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振動(dòng)傳感器及導(dǎo)向裝置的制作方法

文檔序號:6095813閱讀:249來源:國知局
專利名稱:振動(dòng)傳感器及導(dǎo)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及振動(dòng)傳感器及導(dǎo)向裝置。尤其涉及根據(jù)靜電電容的變化檢測振動(dòng)的振動(dòng)傳感器及應(yīng)用它的導(dǎo)向裝置。
背景技術(shù)
以往已開發(fā)了使用駐極膜的振動(dòng)傳感器。如

圖1所示,該振動(dòng)傳感器在密閉的外殼30內(nèi)設(shè)有形成了駐極膜的基板31,以及通過微小間隙與該基板31上的駐極膜相對設(shè)置的振動(dòng)板32。這時(shí)基板31固定在外殼30內(nèi)。電荷蓄積在基板31上的駐極膜和振動(dòng)板32之間。在該傳感器中,振動(dòng)板32用薄金屬板制成,且被支承成使其能容易振動(dòng)。圖1所示的振動(dòng)傳感器的原理是將由振動(dòng)板32的振動(dòng)產(chǎn)生的電荷量的變化作為電壓信號取出,以檢測加在該傳感器上的振動(dòng)量。
即,如假定振動(dòng)板32被固定,則振動(dòng)傳感器與安裝振動(dòng)傳感器的被檢測物體同時(shí)振動(dòng)。由于振動(dòng)傳感器與被檢測物體同時(shí)振動(dòng),所以基板31相對于振動(dòng)板32振動(dòng)。其結(jié)果是基板31和振動(dòng)板32之間的靜電電容隨著基板31的振動(dòng)而變化。該靜電電容的變化作為振動(dòng)傳感器的檢測結(jié)果被輸出。在上述情況下,認(rèn)為振動(dòng)板32被固定,但如果考慮振動(dòng)傳感器與被檢測物體一起被固定,則當(dāng)然也可以認(rèn)為振動(dòng)板32隨加在振動(dòng)傳感器上的振動(dòng)而振動(dòng)。不管在哪一種情況下,從外部加到被檢測物體上的振動(dòng)或被檢測物體本身發(fā)生的振動(dòng),都由振動(dòng)傳感器作為振動(dòng)板32和信號板之間的靜電電容變化而被檢出。
這里,之所以將該基板31和振動(dòng)板32封裝在密閉的外殼30內(nèi),是為了使振動(dòng)板32不致由于從外部傳入的聲音而隨聲壓振動(dòng),而能準(zhǔn)確地只檢測振動(dòng)。即,如果振動(dòng)板32對加在該傳感器上的聲音作出反應(yīng)而振動(dòng)時(shí),就會(huì)與振動(dòng)一起檢測出聲音,從而在振動(dòng)傳感器的輸出中便包含了誤差成分。為了防止這種情況發(fā)生,就必須用外殼30大致密閉起來。圖2表示這種密閉型振動(dòng)傳感器的聲壓頻率特性,由于采用將外殼30密閉的結(jié)構(gòu),所以只對較低頻率的聲音或聲壓作出反應(yīng),或者說對頻率較高的聲音或聲壓無反應(yīng)。將振動(dòng)傳感器用于導(dǎo)向裝置中時(shí),很容易檢測出作為移動(dòng)體的車輛發(fā)生的聲音,因此由于振動(dòng)傳感器的誤差成分而不能正確地顯示出地圖上的位置,從而存在不能在地圖上表示出正確的位置等問題。
可是,由圖2所示特性可知,按這種結(jié)構(gòu),傳感器仍然對加在振動(dòng)傳感器上的低頻聲壓有反應(yīng),造成輸出誤差。因此,在這種振動(dòng)傳感器中考慮在振動(dòng)板上設(shè)通孔。即當(dāng)振動(dòng)板對聲壓的響應(yīng)如圖3中實(shí)線所示的狀態(tài)時(shí),在振動(dòng)板的中央部分設(shè)有通孔的情況下,如圖3虛線所示,能使對聲壓響應(yīng)的最低頻率移到高頻。該對聲壓響應(yīng)的最低頻率隨著通孔面積的增大而能移到更高頻率。
根據(jù)從外部加到振動(dòng)板上的聲音,這樣設(shè)通孔,提高對聲壓響應(yīng)的最低頻率,振動(dòng)板只對比如圖2所示的上述密閉型振動(dòng)傳感器的聲壓頻率特性示出的對低頻聲壓反應(yīng)的頻帶高的頻率的聲壓作出反應(yīng)。結(jié)果振動(dòng)板只對加在傳感器上的振動(dòng)作出反應(yīng)而振動(dòng),能由輸出信號只檢測振動(dòng)。
可是,如果這樣在振動(dòng)板的中央部分設(shè)通孔,降低對低頻聲壓的響應(yīng)動(dòng)作,則作為振動(dòng)傳感器的檢測靈敏度變壞,這樣不妥。即,假定無通孔的振動(dòng)板對振動(dòng)的檢測電平如圖4中的實(shí)線所示的狀態(tài),則如果為了降低對低頻聲壓的靈敏度而設(shè)通孔,如圖4中虛線所示,檢測信號的輸出電平下降。該輸出電平的下降會(huì)隨著通孔面積的增大而增大。即,如果設(shè)通孔,則振動(dòng)板和基板的相對面積相應(yīng)地減少,駐極膜上的電荷利用率減少,檢測信號的輸出電平下降。
因此,原有的這種振動(dòng)傳感器不太可能提高振動(dòng)的檢測靈敏度。
發(fā)明的公開本發(fā)明就是鑒于這樣的問題而開發(fā)的,其目的在于提供一種具有能以高靈敏度只檢測振動(dòng)的良好特性的振動(dòng)傳感器及使用該振動(dòng)傳感器的導(dǎo)向裝置。
發(fā)明第一方面是這樣一種振動(dòng)傳感器,它備有基板、圓盤形的振動(dòng)板和保持裝置,上述振動(dòng)板具有振動(dòng)部、支承部、以及與上述支承部和上述振動(dòng)部連結(jié)的可使它們相對于上述基板平行移動(dòng)的多個(gè)彈性位移部,該振動(dòng)板通過規(guī)定的間隙與上述基板相對設(shè)置,且使其與上述基板平行,與上述基板一起形成電容器;上述保持裝置用來保持上述基板,同時(shí)保持上述振動(dòng)板的上述支承部且能使上述振動(dòng)部相對于上述基板向靠近方向或離開方向平行移動(dòng),該振動(dòng)傳感器將振動(dòng)變換為在上述振動(dòng)板和上述基板之間形成的靜電電容變化,并將該變化作為檢測信號輸出。
發(fā)明第二方面是在發(fā)明第一方面的振動(dòng)傳感器中,使上述多個(gè)彈性位移部從上述振動(dòng)部的中心呈輻射狀地設(shè)置。因此振動(dòng)板的振動(dòng)狀態(tài)變好,能進(jìn)行良好的振動(dòng)檢測。
發(fā)明第三方面是在發(fā)明第二方面的振動(dòng)傳感器中,在上述振動(dòng)板上且在上述多個(gè)彈性位移部之間,設(shè)置用來消除加在上述振動(dòng)傳感器上的聲壓的裝置。因此,聲音即使從外部傳到振動(dòng)傳感器上,振動(dòng)板也不振動(dòng),所以能良好地只檢測加在振動(dòng)傳感器上的振動(dòng)。
發(fā)明第四方面是在發(fā)明第三方面的振動(dòng)傳感器中,上述消除裝置是由設(shè)置在上述多個(gè)彈性位移部之間的沿上述振動(dòng)部的圓周方向配置的多個(gè)開口部構(gòu)成的。因此,能良好地消除從外部施加的聲壓。
發(fā)明第五方面是在發(fā)明第一方面的振動(dòng)傳感器中,上述保持裝置是以近似密閉狀態(tài)封裝上述基板和上述振動(dòng)板、同時(shí)保持上述基板和上述振動(dòng)板的上述支承部的外殼。因此,能防止灰塵等進(jìn)入傳感器內(nèi)部,同時(shí)振動(dòng)板不會(huì)由于聲音加在振動(dòng)傳感器上而隨聲壓振動(dòng),因而能良好地檢測振動(dòng)。
發(fā)明第六方面是這樣一種振動(dòng)傳感器,它備有基板、圓盤形的振動(dòng)板、駐極膜和保持裝置,上述振動(dòng)板具有振動(dòng)部、支承部和與上述振動(dòng)部及上述支承部連結(jié)且能使它們相對于上述基板平行移動(dòng)的多個(gè)彈性位移部,該振動(dòng)板通過規(guī)定的間隙與上述基板相對設(shè)置且使其與上述基板平行;上述駐極膜設(shè)置在上述基板上與上述振動(dòng)板相對的面和上述振動(dòng)板上與上述基板相對的面兩者中任意一個(gè)面上;上述保持裝置用來保持上述基板,同時(shí)保持上述振動(dòng)板的上述支承部且能使上述振動(dòng)部相對于上述基板向靠近方向或離開方向平行移動(dòng)。因此,振動(dòng)板隨加在該振動(dòng)傳感器上的振動(dòng)而振動(dòng),能檢測加在振動(dòng)傳感器上的振動(dòng)。
發(fā)明第七方面是在發(fā)明第六方面的振動(dòng)傳感器中,上述多個(gè)彈性位移部從上述振動(dòng)部的中心呈輻射狀地設(shè)置。因此,振動(dòng)板能被支承成良好的振動(dòng)狀態(tài)。
發(fā)明第八方面是在發(fā)明第七方面的振動(dòng)傳感器中,在上述振動(dòng)板上,且在上述多個(gè)彈性位移部之間分別形成開口部。因此,振動(dòng)板能隨所加的振動(dòng)而良好地振動(dòng),能良好地檢測振動(dòng)。
發(fā)明第九方面是在發(fā)明第八方面的振動(dòng)傳感器中,上述開口部沿上述振動(dòng)部的圓周方向配置。因此,能更好地檢測振動(dòng)。
發(fā)明第十方面是在發(fā)明第六方面的振動(dòng)傳感器中,上述保持裝置是以近似密閉的狀態(tài)封裝上述基板和上述振動(dòng)板、同時(shí)是一種保持上述基板和上述振動(dòng)板的上述支承部的外殼。因此,能防止灰塵進(jìn)入傳感器內(nèi)部,同時(shí)振動(dòng)板不會(huì)由于聲音加在振動(dòng)傳感器上而隨聲壓振動(dòng),從而能良好地檢測振動(dòng)。
發(fā)明第十一方面是這樣一種振動(dòng)傳感器,它備有基板、圓盤形的振動(dòng)板、駐極膜和保持裝置,上述振動(dòng)板具有振動(dòng)部、支承上述振動(dòng)部可使其相對于上述基板平行移動(dòng)的支承部、以及設(shè)在上述支承部和上述振動(dòng)部之間的開口部,該振動(dòng)板通過規(guī)定的間隙與上述基板相對設(shè)置且使其平行于上述基板;上述駐極膜設(shè)置在上述基板上與上述振動(dòng)板相對的面和上述振動(dòng)板上與上述基板相對的面兩者中任意一個(gè)面上;上述保持裝置用來保持上述基板,同時(shí)保持上述振動(dòng)板的上述支承部且能使上述振動(dòng)部相對于上述基板向靠近方向或離開方向平行移動(dòng)。因此,振動(dòng)板隨著加在該振動(dòng)傳感器上的振動(dòng)而振動(dòng),能檢測加在振動(dòng)傳感器上的振動(dòng)。
發(fā)明第十二方面是在發(fā)明第十一方面的振動(dòng)傳感器中,將上述開口部沿上述振動(dòng)板的圓周方向配置。因此,能良好地檢測振動(dòng)。
發(fā)明第十三方面是在發(fā)明第十一方面的振動(dòng)傳感器中,上述保持裝置是以近似密閉狀態(tài)封裝上述基板和上述振動(dòng)板、同時(shí)保持上述基板和上述振動(dòng)板的上述支承部的外殼。因此,能防止灰塵進(jìn)入傳感器內(nèi)部,同時(shí)振動(dòng)板不會(huì)因聲音加到振動(dòng)傳感器上而隨聲壓振動(dòng),能良好地檢測振動(dòng)。
發(fā)明第十四方面是一種導(dǎo)向裝置,它備有檢測移動(dòng)體的當(dāng)前位置的位置檢測裝置、振動(dòng)傳感器、讀出地圖數(shù)據(jù)使其再生的再生裝置、顯示來自上述再生裝置的地圖數(shù)據(jù)的顯示裝置、以及根據(jù)來自上述振動(dòng)傳感器的輸出信號和/或來自上述位置檢測裝置的輸出信號控制上述再生裝置動(dòng)作的控制裝置。上述振動(dòng)傳感器備有基板、圓盤形振動(dòng)板、駐極膜和保持裝置,上述振動(dòng)板具有振動(dòng)部、支承部、以及與上述振動(dòng)部和支承部連結(jié)可使它們相對于上述基板平行移動(dòng)的多個(gè)彈性位移動(dòng),該振動(dòng)板通過規(guī)定的間隙與上述基板相對設(shè)置且使其與上述基板平行;上述駐極膜設(shè)置在上述基板上與上述振動(dòng)板相對的面和上述振動(dòng)板上與上述基板相對的面中任意一個(gè)面上;上述保持裝置用來保持上述基板,同時(shí)保持上述振動(dòng)板的上述支承部且能使上述振動(dòng)部相對于上述基板向靠近方向或向離開方向平行移動(dòng)。因此,能通過振動(dòng)傳感器的檢測輸出判斷導(dǎo)向裝置的設(shè)置位置的振動(dòng)狀態(tài),能良好地進(jìn)行導(dǎo)向裝置的動(dòng)作控制。
發(fā)明第十五方面是這樣一種導(dǎo)向裝置,它備有檢測移動(dòng)體的當(dāng)前位置的位置檢測裝置、振動(dòng)傳感器、讀出地圖數(shù)據(jù)使其再生的再生裝置、顯示來自上述再生裝置的地圖數(shù)據(jù)的顯示裝置、根據(jù)來自上述振動(dòng)傳感器的輸出信號和/或來自上述位置檢測裝置的輸出信號控制上述再生裝置動(dòng)作的控制裝置。上述振動(dòng)傳感器備有基板、圓盤形的振動(dòng)板、駐極膜和保持裝置,上述振動(dòng)板具有振動(dòng)部、支承上述振動(dòng)部使其能相對于上述基板平行移動(dòng)的支承部、以及設(shè)在上述振動(dòng)部和上述支承部之間的開口部,該振動(dòng)板通過規(guī)定的間隙與上述基板相對設(shè)置,且使其與上述基板平行;上述駐極膜設(shè)置在上述基板上與上述振動(dòng)板相對的面和上述振動(dòng)板上與上述基板相對的面兩者中任意一個(gè)面上;上述保持裝置用來保持上述基板,同時(shí)保持上述振動(dòng)板的上述支承部且能使上述振動(dòng)部相對于上述基板向靠近的方向或向離開的方向平行移動(dòng)。因此,能根據(jù)振動(dòng)傳感器的檢測輸出,判斷導(dǎo)向裝置的設(shè)置位置的振動(dòng)狀態(tài),能良好地進(jìn)行導(dǎo)向裝置的動(dòng)作控制。
附圖的簡單說明圖1是表示振動(dòng)傳感器原理的斷面圖。
圖2是密閉型振動(dòng)傳感器的聲壓頻率特性曲線圖。
圖3是表示帶孔振動(dòng)板的聲壓響應(yīng)的頻率特性曲線圖。
圖4是表示帶孔振動(dòng)板的振動(dòng)響應(yīng)的頻率特性曲線圖。
圖5是本發(fā)明的一實(shí)施例的振動(dòng)傳感器的斷面圖。
圖6是將一實(shí)施例的振動(dòng)傳感器的主要部分拆開的斜視詳圖。
圖7是一實(shí)施例的振動(dòng)傳感器的振動(dòng)板的平面圖。
圖8是表示一實(shí)施例的振動(dòng)傳感器等效電路的電路圖。
圖9是一實(shí)施例的振動(dòng)傳感器的頻率特性曲線圖。
圖10是應(yīng)用一實(shí)施例的振動(dòng)傳感器的導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖11是振動(dòng)傳感器的變形例的平面圖。
實(shí)施發(fā)明用的最佳形態(tài)以下利用附圖詳細(xì)說明與本發(fā)明的實(shí)施例有關(guān)的振動(dòng)傳感器。
圖5表示與實(shí)施例有關(guān)的振動(dòng)傳感器的斷面。外殼1用鋁A1等材料制成圓筒狀,同時(shí)其一端是封閉的底部1b,另一端是敝開口的。該外殼1內(nèi)封裝著圖6所示的各主要構(gòu)成部件。膜片連接環(huán)2配置在后面所述的振動(dòng)板和外殼1的底部1b之間,用合成樹脂材料等制成環(huán)狀。膜片連接環(huán)2具有與后面所述的振動(dòng)板的支承部的內(nèi)徑大致相同的開口部2a。
如圖6所示,振動(dòng)板3具有振動(dòng)部3a、支承部3b、多個(gè)彈性位移部3c及多個(gè)開口部3d,總體呈圓盤形,是用不銹鋼等金屬材料制成的。例如,振動(dòng)板3如圖7所示,是用厚度為40μm的不銹鋼制成的,總體外徑Φ1約為9mm,支承部3b的內(nèi)徑Φ2約為7mm,振動(dòng)部3a的外徑Φ3約為6mm,彈性位移部3c的寬度約為2mm。多個(gè)彈性位移部3c的寬度狹窄且從振動(dòng)部3a的中心呈輻射狀等間隔地形成,使振動(dòng)部3a能相對于后面所述的基板平行位移或移動(dòng)。在本實(shí)施例中,彈性位移部3c如圖6所示,共有6個(gè),設(shè)置在振動(dòng)部3a和支承部3b之間,由于只要振動(dòng)部3a能相對于后面所述的基板平行位移或移動(dòng),所以彈性位移部3c至少要有3個(gè)以上即可。多個(gè)開口部3d設(shè)在多個(gè)彈性位移部3c之間,且等間隔地位于振動(dòng)部3a和支承部3b之間,其長軸沿振動(dòng)部3a的圓周方向。設(shè)置這些開口部3d是為了使振動(dòng)板3不會(huì)由于聲音從外部加到振動(dòng)傳感器上而隨聲壓振動(dòng)。如圖7所示,由于沿振動(dòng)部3a的圓周方向設(shè)有多個(gè)開口部,與像上述振動(dòng)傳感器那樣在振動(dòng)板的中央部分設(shè)孔的情況不同,振動(dòng)部3a和后面所述的駐極膜相對的面積不減少。其結(jié)果是不檢測來自外部的聲音,能防止振動(dòng)傳感器的檢測靈敏度下降。在該振動(dòng)板3的與后面所述的基板相對一側(cè)的表面上設(shè)有4μm左右的由環(huán)氧樹脂構(gòu)成的絕緣層。在本實(shí)施例中,振動(dòng)板3用來檢測與安裝振動(dòng)傳感器的被檢測體之間的相對振動(dòng),所以用質(zhì)量較大的材料,例如上述的不銹鋼之類的金屬等材料制成。
間隔圈4例如用厚40μm左右的薄膜狀的合成樹脂制成,呈環(huán)狀。如圖6所示,間隔圈4有開口部4a。開口部4a與膜片連接環(huán)2的開口部2a相同,其內(nèi)徑與振動(dòng)板3的支持部3b的內(nèi)徑大小大致相同?;?由具有比振動(dòng)板3的振動(dòng)部3a的直徑大的圓形金屬板構(gòu)成,同時(shí)在與振動(dòng)板3相對一側(cè)的表面上設(shè)有駐極膜5b,同時(shí)形成多個(gè)孔5a。
由合成樹脂材料構(gòu)成的中央部有開口部6a的圓筒狀的框架6安裝在該基板5的周圍。在框架6的一端形成包圍基板5的足夠大的凹部6b。該凹部6b的底面與開口部6a連通。場效應(yīng)管(FET)8被裝在該開口部6a中,其一個(gè)端子8b用軟焊料9焊接在作為端子板的電路基板7上。FET8的另一端子8a,即柵極連接在與基板5的與振動(dòng)板3相對的面相反一側(cè)的面上。該FET8用來當(dāng)振動(dòng)板3相對于基板5振動(dòng)或位移時(shí)取出振動(dòng)板3與基板5之間電荷的容量變化。在外殼1的另一端將電路基板7壓入后斂縫,從而外殼1在將上述各主要構(gòu)成元件封裝后的狀態(tài)下變成幾乎密閉的狀態(tài)。由于外殼1近似呈密閉狀態(tài),所以能防止灰塵等進(jìn)入外殼1,同時(shí)能獲得充分的密閉狀態(tài),以便降低由于聲音加在振動(dòng)傳感器上導(dǎo)致振動(dòng)板3相對于聲壓的振動(dòng)。
振動(dòng)板3的支承部3b用框架6通過膜片連接環(huán)2和間隔圈4保持。其結(jié)果是振動(dòng)部3由多個(gè)彈性位移部3c支承著且能相對于基板5平行位移或振動(dòng)。另外,通過在振動(dòng)板3上形成多個(gè)開口部3d,能防止振動(dòng)板3由于聲音加在振動(dòng)傳感器上而隨聲壓振動(dòng)。與振動(dòng)板3的支承部3b相鄰接的部分幾乎根本不蓄積電荷,與振動(dòng)部3a相比較,幾乎是不振動(dòng)的部分,所以由在連結(jié)振動(dòng)部3a和支承部3b之間的部分形成開口部3d造成的振動(dòng)檢測靈敏度降低幾乎不存在。
在上述的振動(dòng)傳感器中,在振動(dòng)板3和基板5之間有其容量與振動(dòng)板3和基板5之間的間隙大小相對應(yīng)的電荷。振動(dòng)板3相對于基板振動(dòng)時(shí),振動(dòng)板3與基板5之間的間隙變化,從而振動(dòng)板3和基板5之間的電荷容量也變化。該容量的變化由FET8取出,能獲得與振動(dòng)板3的振動(dòng)相對應(yīng)的電信號,因而能獲得作為振動(dòng)檢測結(jié)果的輸出信號。
這樣構(gòu)成的振動(dòng)傳感器與圖1所示的振動(dòng)傳感器一樣,如假定振動(dòng)板3被固定,則振動(dòng)傳感器及安裝振動(dòng)傳感器的被檢測物體,在本發(fā)明的場合下即作為移動(dòng)體的車輛振動(dòng)時(shí),振動(dòng)傳感器隨著該振動(dòng)而振動(dòng)。換句話說,振動(dòng)傳感器的基板5相對于振動(dòng)板3振動(dòng),所以如上所述,振動(dòng)板3和基板5之間的電荷容量發(fā)生變化。通過由FET8取出該容量的變化,獲得對應(yīng)于振動(dòng)的輸出信號。反之,如考慮振動(dòng)傳感器與被檢測物體一起固定的狀態(tài),則由于施加振動(dòng)后振動(dòng)板3相對于基板5振動(dòng),所以振動(dòng)板3和基板5之間的電荷容量發(fā)生變化??煽紤]通過FET8取出該容量的變化,獲得對應(yīng)于振動(dòng)的輸出信號。這時(shí)即使聲音從外部加到振動(dòng)傳感器上,由于振動(dòng)板3上設(shè)置的多個(gè)開口部3d的作用,振動(dòng)板3不會(huì)振動(dòng),所以能良好地只檢測加在振動(dòng)傳感器上的振動(dòng)。
其次,圖8示出了與本實(shí)施例有關(guān)的振動(dòng)傳感器的等效電路。對應(yīng)于聲壓P,產(chǎn)生用m、cl、r表示的振動(dòng)板3的振動(dòng)部3a的等效阻抗Z。由于在振動(dòng)板3上形成開口部3d,所以基于開口部3d的阻抗z′與振動(dòng)部3a的阻抗并聯(lián)。設(shè)振動(dòng)板3的振動(dòng)部3a的速度為I,則振動(dòng)板3的振動(dòng)部3a的位移X由下式表示。X=I/(jω)=P/(Z·Z′Z+Z′·jω)]]>如上所述,由振動(dòng)板3和基板5構(gòu)成的電容器的靜電電容隨著振動(dòng)板3和基板5之間的距離的變化而變化。其結(jié)果是振動(dòng)板3的位移以靜電電容的變化形式被取出。因此,振動(dòng)傳感器的輸出信號與振動(dòng)板3的振動(dòng)部3a的位移X成正比。
本實(shí)施例的振動(dòng)傳感器的頻率特性示于圖9。圖9中的符號f1所示的特性表示與本實(shí)施例有關(guān)的振動(dòng)傳感器的頻率特性。本例中的振動(dòng)傳感器的結(jié)構(gòu)是由多個(gè)彈性位移部3d連結(jié)振動(dòng)板3的振動(dòng)部3a和支承部3c,所以能提高振動(dòng)板3的柔順性。所謂該振動(dòng)板3的柔順性變高,相當(dāng)于支承通常的揚(yáng)聲器振動(dòng)膜的邊緣變軟。在上述實(shí)施例的振動(dòng)板3中,振動(dòng)部3a和支承部3b之間用寬度窄的多個(gè)彈性位移部3d連結(jié),這樣的結(jié)構(gòu)使得振動(dòng)部3a容易振動(dòng),所以具有與使揚(yáng)聲器的邊緣柔軟相同的效果。其結(jié)果是與本發(fā)明有關(guān)的振動(dòng)傳感器能輸出比用符號f2表示的原有振動(dòng)傳感器的頻率特性高的輸出電平。與具有與本實(shí)施例大致相同的輸出電平的振動(dòng)傳感器頻率特性f3相比較,能改善高頻部分的特性。這是由于減輕了與上述實(shí)施例有關(guān)的振動(dòng)傳感器的振動(dòng)板的重量,所以能使高頻區(qū)的峰值部分移到更高的頻率,同時(shí)能降低峰值部分的電平。
其次,利用圖10說明使用與本發(fā)明的實(shí)施例有關(guān)的振動(dòng)傳感器的導(dǎo)向裝置。圖10所示的導(dǎo)向裝置以作為移動(dòng)體的汽車用導(dǎo)向裝置為例進(jìn)行說明。
圖10中,導(dǎo)向裝置由振動(dòng)傳感器10、速度檢測電路11、控制器12、天線13、當(dāng)前位置檢測電路14、地圖數(shù)據(jù)再生電路15、再生裝置16、顯示裝置17及操作部18構(gòu)成。
振動(dòng)傳感器10使用圖5及圖6所示的振動(dòng)傳感器,由振動(dòng)傳感器10檢測移動(dòng)體的加速度。從振動(dòng)傳感器10輸出的表示加速度的輸出信號被供給到速度檢測電路11。速度檢測電路11通過對來自振動(dòng)傳感器10的輸出信號進(jìn)行積分處理,將表示作為移動(dòng)體的汽車的當(dāng)前速度的輸出信號供給控制器12。
另一方面,從當(dāng)前位置檢測電路14輸出的信號供給控制器12。當(dāng)前位置檢測電路14根據(jù)由天線13接收到的從測位衛(wèi)星發(fā)送的信號進(jìn)行汽車當(dāng)前位置的測定,并將有關(guān)當(dāng)前位置的數(shù)據(jù)供給控制器12。使用該衛(wèi)星測位是用GPS(全球定位系統(tǒng))進(jìn)行的??刂破?2根據(jù)從當(dāng)前位置檢測電路14和/或速度檢測電路11供給的數(shù)據(jù)控制地圖數(shù)據(jù)再生電路15的動(dòng)作,生成能在顯示裝置17上顯示的地圖數(shù)據(jù)。
地圖數(shù)據(jù)生成電路15將控制信號供給使作為記錄了地圖數(shù)據(jù)的記錄媒體的CD-ROM盤再生的再生裝置16,由當(dāng)前位置檢測電路14計(jì)算并求出有關(guān)汽車的當(dāng)前位置的數(shù)據(jù),再由CD-ROM盤讀出與上述數(shù)據(jù)對應(yīng)的數(shù)據(jù),根據(jù)該讀出的數(shù)據(jù)生成地圖數(shù)據(jù)。再生裝置16具有讀出記錄在CD-ROM盤上的數(shù)據(jù)的光學(xué)頭、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)光盤用的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、以及對從盤中讀出的數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤進(jìn)行修正等信號處理的信號處理電路。
顯示裝置17由液晶顯示元件等構(gòu)成,用來顯示以由地圖數(shù)據(jù)生成電路15生成的地圖數(shù)據(jù)為依據(jù)的地圖信息。操作部18由多個(gè)操作鍵構(gòu)成,用來將對顯示裝置17顯示的地圖的訪問或顯示模式的切換等各種動(dòng)作模式的設(shè)定或切換等信息輸入控制器12。
這樣構(gòu)成的導(dǎo)向裝置根據(jù)由天線13接收的來自衛(wèi)星的信號,由當(dāng)前位置檢測電路14計(jì)算并求出有關(guān)汽車的當(dāng)前位置的數(shù)據(jù),所求出的有關(guān)當(dāng)前位置的數(shù)據(jù)被供給到控制器12??刂破?2根據(jù)從當(dāng)前位置檢測電路14供給的有關(guān)汽車的當(dāng)前位置數(shù)據(jù),由再生裝置從CD-ROM盤讀出與有關(guān)當(dāng)前位置的數(shù)據(jù)對應(yīng)的數(shù)據(jù),并供給地圖數(shù)據(jù)生成電路15,變換并生成地圖數(shù)據(jù),通過控制器12顯示在顯示裝置17上。這時(shí)根據(jù)來自當(dāng)前速度傳感器10的輸出信號,檢測汽車非停止?fàn)顟B(tài),即移動(dòng)狀態(tài)或根據(jù)來自速度檢測電路11的輸出信號,檢測汽車是否正以規(guī)定速度以上的速度移動(dòng)時(shí),控制器12不受理來自操作部18的輸入(全部操作輸入或只是比較復(fù)雜的操作輸入)或使輸入無效。因此,在汽車移動(dòng)狀態(tài)下,由于操作部18不能進(jìn)行導(dǎo)向裝置的動(dòng)作模式的切換或顯示裝置17上的地圖信息的切換操作,所以能防止司機(jī)在運(yùn)行過程中由操作產(chǎn)生的事故。另外,由于使用圖5及圖6所示的振動(dòng)傳感器作為振動(dòng)傳感器10,所以能防止振動(dòng)傳感器檢測到車內(nèi)的聲音例如車內(nèi)人的談話或從車外傳入的聲音并將其檢測結(jié)果供給控制器12而造成導(dǎo)向裝置誤動(dòng)作。
在上述實(shí)施例中,由從振動(dòng)部3a的中心呈輻射狀直線延伸的多個(gè)彈性位移部3a連結(jié)振動(dòng)板3的振動(dòng)部3a和支承部3b,但也可采用圖11所示的形狀。圖11示出了振動(dòng)板3的變形實(shí)施例例。圖11所示的振動(dòng)板20具有圓盤狀的振動(dòng)部21、支承部22、多個(gè)彈性位移部23及多個(gè)開口部24,用金屬等材料將它們?nèi)空w地制成圓盤狀。多個(gè)彈性位移部23等間隔地且向圓盤狀的振動(dòng)部21的接線方向延伸。多個(gè)開口部24沿振動(dòng)部21的圓周方向,在振動(dòng)部21和支承部22之間、且在多個(gè)彈性位移部23之間等間隔地形成。
在圖11所示的振動(dòng)板20的情況下,也與圖7所示的振動(dòng)板3一樣,不減小與駐極膜5相對的面積、即不減小振動(dòng)部21的面積而形成開口部24,所以不會(huì)降低振動(dòng)檢測靈敏度。另外,振動(dòng)板20不隨加在振動(dòng)傳感器上的聲音而振動(dòng),能良好地檢測振動(dòng)。
如上所述,由于振動(dòng)傳感器的振動(dòng)板的振動(dòng)部和支承部之間通過所設(shè)置的多個(gè)彈性位移部連結(jié),以使振動(dòng)部能相對于基板平行移動(dòng),所以不會(huì)降低振動(dòng)的檢測靈敏度,而且振動(dòng)板不隨加在振動(dòng)傳感器上的聲音產(chǎn)生的聲壓而振動(dòng),能良好地檢測振動(dòng)。
本發(fā)明的振動(dòng)傳感器可在不遠(yuǎn)離本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形。
例如,在上述振動(dòng)傳感器中,駐極膜設(shè)置在基板上,但不受此限,也可將駐極膜設(shè)置在振動(dòng)板的與基板相對的面上。
另外,在上述實(shí)施例中,以由FET取出因振動(dòng)板和基板之間的間隙變化產(chǎn)生的電荷容量變化的方式的振動(dòng)傳感器為例進(jìn)行了說明,但不受此限,也可采用如下方式的振動(dòng)傳感器,即可在振動(dòng)板和成為背面電極的基板之間形成電容器,將偏壓加在振動(dòng)板和背面電極之間。
本發(fā)明的振動(dòng)傳感器不限于上述的導(dǎo)向裝置,也能適用于其它各種裝置,這是不言而喻的。
引用符號的說明1外殼2膜片連接環(huán)3振動(dòng)板3a振動(dòng)部3b支承部3c彈性位移部3d開口部4間隔圈4a開口部5基板6框架7電路基板8場效應(yīng)管10振動(dòng)傳感器11速度檢測電路12控制器13天線14當(dāng)前位置檢測電路15地圖數(shù)據(jù)生成電路16再生裝置17顯示裝置18操作部
權(quán)利要求
1.一種振動(dòng)傳感器,其特征在于備有基板、圓盤形的振動(dòng)板和保持裝置,上述振動(dòng)板具有振動(dòng)部、支承部、以及與上述支承部和上述振動(dòng)部連結(jié)的可使它們相對于上述基板平行移動(dòng)的多個(gè)彈性位移部,該振動(dòng)板通過規(guī)定的間隙與上述基板相對設(shè)置,且使其與上述基板平行,與上述基板一起形成電容器;上述保持裝置用來保持上述基板,同時(shí)能保持上述振動(dòng)板的上述支承部且能使上述振動(dòng)部相對于上述基板向靠近方向或離開方向平行移動(dòng),該振動(dòng)傳感器將振動(dòng)變換為在上述振動(dòng)板和上述基板之間形成的靜電電容的變化,并將該變化作為檢測信號輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)傳感器,其特征在于上述多個(gè)彈性位移部從上述振動(dòng)部的中心呈輻射狀地設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振動(dòng)傳感器,其特征在于在上述振動(dòng)板上且在上述多個(gè)彈性位移部之間,設(shè)置消除加在上述振動(dòng)傳感器上的聲壓用的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的振動(dòng)傳感器,其特征在于上述消除裝置由設(shè)置在上述多個(gè)彈性位移部之間的沿上述振動(dòng)部圓周方向配置的多個(gè)開口部構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)傳感器,其特征在于上述保持裝置是以幾乎密閉狀態(tài)封裝上述基板和上述振動(dòng)板、同時(shí)保持上述基板和上述振動(dòng)板的上述支承部的外殼。
6.一種振動(dòng)傳感器,其特征在于備有基板、圓盤形的振動(dòng)板、駐極膜和保持裝置,上述振動(dòng)板具有振動(dòng)部、支承部和與上述振動(dòng)部及上述支承部連結(jié)且能使它們相對于上述基板平行移動(dòng)的多個(gè)彈性位移部,該振動(dòng)板通過規(guī)定的間隙與上述基板相對設(shè)置且使其與上述基板平行;上述駐極膜設(shè)置在上述基板上與上述振動(dòng)板相對的面和上述振動(dòng)板上與上述基板相對的面兩者中任意一個(gè)面上;上述保持裝置用來保持上述基板、同時(shí)保持上述振動(dòng)板的上述支承部且能使上述振動(dòng)部相對于上述基板向靠近方向或離開方向平行移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的振動(dòng)傳感器,其特征在于上述多個(gè)彈性位移部從上述振動(dòng)部的中心呈輻射狀地設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的振動(dòng)傳感器,其特征在于在上述振動(dòng)板上且在上述多個(gè)彈性位移部之間分別形成開口部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的振動(dòng)傳感器,其特征在于上述開口部沿上述振動(dòng)部的圓周方向設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的振動(dòng)傳感器,其特征在于上述保持裝置是以幾乎密閉的狀態(tài)封裝上述基板和上述振動(dòng)板、同時(shí)保持上述基板和上述振動(dòng)板的上述支承部的外殼。
11.一種振動(dòng)傳感器,其特征在于備有基板、圓盤狀的振動(dòng)板,駐極膜和保持裝置,上述振動(dòng)板具有振動(dòng)部、支承上述振動(dòng)部可使其相對于上述基板平行移動(dòng)的支承部、以及設(shè)在上述支承部和上述振動(dòng)部之間的開口部,該振動(dòng)板通過規(guī)定的間隙與上述基板相對設(shè)置且使其平行于上述基板;上述駐極膜設(shè)置在上述基板上與上述振動(dòng)板相對的面和上述振動(dòng)板上與上述基板相對的面兩者中任意一個(gè)面上;上述保持裝置用來保持上述基板,同時(shí)能保持上述振動(dòng)板的上述支承部,能使上述振動(dòng)部相對于上述基板向靠近方向或向離開方向平行移動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的振動(dòng)傳感器,其特征在于上述開口部沿上述振動(dòng)板的圓周方向設(shè)置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的振動(dòng)傳感器,其特征在于上述保持裝置是以幾乎密閉的狀態(tài)封裝上述振動(dòng)板和上述基板、同時(shí)保持上述基板和上述振動(dòng)板的支承部的外殼。
14.一種導(dǎo)向裝置,其特征在于備有檢測移動(dòng)體的當(dāng)前位置的位置檢測裝置、振動(dòng)傳感器、讀出地圖數(shù)據(jù)使其再生的再生裝置、顯示來自上述再生裝置的地圖數(shù)據(jù)的顯示裝置、以及根據(jù)來自上述振動(dòng)傳感器的輸出信號和/或來自上述位置檢測裝置的輸出信號控制上述再生裝置動(dòng)作的控制裝置;上述振動(dòng)傳感器備有基板、圓盤形振動(dòng)板、駐極膜和保持裝置,上述振動(dòng)板有振動(dòng)部、支承部、以及與上述振動(dòng)部和支承部連結(jié)可使它們相對于上述基板平行移動(dòng)的多個(gè)彈性位移部,該振動(dòng)板通過規(guī)定的間隙與上述基板相對設(shè)置且使其與上述基板平行;上述駐極膜設(shè)置在上述基板上與上述振動(dòng)板相對的面和上述振動(dòng)板上與上述基板相對的面兩者中任意一個(gè)面上;上述保持裝置用來保持上述基板,同時(shí)保持上述振動(dòng)板的支承部且能使上述振動(dòng)部相對于上述基板向靠近方向或向離開方向平行移動(dòng)。
15.一種導(dǎo)向裝置,其特征在于備有檢測移動(dòng)體的當(dāng)前位置的位置檢測裝置、振動(dòng)傳感器、讀出地圖數(shù)據(jù)使其再生的再生裝置、顯示來自上述再生裝置的地圖數(shù)據(jù)的顯示裝置、根據(jù)來自上述振動(dòng)傳感器的輸出信號和/或來自上述位置檢測裝置的輸出信號控制上述再生裝置動(dòng)作的控制裝置,上述振動(dòng)傳感器備有基板、圓盤形的振動(dòng)板、駐極膜和保持裝置,上述振動(dòng)板具有振動(dòng)部、支承上述振動(dòng)部使其能相對于上述基板平行移動(dòng)的支承部、以及設(shè)在上述振動(dòng)部和上述支承部之間的開口部,該振動(dòng)板通過規(guī)定的間隙與上述基板相對設(shè)置且使其與上述基板平行;上述駐極膜設(shè)置在上述基板上與上述振動(dòng)板相對的面和上述振動(dòng)板上與上述基板相對的面兩者中任意一個(gè)面上;上述保持裝置用來保持上述基板、同時(shí)保持上述振動(dòng)板的上述支承部且能使上述振動(dòng)部相對于上述基板向靠近方向或向離開方向平行移動(dòng)。
全文摘要
一種振動(dòng)傳感器或?qū)⒃撜駝?dòng)傳感器作為狀態(tài)檢測裝置使用的導(dǎo)向裝置。該振動(dòng)傳感器備有基板(5)、形成電容器的圓盤形振動(dòng)板(3)及保持該振動(dòng)板且能使其相對于基板平行移動(dòng)的保持裝置(2)、(4)、(6),在振動(dòng)板上設(shè)置多個(gè)彈性位移部(3C)、(3d)。當(dāng)振動(dòng)加到該振動(dòng)傳感器上時(shí),振動(dòng)板的振動(dòng)部振動(dòng),基板和振動(dòng)板之間形成的靜電電容隨振動(dòng)而變化,為用該變化檢測振動(dòng),設(shè)置了彈性位移部,使振動(dòng)板不隨聲壓振動(dòng),所以不會(huì)因聲壓而干擾振動(dòng)檢測輸出。
文檔編號G01C19/56GK1129979SQ9519057
公開日1996年8月28日 申請日期1995年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月20日
發(fā)明者中川芳守, 岸上純 申請人:索尼公司
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