[发明专利]角速度传感器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年12月28日递交的韩国专利申请No.10-2012-0157160的优选权，该申请名为“角速度传感器”（Angular Velocity Sensor），在此其全部内容通过引用合并至本申请中。

技术领域

本发明涉及一种角速度传感器。

背景技术

近来，角速度传感器在多种应用中使用，例如，军事上有人造卫星、导弹、无人飞机等，车辆中有气囊、电子稳定控制系统（ESC）、车辆用黑匣子等，以及，摄录像机防抖、手机或游戏机的动作感应、导航等。

角速度传感器通常采用这样的结构：质量体附着于诸如薄膜的弹性基片，或其类似结构，以测量角速度。通过这样的结构，角速度传感器可以通过测量施加在所述质量体上的科里奥利力（Coriolis force）来计算角速度。

具体地，使用角速度传感器测量角速度的方案如下。首先，角速度可以通过科里奥利力“F=2mΩ×v”测量，其中“F”代表施加在所述质量体上的科里奥利力，“m”代表所述质量体的质量，“Ω”代表需要测量的角速度，以及“v”代表所述质量体的移动速度。其中，由于所述质量体的移动速度V和所述质量体的质量m为预先已知的值，因此角速度Ω可以通过检测施加在所述质量体上的科里奥利力（F）获得。

同时，如在以下现有技术文件的专利文件中所公开的，根据现有技术的角速度传感器包括设置在薄膜（横隔板）上的压电材料以感应驱动质量体或所述质量体的位移。为了使用角速度传感器测量角速度，优选为使驱动模式的共振频率和感应模式的共振频率几乎彼此一致。然而，由形状、压力、物理性能等导致的微小的制造误差，会使所述驱动模式和所述感应模式发生非常大的干涉。因此，由于输出了明显大于角速度信号的噪音信号，限制了所述角速度的电路放大，使得所述角速度传感器的灵敏度变差，并且产生了取决于结构特征的空气阻尼，因此驱动位移受到限制。

【现有技术文件】

【专利文件】

（专利文件1）US20110146404A1

发明内容

本发明致力于提供一种角速度传感器，该角速度传感器包括多个框架以各自产生质量体的驱动位移和感应位移，并且该角速度传感器包括弹性件以使得所述质量体仅在特定的方向是可移动的，从而消除驱动模式和感应模式之间的干涉，减少生产误差的影响，并且使由于结构特性而不可避免地产生的空气阻尼最小化，因此使驱动位移最大化，从而增加了感应灵敏度。

根据本发明的优选实施方式，提供了一种角速度传感器，该角速度传感器包括：第一质量体和第二质量体；第一框架，该第一框架设置在所述第一质量体和第二质量体的外侧以与所述第一和第二质量体间隔；第一弹性件，该第一弹性件将所述第一质量体和第二质量体分别连接于所述第一框架；第二弹性件，该第二弹性件将所述第一质量体和第二质量体分别连接于所述第一框架；第二框架，该第二框架设置在所述第一框架的外侧以与所述第一框架间隔；第三弹性件，该第三弹性件将所述第一框架和所述第二框架彼此连接；以及第四弹性件，该第四弹性件将所述第一框架和所述第二框架彼此连接，其中，所述第一质量体和第二质量体分别设置在所述第四弹性件的两侧，并且所述第一框架的厚度小于所述第二框架的厚度。

所述第一质量体和第二质量体通过所述第一弹性件或所述第二弹性件可旋转地连接于所述第一框架，并且所述第一框架通过所述第三弹性件或所述第四弹性件可旋转地连接于所述第二框架。

所述第二弹性件在X轴方向将所述第一质量体和第二质量体分别连接于所述第一框架，并且所述第四弹性件在Y轴方向将所述第一框架和所述第二框架彼此连接。

所述第一弹性件在Y轴方向将所述第一质量体和第二质量体分别连接于所述第一框架，并且所述第三弹性件在X轴方向将所述第一框架和所述第二框架彼此连接。

所述第一弹性件在Y轴方向将所述第一质量体和第二质量体分别连接于所述第一框架，所述第二弹性件在X轴方向将所述第一质量体和第二质量体分别连接于所述第一框架，所述第三弹性件在X轴方向将所述第一框架和所述第二框架彼此连接，并且所述第四弹性件沿Y轴方向将所述第一框架和所述第二框架彼此连接。

所述第一质量体和第二质量体可以包括第一台阶部，该第一台阶部形成在所述第一质量体和第二质量体连接于所述第二弹性件的连接部处，并且所述第一台阶部为凹的，以向内形成台阶。

所述第一台阶部可以形成为在所述第一质量体和第二质量体的一个方向和另一个方向上彼此对称。