；122b...位移部；124…第二弹簧部；126…可动检测电极；130、132…固定驱动电极；140、142…固定检测电极；150…固定部；160、162…固定监控电极;200…驱动电路;202…放大电路;204…滤波电路;206…AGC; 208...放大电路;300…检测电路;302...放大电路;306...同步检波电路;308...滤波电路;310...放大电路;400…移动体;420…控制器;430…控制器;440…控制器;450…电池;460…备用电池;500…电子设备；510…运算处理装置;530…操作部；540-.R0M; 550…RAM; 560…通信部；570…显示部；580...声音输出部;610…偏置电压施加部;620…存储部。
【主权项】
1.一种陀螺传感器，包括: 基板； 振动体； 固定驱动电极，其被固定在所述基板上，并使所述振动体进行振动； 可动驱动电极，其从所述振动体上延伸，并使所述振动体进行振动； 固定检测电极，其被固定在所述基板上，并用于对根据所述振动体的振动而变化的信号进行检测； 可动检测电极，其从所述振动体上延伸，并用于对根据所述振动体的振动而变化的信号进行检测； 偏置电压施加部，其向所述振动体施加偏置电压； 存储部， 所述偏置电压施加部根据所述存储部中所存储的信息而对所述偏置电压的值进行设定。2.—种陀螺传感器，包括: 基板； 振动体； 固定驱动电极，其被固定在所述基板上，并使所述振动体进行振动； 可动驱动电极，其被设置在所述基板上，并使所述振动体进行振动； 固定检测电极，其被固定在所述基板上，并用于对根据所述振动体的振动而变化的信号进行检测； 可动检测电极，其被设置在所述振动体上，并用于对根据所述振动体的振动而变化的信号进行检测； 偏置电压施加部，其向所述可动检测电极施加偏置电压； 存储部， 所述偏置电压施加部根据所述存储部中所存储的信息而对所述偏置电压的值进行设定。3.如权利要求1所述的陀螺传感器，其中， 所述固定检测电极与所述可动检测电极以对置的方式设置。4.如权利要求1所述的陀螺传感器，其中， 在所述可动检测电极的往返运动端的两侧的区域设置有所述固定检测电极。5.如权利要求1所述的陀螺传感器，其中， 在所述可动检测电极的往返运动端的单侧的区域设置有所述固定检测电极。6.如权利要求1所述的陀螺传感器，其中， 在所述存储部中所存储的信息为，根据来自固定检测电极的信号而被设定的信息。7.如权利要求2所述的陀螺传感器，其中， 所述固定检测电极与所述可动检测电极以对置的方式而设置。8.如权利要求2所述的陀螺传感器，其中， 在所述可动检测电极的往返运动端的两侧的区域设置有所述固定检测电极。9.如权利要求2所述的陀螺传感器，其中， 在所述可动检测电极的往返运动端的单侧的区域设置有所述固定检测电极。10.如权利要求2所述的陀螺传感器，其中， 在所述存储部中所存储的信息为，根据来自固定检测电极的信号而被设定的信息。11.一种电子设备，包括: 权利要求1所述的陀螺传感器。12.—种移动体，包括: 权利要求1所述的陀螺传感器。13.—种电子设备，包括: 权利要求2所述的陀螺传感器。14.一种移动体，包括: 权利要求2所述的陀螺传感器。15.—种陀螺传感器的制造方法，其中， 所述陀螺传感器包括: 基板； 振动体； 固定驱动电极，其被固定在所述基板上，并使所述振动体进行振动； 可动驱动电极，其从所述振动体上延伸，并使所述振动体进行振动； 固定检测电极，其被固定在所述基板上，并用于对根据所述振动体的振动而变化的信号进行检测； 可动检测电极，其从所述振动体上延伸，并用于对根据所述振动体的振动而变化的信号进行检测； 偏置电压施加部，其向所述振动体施加偏置电压； 存储部， 所述偏置电压施加部根据所述存储部中所存储的信息而对所述偏置电压的值进行设定， 所述陀螺传感器的制造方法包括: 对来自所述固定检测电极的信号进行测定的工序； 根据所述信号而向所述存储部中写入所述信息的工序。16.—种陀螺传感器的制造方法，其中， 所述陀螺传感器包括: 基板； 振动体； 固定驱动电极，其被固定在所述基板上，并使所述振动体进行振动； 可动驱动电极，其被设置在所述振动体上，并使所述振动体进行振动； 固定检测电极，其被固定在所述基板上，并用于对根据所述振动体的振动而变化的信号进行检测； 可动检测电极，其被设置在所述振动体上，并用于对根据所述振动体的振动而变化的信号进行检测； 偏置电压施加部，其向所述可动检测电极施加偏置电压； 存储部， 所述偏置电压施加部根据所述存储部中所存储的信息而对所述偏置电压的值进行设定， 所述陀螺传感器的制造方法包括: 对来自所述固定检测电极的信号进行测定的工序； 根据所述信号而所述存储部中写入所述信息的工序。
【文档编号】G01C19/5747GK105937908SQ201610113718
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年2月29日
【发明人】金本啓
【申请人】精工爱普生株式会社