(57)【要約】      （修正有）【課題】ＣＩ値をさらに低下させつつ、振動腕部が２次屈曲モードで振動してしまうことを防止することができる圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器、及び電波時計を提供する。【解決手段】幅方向に並んで配置された複数の振動腕部２４、２５と、これら振動腕部の長さ方向基端を連結する基部２６と、前記振動腕部の主面または裏面の少なくとも一方に前記基端側から前記振動腕部の先端側に向かって形成された溝部４１、４２と、を備える圧電振動片５において、前記振動腕部の振動モードを２次屈曲モードとしたときの前記振動腕部の前記基端側の振動節部と、前記振動腕部の前記先端側の振動節部との間に、分断部４３を設け、「２次屈曲モードにおける振動を妨げる部分」、即ち、一対の振動腕部２４，２５の２次屈曲変形を抑制する「変形抑制部」として機能させている。【選択図】図５
2014027480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅方向に並んで配置された複数の振動腕部と、
前記振動腕部の長さ方向基端を連結する基部と、
前記振動腕部の主面または裏面の少なくとも一方に前記基端側から前記振動腕部の先端側に向かって形成された溝部と、を備える圧電振動片において、
前記振動腕部の振動モードを２次屈曲モードとしたときの前記振動腕部の前記基端側の振動節部と、前記振動腕部の前記先端側の振動節部との間に、２次屈曲モードにおける前記振動腕部の屈曲変形を抑制する変形抑制部が設けられていることを特徴とする圧電振動片。
【請求項２】
前記変形抑制部は、
前記振動腕部の振動モードを２次屈曲モードとしたときの前記振動腕部の最大振幅部の近傍に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動片。
【請求項３】
前記変形抑制部とは、
前記溝部が前記振動腕部の長手方向に分断される分断部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電振動片。
【請求項４】
前記変形抑制部とは、
前記溝部の幅方向の寸法が狭くなる幅狭部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電振動片。
【請求項５】
前記分断部に凹部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の圧電振動片。
【請求項６】
請求項１に記載の圧電振動片を有することを特徴とする圧電振動子。
【請求項７】
請求項６に記載の前記圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする発振器。
【請求項８】
請求項６に記載の前記圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項６に記載の前記圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする電波時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器、及び電波時計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として、水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが提供されているが、その１つとして、音叉型の圧電振動片をパッケージに封入した圧電振動子が知られている。
【０００３】
図２０は、従来の圧電振動片の平面図である。
同図に示すように、音叉型の圧電振動片２００１は、幅方向に並んで配置された一対の振動腕部２０１０，２０１１と、これら一対の振動腕部２０１０，２０１１の長さ方向基端を連結する基部２０２０とを備えた薄板状の水晶片である。そして、一対の振動腕部２０１０，２０１１の外表面上には、これら一対の振動腕部２０１０，２０１１を振動させる励振電極２０３０が形成されている。
【０００４】
図２１、図２２は、圧電振動片の挙動を示す説明図である。
同図に示すように、圧電振動片２００１は、各振動腕部２０１０に形成された励振電極２０３０に電圧が印加されると、一対の振動腕部２０１０，２０１１の先端が接近・離間するように、所定方向に所定の共振周波数で振動する。図示するように各々の振動腕部２０１０、２０１１が屈曲し、一対の振動腕部２０１０，２０１１の先端が接近・離間するように振動する振動モードを屈曲振動モードという。この屈曲振動モードにおいて振動腕部の先端は自由端となる。さらに屈曲振動モードには基本波で振動する「基本波モード」の他に、２次屈曲モード、３次屈曲モードなどの高調波で振動する「高調波モード」がある。例えば図２１に図示する振動モードは「基本波モード」であり、図２２に図示する振動モードは「高調波モード（２次屈曲モード）」である。「高調波モード」では、それぞれ振動腕部２０１０，２０１１の基端に振動節部２０１０ａ，２０１１ａが形成されると共に、さらに先端側にも振動節部２０１０ｂ，２０１１ｂが形成され、これらの振動節部の間の略中央の変位量が最大になるように振幅する。
いずれの振動モードでも所望の共振周波数（例えば３２．７６８ｋＨｚ）で安定的に振動できれば各種タイミング源として用いることができるが、一般的に高調波モードでは通常要求される周波数よりも高い周波数で振動するので、各種タイミング源として用いることは困難である。一方で基本波モードで振動する場合は、上記所望の共振周波数を得られやすい。
【０００５】
ここで、近年、パッケージが搭載される機器の小型化に伴って、圧電振動片のさらなる小型化が望まれている。圧電振動片の小型化にあたって、振動腕部の幅を狭く形成すると、励振電極の形成幅も狭くなり、ＣＩ値（Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）が上昇してしまう。このため、ＣＩ値の上昇を抑えつつ圧電振動片の小型化を図るさまざまな技術が提案されている。なお、ＣＩ値を便宜的にＲと表記することも可能であるので、以下、基本波モードにおけるＣＩ値をＲ１、２次波モードにおけるＣＩ値をＲ２として説明する。
【０００６】
圧電振動片を効率よく、かつ精度よく振動させるためには、Ｒが低いほどその効果を得られることが知られている。よって、従来より、Ｒの低減を図る構成が知られている。例えば図２０に示すように、一対の振動腕部２０１０，２０１１の表面部や裏面部に溝部２０４０を形成したものが知られている。この構成によれば、異極の励振電極２０３０の間隔を狭めることが可能になるので、Ｒを低減することが可能になる。その結果、振動子を小型化してもＲの上昇を抑えることができるので、小型化かつ高性能な振動子を提供することが可能になる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２６１５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上記従来技術には次の課題がある。
振動腕部の表面部や裏面部に溝部が形成されている振動子において、Ｒをさらに低減させたい場合、振動腕に対する溝の長手方向の長さを延ばすことが考えられる。例えば、溝の長手方向の長さが振動腕の全長に対して５５％のものと６０％のものを比較した場合、後者の方がＲが低下することが知られている。なお、以下で単に「振動腕の長さ」、「溝の長さ」と記載した場合は、長手方向の腕の長さ、溝の長さを指すものとする。
【０００９】
しかし、溝の長手方向の長さを延ばしていくと、振動腕の長さに対する溝の長さがある割合を超えると、Ｒ１（基本波モードにおけるＲ）＞Ｒ２（２次高調波におけるＲ）となることが本発明者らによって確認された。この場合は圧電振動子が２次高調波で振動することになるので、いくらＲが低くても所望の共振周波数を得られないことになる。
【００１０】
ここでＲ１とＲ２の大小関係について説明すると、一般的に屈曲振動モードを有する圧電振動片は、Ｒの低い方の振動モードで振動することが知られている。つまり、Ｒ１とＲ２のうち、Ｒ１の方が小さいのであれば、その振動片は「基本波モード」で振動することになり、一方でＲ２の方が小さいのであればその振動片は「高調波モード」で振動することになる。従って、振動片を「基本波モード」で振動させるためには、Ｒ１＜Ｒ２であることが必要である。
【００１１】
即ち、Ｒを低減させるべく溝の長さを長くすると、Ｒ１とＲ２は低減していくものの、Ｒ１の低下率よりもＲ２の低下率の方が大きいために、Ｒ１＜Ｒ２の関係がＲ１＞Ｒ２に変移してしまうことがわかった。
【００１２】
この点について図２３を参照して詳述する。図２３は、縦軸をＲ１値、及びＲ２値とし、横軸をＴＬ１００／Ｌ１００としたときの従来のＲ１値、及びＲ２値の変化を示すグラフである。なお、ＴＬ１００は溝の長さであり、Ｌ１００は振動腕の長さである（図２０）。
同図に示すように、ＴＬ１００／Ｌ１００の値が大きくなるに従い、Ｒ１値の低下勾配よりもＲ２値の低下勾配が大きくなることが確認できる。その結果、図２３に示すようにＴＬ１００／Ｌ１００の値が約０．５８になるとＲ１値よりもＲ２値が小さくなり、振動腕部２０１０が２次屈曲モードで振動してしまうという課題がある。なお、ここでは高調波モードとして２次屈曲モードの場合を挙げているが、これ以外の高調波モード、つまり３次、４次等々でも、これらのＲ値がＲ１よりも小さくなることが確認されている。
【００１３】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、Ｒ１をさらに低下させつつ、振動腕部が２次屈曲モードで振動してしまうことを防止することができる圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器、及び電波時計を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するために、本発明に係る圧電振動片は、幅方向に並んで配置された複数の振動腕部と、前記振動腕部の長さ方向基端を連結する基部と、前記振動腕部の主面または裏面の少なくとも一方に前記基端側から前記振動腕部の先端側に向かって形成された溝部と、を備える圧電振動片において、前記振動腕部の振動モードを２次屈曲モードとしたときの前記振動腕部の前記基端側の振動節部と、前記振動腕部の前記先端側の振動節部との間に、２次屈曲モードにおける前記振動腕部の屈曲変形を抑制する変形抑制部が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
このように振動腕部において２次屈曲モードで変位する部分に変形抑制部が設けられているので、振動腕部の２次屈曲モードでの変形（変形量）が抑制される。即ち、Ｒ２を高くすることができる。そしてＲ２を高くすることが出来れば、振動腕の長さに対して溝の長さを長くしても、Ｒ１を効果的に低減させつつ、Ｒ１＜Ｒ２の関係を保つことができるので、圧電振動片を基本波モードで振動させることが可能になる。なお、具体的には振動腕の長さをＬ、溝の長さをＴＬ１とした場合に、ＴＬ１／Ｌ≒０．６であればＲ１＜Ｒ２の関係を維持することは可能である。さらにＴＬ１／Ｌ≒０．６８であってもＲ１＜Ｒ２の関係を維持できることが確認されている。
【００１６】
本発明に係る圧電振動片は、前記変形抑制部は、前記振動腕部の振動モードを２次屈曲モードとしたときの前記振動腕部の最大振幅部の近傍に設けられていることを特徴とする。
【００１７】
このように最大振幅部の近傍（例えば屈曲変形の「腹」の部分）に変形抑制部が設けられていることで、２次屈曲モードにおける振動腕の変形（変形量）を効果的に抑制することができ、Ｒ２を高めることができる。よって、溝の長さを延ばしてＲ１を低減させつつ、振動腕部が２次屈曲モードで振動してしまうことを防止することができる。また、この場合はＴＬ１／Ｌ≒０．６８であってもＲ１＜Ｒ２の関係を維持できることが確認されている。
【００１８】
また、前記変形抑制部とは、前記溝部が前記振動腕部の長手方向に分断される分断部であることを特徴とする。
【００１９】
このように構成することで、一定の幅を保ちつつ溝部が長手方向に分断されていない場合と比較すると、分断部における振動腕部の剛性が高くなる。即ち、分断部では「振動しにくく」なるので２次屈曲モードの変形（変形量）を抑制することができる。つまり簡易な構成で振動腕部が２次屈曲モードで振動してしまうことを防止することができる。
【００２０】
また、前記変形抑制部とは、前記溝部の幅方向の寸法が狭くなる幅狭部であることを特徴とする。
【００２１】
このように構成することで、一定の幅を保ちつつ溝部が長手方向に連続している場合と比較すると、幅狭部における振動腕部の剛性が高くなる。即ち、幅狭部では「振動しにくく」なるので２次屈曲モードの変形（変形量）を抑制することができる。つまり簡易な構成で振動腕部が２次屈曲モードで振動してしまうことを防止することができる。
【００２２】
また、前記分断部に凹部が形成されていることを特徴とする。
【００２３】
ここでいう凹部とは、小溝、幅狭溝、スリット等を指す。このように構成しても、分断部の凹部において２次屈曲モードの変形（変形量）を抑制でき、つまり簡易な構成で振動腕部が２次屈曲モードで振動してしまうことを防止することができる。
【００２４】
本発明に係る圧電振動子は、圧電振動片を有することを特徴とする。
【００２５】
このように構成することで、Ｒ１をさらに低下させつつ、振動腕部が２次屈曲モードで振動してしまうことを防止することができる圧電振動子を提供することができる。
【００２６】
本発明に係る発振器は、前記圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２７】
このように構成することで、Ｒ１をさらに低下させつつ、振動腕部が２次屈曲モードで振動してしまうことを防止することができる発振器を提供することができる。
【００２８】
本発明に係る電子機器は、前記圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２９】
このように構成することで、Ｒ１をさらに低下させつつ、振動腕部が２次屈曲モードで振動してしまうことを防止することができる電子機器を提供することができる。
【００３０】
本発明に係る電波時計は、前記圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００３１】
このように構成することで、Ｒ１をさらに低下させつつ、振動腕部が２次屈曲モードで振動してしまうことを防止することができる電波時計を提供することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、Ｒ１をさらに低下させつつ、振動腕部が２次屈曲モードで振動してしまうことを防止することができる圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器、及び電波時計を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態における圧電振動子をリッド基板側から見た外観斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態における圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態で圧電振動片を上方から見た図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態における圧電振動子の分解斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態における圧電振動片の平面図である。
【図６】（ａ）は、図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｂ）は、図５のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態における圧電振動片の平面図である。
【図８】本発明の第２実施形態におけるＲ１値、及びＲ２値の変化を示すグラフであって、（ａ）は、ＴＬ２／ＴＬ１＝０．５の場合を示し、（ｂ）は、ＴＬ２／ＴＬ１＝０．６の場合を示し、（ｃ）は、ＴＬ２／ＴＬ１＝０．８の場合を示す。
【図９】本発明の第３実施形態における圧電振動片の平面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態における圧電振動片の平面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態における圧電振動片の平面図である。
【図１２】本発明の第６実施形態における圧電振動片の平面図である。
【図１３】本発明の第７実施形態における圧電振動片の平面図である。
【図１４】本発明の第８実施形態における圧電振動片の平面図である。
【図１５】本発明の第９実施形態における圧電振動片の平面図である。
【図１６】本発明の第１０実施形態における圧電振動片の平面図である。
【図１７】本発明の発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図１８】本発明の電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図１９】本発明の電波時計の一実施形態を示す構成図である。
【図２０】従来の圧電振動片の平面図である。
【図２１】従来の圧電振動片の挙動を示す説明図である。
【図２２】従来の圧電振動片が２次屈曲モードで振動した場合の挙動説明図である。
【図２３】従来のＲ１値、及びＲ２値の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（第１実施形態）
（圧電振動子）
次に、この発明の第１実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
図１は、本実施形態における圧電振動子をリッド基板側から見た外観斜視図、図２は、圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態で圧電振動片を上方から見た図、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図、図４は圧電振動子の分解斜視図である。
【００３５】
図１〜図４に示すように、本実施形態の圧電振動子１は、ベース基板２、及びリッド基板３が不図示の接合材を介して陽極接合された箱状のパッケージ１０と、パッケージ１０のキャビティＣ内に収納された圧電振動片５とを備えた表面実装型の圧電振動子１である。圧電振動片５とベース基板２の第１面２ａ（図３における下面）に設置された外部電極６，７とが、ベース基板２を貫通する一対の貫通電極８，９によって電気的に接続されている。
【００３６】
ベース基板２は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明な絶縁基板で板状に形成されている。ベース基板２には、一対の貫通電極８，９が形成される一対の貫通孔２１，２２が形成されている。
【００３７】
リッド基板３は、ベース基板２と同様に、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明の絶縁基板であり、ベース基板２に重ね合わせ可能な大きさの板状に形成されている。リッド基板３の第１面３ｂ（図３における下面）側には、矩形状の凹部３ａが形成されており、この凹部３ａをベース基板２側に対向させた状態でベース基板２とリッド基板３とを重ね合わせることで、圧電振動片５を収容するキャビティＣが形成されている。
【００３８】
このキャビティＣを形成した状態で、リッド基板３は、ベース基板２に対して接合材を介して陽極接合されている。すなわち、リッド基板３の第１面３ｂ側には、中央部に凹部３ａが設けられるとともに、その周囲に、ベース基板２との接合面となる額縁領域３ｃとが設けられている。なお、本実施形態の接合材は、Ｓｉ膜で形成されているが、接合材をＡＬで形成することも可能である。また、接合材を、ドーピング等により低抵抗化したＳｉバルク材で形成することも可能である。なお、本実施形態ではガラス材を用いたパッケージについて説明しているが、パッケージの形態はこれに限られるものではない。例えばセラミック基板を用いたセラミックパッケージであってもよい。この場合は、セラミック基板によって構成されるベース基板に枠状のセラミック基板又はシールリングを積層し、それによってキャビティが形成されることになる。また、リッドとしては金属リッドやガラスリッドを使用することができる。
【００３９】
（圧電振動片）
図５は、圧電振動片の平面図、図６（ａ）は、図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図６（ｂ）は、図５のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
図５〜図６（ｂ）に示すように、圧電振動片５は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。この圧電振動片５は、互いに平行に延在する一対の振動腕部２４，２５と、これら一対の振動腕部２４，２５の延在方向に沿う基端部同士を一体的に接続固定する基部２６とからなる音叉型をなしている。
【００４０】
基部２６の幅方向両側には、それぞれ基部２６の幅を狭くするように凹部２３が形成されている。この凹部２３は、一対の振動腕部２４，２５によって励起された振動が基部２６側に伝わるルートを狭くするためのものである。これによって、振動を一対の振動腕部２４，２５側に閉じ込めて基部２６側に漏れてしまうことを抑制できる。
【００４１】
一対の振動腕部２４，２５は、基部２６から延びる腕部本体２４ａ，２５ａと、腕部本体２４ａ，２５ａの先端から腕部本体２４ａ，２５ａの長手方向に沿うように延出形成され、且つ腕部本体２４ａ，２５ａよりも段差により幅が拡大されたハンマー部２４ｂ，２５ｂとからなる。そして、ハンマー部２４ｂ，２５ｂが基部２６を固定端とし幅方向に振動する自由端に設定されている。
【００４２】
一対の振動腕部２４，２５の外表面上には、これら一対の振動腕部２４，２５を振動させる不図示の励振電極が形成されている。また、基部２６の外表面には、不図示のマウント電極が形成され、不図示の引き出し電極により励振電極と接続されている。そして、これらの各電極に所定の電圧が印加されると、一対の振動腕部２４，２５の双方の励振電極どうしの相互作用により、一対の振動腕部２４，２５が互いに接近または離間する方向（幅方向）に所定の共振周波数で振動する。
【００４３】
また、一対の振動腕部２４，２５の両主面２４ｃ，２５ｃ上には、振動腕部の基端側から先端側に向かって延びるように溝部が形成されている。これらの溝部は、分断部４３によって長手方向に分断されており、ここでは分断された溝のうち基端側に配置された溝部を第１溝部４１とし、この第１溝部４１と間隔をあけて先端側に配置された溝部を第２溝部４２とする。これら第１溝部４１、及び第２溝部４２は、一対の振動腕部２４，２５の長手方向に沿って形成されている。
一対の振動腕部２４，２５において、分断部４３が形成されている箇所の剛性は、各溝部４１，４２が形成されている箇所と比較して高くなる。
【００４４】
ここで、各振動腕部２４，２５の全長をＬとしたとき、各振動腕部２４，２５の基端と第２溝部４２の先端との間の距離ＴＬ１は、
ＴＬ１≒０．６Ｌ・・・（１）
を満たすように設定されている。
また、各振動腕部２４，２５の基端と、分断部４３の中心との間の距離ＴＬ２は、
ＴＬ２≒Ｌ／２・・・（２）
を満たすように設定されている。
【００４５】
さらに、第１溝部４１の幅Ｗ１と、第２溝部４２の幅Ｗ２は、
Ｗ１≒Ｗ２・・・（３）
を満たすように設定されている。
そして、第１溝部４１の溝深さＨ１と、第２溝部４２の溝深さＨ２は、
Ｈ１≒Ｈ２・・・（４）
を満たすように設定されている。
【００４６】
図２〜図４に戻り、このように構成された圧電振動片５は、金等のバンプＢ（図３参照）を利用して、ベース基板２の第２面２ｂ（図３中上面）に形成された引き回し電極２７，２８上にバンプ接合されている。具体的には、圧電振動片５の各励振電極のうち一方の励振電極が、基部２６の表面上に形成された一方のマウント電極及びバンプＢを介して一方の引き回し電極２７上にバンプ接合され、他方の励振電極が、基部２６の表面上に形成された他方のマウント電極及びバンプＢを介して他方の引き回し電極２８上にバンプ接合されている。なお、パッケージにセラミックパッケージを利用する場合は、例えば導電性接着剤等で圧電振動片５をセラミック基板上に固定支持してもよい。
【００４７】
このように、圧電振動片５は、基部２６の一部（各振動腕部２４，２５から遠い側の部分）がパッケージ１０側の引き回し電極２７，２８上に接合されることで、その接合された部分（以下、マウント部２６ａという）を支持固定点として、ベース基板２の第２面２ｂから浮いた状態で支持されている。また、マウント部２６ａで、各マウント電極と引き回し電極２７，２８とがそれぞれ電気的に接続された状態となっている。
【００４８】
外部電極６，７は、ベース基板２の第１面２ａにおける長手方向の両側に設置されており、各貫通電極８，９及び各引き回し電極２７，２８を介して圧電振動片５に電気的に接続されている。より具体的には、一方の外部電極６は、一方の貫通電極８及び一方の引き回し電極２７を介して圧電振動片５の一方のマウント電極に電気的に接続されている。また、他方の外部電極７は、他方の貫通電極９及び他方の引き回し電極２８を介して、圧電振動片５の他方のマウント電極に電気的に接続されている。
【００４９】
貫通電極８，９は、貫通孔２１，２２に対して一体的に固定された導電性の芯材であり、貫通方向の両端が平坦で、且つベース基板２の厚みと略同じ厚さとなるように形成されている。各貫通電極８，９は、貫通孔２１，２２を完全に塞いで、キャビティＣ内の気密を維持しているとともに、外部電極６，７と引き回し電極２７，２８とを導通させる役割を担っている。具体的に述べると、一方の貫通電極８は、外部電極６と圧電振動片５の基部２６との間で、引き回し電極２７の下方に位置しており、他方の貫通電極９は、外部電極７と圧電振動片５の振動腕部２５との間で、引き回し電極２８の下方に位置している。
【００５０】
（圧電振動片の製造方法）
続いて、圧電振動片の製造方法について説明する。
まず、フォトリソグラフィ技術によって不図示のウエハの両面に、一対の振動腕部２４，２５及び基部２６を有する圧電振動片５の外形パターンを形成する。尚、この際、ウエハ上に複数の外形パターンを形成する。
次いで、外形パターンをマスクとして、ウエハの両面をそれぞれエッチング加工する。
これにより、外形パターンでマスクされていない領域を選択的に除去して、圧電振動片５の外形形状を形作ることができる。なお、この状態で各圧電振動片５は、図示しない連結部を介してウエハに連結された状態となっている。
【００５１】
ここで、圧電振動片５の各振動腕部２４，２５の両主面２４ｃ，２５ｃに第１溝部４１及び第２溝部４２を形成する。具体的には、フォトリソグラフィ技術によって、上述した外形パターンに対して各溝部４１，４２に相当する領域を開口させる。そして、このように形成された外形パターンをマスクとして、ウエハの両面にそれぞれエッチング加工（ハーフエッチング）を施す。これにより、各振動腕部２４，２５の両主面２４ｃ，２５ｃに第１溝部４１及び第２溝部４２が形成される。
【００５２】
この後、公知の方法により、圧電振動片５の外表面上に電極膜をパターニングして、励振電極、引き出し電極、及びマウント電極を形成する。
そして、最後にウエハと圧電振動片５とを連結していた連結部を切断して、複数の圧電振動片５をウエハから切り離して個片化する切断工程を行う。これにより、１枚のウエハから、音叉型の圧電振動片５を一度に複数製造することができる。
【００５３】
（圧電振動子の動作）
次に、圧電振動子１の動作について説明する。
圧電振動子１を作動させる場合、ベース基板２に形成された外部電極６，７に対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片５の各励振電極に電流を流すことができ、一対の振動腕部２４，２５を互いに接近・離間させる方向（幅方向）に所定の周波数で振動させることができる。そして、これら一対の振動腕部２４，２５の振動を利用して、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として利用することができる。
【００５４】
ここで、各振動腕部２４，２５の両主面２４ｃ，２５ｃ上には、分断部４３を挟んでそれぞれ第１溝部４１及び第２溝部４２が形成されている。しかも、各振動腕部２４，２５の基端と第２溝部４２の先端との間の距離ＴＬ１は、各振動腕部２４，２５の全長をＬとしたとき、約０．６Ｌに設定されている（図５参照）。図２３を参照して上述したように、振動腕部の全長に対する溝部の長さが約０．５８を超えると、Ｒ１＞Ｒ２になるので圧電振動片は２次屈曲モードで振動しやすくなるが、本実施形態では分断部４３があることにより、溝部の長さを約０．６ＬにしてもＲ１＜Ｒ２とすることができる。
【００５５】
溝部の長さを約０．６ＬにしてもＲ１＜Ｒ２とすることができる理由は次の通りである。つまり、一対の振動腕部２４，２５において、分断部４３が形成されている箇所の剛性は、各溝部４１，４２が形成されている箇所と比較して高くなっている。さらにこの分断部４３が形成されている場所は、２次屈曲振動における振動の節と節の間に相当する。このため、分断部４３は、「２次屈曲モードにおける振動を妨げる部分」、即ち、一対の振動腕部２４，２５の２次屈曲変形を抑制する「変形抑制部」として機能するからである。
【００５６】
これに加え、各振動腕部２４，２５の基端と、分断部４３の中心との間の距離ＴＬ２は、式（２）を満たすように設定されている（図５参照）。すなわち、分断部４３は、一対の振動腕部２４，２５の振動モードが２次屈曲モードとしたときの最大変位量の位置（従来の図２２における最大振幅部Ｐ１００参照）に形成されていることになる。換言すると、各振動腕部２４，２５の基端と、分断部４３の中心との間の距離ＴＬ２は、従来の図２２における各振動腕部２０１０，２０１１の基端と、最大振幅部Ｐ１００との間の距離ＳＬ２とほぼ同一距離になるように設定されている。このため、一対の振動腕部２４，２５が不要な屈曲変形によって２次屈曲モードで振動してしまうことが防止され、溝部の長さＴＬ１を延ばしてＲ１を低減しても、Ｒ１＜Ｒ２を保つことができ、一対の振動腕部２４，２５を基本波モードで振動させることができる。
【００５７】
（効果）
第１実施形態によれば、一対の振動腕部２４，２５の両主面２４ｃ，２５ｃに第１溝部４１、第２溝部４２、及びこれら溝部４１，４２の間に配置された分断部４３を形成することにより、各振動腕部２４，２５の基端と第２溝部４２の先端との間の距離ＴＬ１（溝部の長さ）を、式（１）を満たすように設定した場合であっても、つまり、分断部４３を含めた第１溝部４１、及び第２溝部４２の全長を、各振動腕部２４，２５の全長の半分以上に設定した場合であっても、これら振動腕部２４，２５の振動モードを基本波モードとすることができる。このため、溝部の長さを長くしてＲ１をさらに低下させつつ、一対の振動腕部２４，２５が２次屈曲モードで振動してしまうことを防止することができる。
【００５８】
また、分断部４３を一対の振動腕部２４，２５の屈曲変形を抑制する変形抑制部として機能させている。このため、第１溝部４１と第２溝部４２との間に、一対の振動腕部２４，２５の変形を抑制するための加工を施したりする場合と比較して圧電振動片５の製造コストの増大を抑制することができる。なお、変形抑制部の位置は、本実施形態ではＴＬ２＝約Ｌ／２としているが、２次屈曲モードにおける節と節の間にあれば「Ｒ２を高くする」という効果を得られる。より効果的には、節と節の略中央、即ち変位量が最大の位置に変形抑制部が設けられていればよい。本実施形態の場合は、その位置がＴＬ２＝約Ｌ／２になる。
【００５９】
さらに、各振動腕部２４，２５に形成する分断部４３の中心と、各振動腕部２４，２５の基端との間の距離ＴＬ２を、一対の振動腕部２４，２５が２次屈曲モードで振動するとした場合の最大変位量の位置と、各振動腕部２４，２５の基端との間の距離と略同一になるように設定した。このため、効果的に一対の振動腕部２４，２５が２次屈曲モードで振動してしまうことを防止することができる。なお、本実施形態では、ハンマー部２４ｂ、２５ｂや、基部２６に凹部２３が設けられている構成について説明したが、本発明を適用可能な圧電振動片の形状はこれに限られるものではなく、ハンマー部や凹部を採用しない構成であってもよい。また、振動腕部２４、２５に対しても主面、裏面のいずれかの面に溝部が設けられていればよい（以下で説明する他の実施形態も同様とする）。
【００６０】
（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を図１、図３を援用し、図７、図８に基づいて説明する。尚、第１実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明する（以下の実施形態についても同様）。
図７は、この第２実施形態における圧電振動片の平面図である。
この第２実施形態において、圧電振動子１は、ベース基板２、及びリッド基板３が不図示の接合材を介して陽極接合された箱状のパッケージ１０と、パッケージ１０のキャビティＣ内に収納された圧電振動片１０５とを備えた表面実装型の圧電振動子１である点（又はセラミックパッケージであってもよい点）、圧電振動片１０５とベース基板２の第１面２ａ（図３における下面）に設置された外部電極６，７とが、ベース基板２を貫通する一対の貫通電極８，９によって電気的に接続されている点、圧電振動片１０５は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であって、互いに平行に延在する一対の振動腕部１２４，１２５と、これら一対の振動腕部１２４，１２５の延在方向に沿う基端部同士を一体的に接続固定する基部２６とからなる点、一対の振動腕部１２４，１２５は、基部２６から延びる腕部本体１２４ａ，１２５ａと、腕部本体１２４ａ，１２５ａの先端から腕部本体１２４ａ，１２５ａの長手方向に沿うように延出形成され、且つ腕部本体１２４ａ，１２５ａよりも段差により幅が拡大されたハンマー部２４ｂ，２５ｂとからなり、ハンマー部２４ｂ，２５ｂが基部２６を固定端とし幅方向に振動する自由端に設定されている点等の基本的構成は、前述した第１実施形態と同様である（以下の実施形態についても同様）。
【００６１】
ここで、第２実施形態と第１実施形態との相違点は、第１実施形態の一対の振動腕部２４，２５には、第１溝部４１と第２溝部４２との間に分断部４３が形成されているのに対し、第２実施形態の一対の振動腕部１２４，１２５には、第１溝部４１と第２溝部４２との間の分断部４３に、細溝部５１（凹部）が形成されている点にある。
【００６２】
より詳しくは、図７に示すように、各振動腕部１２４，１２５の両主面１２４ｃ，１２５ｃ上には、第１溝部４１と第２溝部４２との間に、細溝部５１が形成されている。この細溝部５１の幅Ｗ３は、第１溝部４１の幅Ｗ１、及び第２溝部４２の幅Ｗ２よりも狭く設定されている。また、細溝部５１は、第１溝部４１や第２溝部４２に連通しないように、両者４１，４２と間隔をあけて形成されている。
このように形成した場合であっても、細溝部５１において振動腕部１２４、１２５の剛性が向上する（溝長さが同じで幅が一定の溝が形成されている場合と比較して）ので、前述の第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６３】
図８に基づいて、より具体的に第２実施形態の効果について説明する。
図８は、縦軸をＲ１値、及びＲ２値とし、横軸をＴＬ１／Ｌとしたときの第２実施形態におけるＲ１値、及びＲ２値の変化を示すグラフであって、（ａ）は、各振動腕部１２４，１２５の基端と、分断部４３の中心との間の距離ＴＬ２を、各振動腕部１２４，１２５の基端と第２溝部４２の先端との間の距離ＴＬ１で除算（以下、単に「ＴＬ２／ＴＬ１」という）した値が０．５の場合を示し、（ｂ）は、ＴＬ２／ＴＬ１の値が０．６の場合を示し、（ｃ）は、ＴＬ２／ＴＬ１の値が０．８の場合を示す。
【００６４】
図８（ａ）に示すように、ＴＬ２／ＴＬ１が０．５のとき、ＴＬ１／Ｌの値が約０．６になると、Ｒ１値よりもＲ２値が小さくなることが確認できる。
また、図８（ｂ）に示すように、ＴＬ２／ＴＬ１が０．６のとき、ＴＬ１／Ｌの値が約０．６１になると、Ｒ１値よりもＲ２値が小さくなることが確認できる。
さらに、図８（ｃ）に示すように、ＴＬ２／ＴＬ１が０．８のとき、ＴＬ１／Ｌの値が約０．６２になると、Ｒ１値よりもＲ２値が小さくなることが確認できる。
【００６５】
したがって、上述の第２実施形態によれば、従来と比較して（図２３参照）ＣＩ値を低下させつつ、一対の振動腕部１２４，１２５が２次屈曲モードで振動してしまうことを防止できる。
また、図８（ａ）〜図８（ｃ）より明らかなように、各振動腕部１２４，１２５の基端と、分断部４３の中心との間の距離ＴＬ２、及び各振動腕部１２４，１２５の基端と第２溝部４２の先端との間の距離ＴＬ１を、
ＴＬ２／ＴＬ１≧０．５・・・（５）
を満たすように設定することにより、効果的に一対の振動腕部１２４，１２５が２次屈曲モードで振動してしまうことを防止できる。なお、より効果的にはＴＬ２／ＴＬ１≒０．８とすると、溝部の長さＴＬ１を長くした場合にもＲ１＜Ｒ２の関係を維持することが可能になる。
【００６６】
（第３実施形態）
次に、この発明の第３実施形態を図９に基づいて説明する。
図９は、この第３実施形態における圧電振動片の平面図である。
同図に示すように、第３実施形態の圧電振動片２０５と第２実施形態の圧電振動片１０５との相違点は、第３実施形態における一対の振動腕部２２４，２２５の分断部４３に形成されている溝の形状が、第２実施形態における一対の振動腕部１２４，１２５の分断部４３に形成されている溝の形状と異なる点にある。
【００６７】
より具体的には、図９に示すように、各振動腕部２２４，２２５の分断部４３には、厚さ方向平面視略円形状の溝部５２が形成されている。このように形成した場合であっても、溝部５２において振動腕部２２４、２２５の剛性が向上する（溝長さが同じで幅が一定の溝が形成されている場合と比較して）ので、前述の第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６８】
（第４実施形態）
次に、この発明の第４実施形態を図１０に基づいて説明する。
図１０は、この第４実施形態における圧電振動片の平面図である。
同図に示すように、第４実施形態の圧電振動片３０５と第２実施形態の圧電振動片１０５との相違点は、第３実施形態における一対の振動腕部３２４，３２５の分断部４３に形成されている溝の形状が、第２実施形態における一対の振動腕部１２４，１２５の分断部４３に形成されている溝の形状と異なる点にある。
【００６９】
より具体的には、図１０に示すように、一対の振動腕部３２４，３２５の分断部４３には、２つの細溝５３が幅方向に並んで配置されている。各細溝部５３の幅Ｗ４は、第１溝部４１の幅Ｗ１、及び第２溝部４２の幅Ｗ２の約半分よりもさらに狭くなるように設定されている。したがって、各細溝部５３は、第１溝部４１や第２溝部４２と間隔をあけて配置されている。
【００７０】
このように、分断部４３に２つの細溝部５３を形成した場合であっても、細溝部５３において振動腕部３２４、３２５の剛性が向上する（溝長さが同じで幅が一定の溝が形成されている場合と比較して）ので、前述の第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
尚、上述の第４実施形態では、分断部４３に２つの細溝部５３を形成した場合について説明したが、これに限られるものではなく、分断部４３に３つ以上の細溝部を形成してもよい。
【００７１】
（第５実施形態）
次に、この発明の第５実施形態を図１１に基づいて説明する。
図１１は、この第５実施形態における圧電振動片の平面図である。
同図に示すように、第５実施形態の圧電振動片４０５と第２実施形態の圧電振動片１０５との相違点は、第５実施形態における一対の振動腕部３２４，３２５の基端に、細溝部５４が形成されているのに対し、第２実施形態の圧電振動片１０５には、細溝部５４が形成されていない点にある。
【００７２】
より具体的には、図１１に示すように、一対の振動腕部４２４，４２５の両主面４２４ｃ，４２５ｃには、基端に細溝部５４が形成されている。この細溝部５４の幅Ｗ５は、第１溝部４１の幅Ｗ１、及び第２溝部４２の幅Ｗ２よりも狭く設定されている。また、第１溝部４４１は、細溝部５４と連通しないように、細溝部５４と間隔をあけて形成されている。
このように形成した場合であっても、細溝部５１において振動腕部４２４、４２５の剛性が向上する（溝長さが同じで幅が一定の溝が形成されている場合と比較して）ので、前述の第１実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、基端側を細溝部５４とすることにより、振動腕部４２４、４２５の基端側での強度を向上させることが可能になる。
【００７３】
（第６実施形態）
次に、この発明の第６実施形態を図１２に基づいて説明する。
図１２は、この第６実施形態における圧電振動片の平面図である。
同図に示すように、第６実施形態と第１実施形態との相違点は、第１実施形態の一対の振動腕部２４，２５には、第１溝部４１と第２溝部４２との間に分断部４３が形成されているのに対し、第６実施形態の一対の振動腕部５２４，５２５には、第１溝部４１と第２溝部４２との間が幅狭の細溝部５５（幅狭部）で連結されている点にある。
【００７４】
より詳しくは、図１２に示すように、一対の振動腕部５２４，５２５の両主面５２４ｃ，５２５ｃ上には、第１溝部４１と第２溝部４２との間に、細溝部５５が形成されている。この細溝部５５の幅Ｗ６は、第１溝部４１の幅Ｗ１、及び第２溝部４２の幅Ｗ２よりも狭く設定されており、即ち幅狭部といえる。また、細溝部５５は、第１溝部４１と第２溝部４２とに跨るように形成されており、両者４１，４２に連通している。
このように形成した場合であっても、細溝部５５において振動腕部５２４、５２５の剛性が向上する（溝長さが同じで幅が一定の溝が形成されている場合と比較して）ので、前述の第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７５】
（第７実施形態）
次に、この発明の第７実施形態を図１３に基づいて説明する。
図１３は、この第７実施形態における圧電振動片の平面図である。
同図に示すように、第７実施形態と第１実施形態との相違点は、第１実施形態の一対の振動腕部２４，２５には、第１溝部４１と第２溝部４２との間に分断部４３が形成されているのに対し、第７実施形態の一対の振動腕部６２４，６２５に形成されている第１溝部６４１、及び第２溝部６４１は連なっており、これら第１溝部６４１と第２溝部６４２とを連結する連結部５６にリブ５７が形成されている点にある。このリブ５７が２次屈曲振動に対する「変形抑制部」として機能する。
【００７６】
リブ５７の幅Ｗ７は、第１溝部４１の幅Ｗ１、及び第２溝部４２の幅Ｗ２よりも狭く設定されている。リブ５７を形成することにより、第１溝部６４１の幅Ｗ１、及び第２溝部６４２が連続形成されていても、２次屈曲モードにおける変形領域の剛性が高まる。このため、リブ５７が一対の振動腕部６２４，６２５の屈曲変形を抑制する変形抑制部として機能する。
したがって、上述の第７実施形態によれば、リブ５７において振動腕部６２４、６２５の剛性が向上する（リブが形成されていない場合と比較して）ので、前述の第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７７】
（第８実施形態）
次に、この発明の第８実施形態を図１４に基づいて説明する。
図１４は、この第８実施形態における圧電振動片の平面図である。
同図に示すように、第８実施形態と第２実施形態との相違点は、第２実施形態の圧電振動片１０５を構成する基部２６と、第８実施形態の圧電振動片７０５を構成する基部７２６の形状が異なる点にある。
【００７８】
より具体的には、図１４に示すように、第８実施形態の基部７２６は、一対の振動腕部７２４，７２５との接続部側から、これら振動腕部７２４，７２５とは反対側（図１４における下側）に向かうにしたがって、多段に拡大されている。すなわち、基部７２６は、一対の振動腕部７２４，７２５との接続部側の第１基部７２７と、第１基部７２７に対して一対の振動腕部７２４，７２５とは反対側に連設され、第１基部７２７に比べて幅広とされた第２基部７２８とを有している（所謂二段基部タイプ）。
【００７９】
また、第１基部７２７の各振動腕部７２４，７２５との接続部分、及び各基部７２７，７２８間の接続部分には、各振動腕部７２４，７２５側から、これら振動腕部７２４，７２５とは反対側に向かうに従って漸次幅が拡大するように、傾斜面７２７ａ，７２８ａが形成されている。
【００８０】
したがって、上述の第８実施形態によれば、幅狭に形成された第１基部７２７により、一対の振動腕部７２４，７２５によって励起された振動が第２基部７２８側に伝わってしまうルートを狭くできるので、振動を一対の振動腕部７２４，７２５側に閉じ込めて、第２基部７２８側に漏れてしまうことを抑制することができる。これにより、振動漏れを効果的に抑制でき、ＣＩ値が上昇するのを抑え、出力信号の品質が低下するのを抑えることができる。
また、基部７２６の長さＬＫを長くすることなく基部７２６の体積を増やすことができるうえ、幅広に形成された第２基部７２８を利用してマウントできるので、マウント性についても向上できる。
【００８１】
尚、上述の第１〜第７実施形態では、圧電振動片５，１０５，２０５，３０５，４０５，５０５，６０５を構成する基部２６の幅方向両側に、それぞれ基部２６の幅を狭くするように凹部２３を形成した場合について説明した。また、上述の第８実施形態では、圧電振動片７０５を構成する基部７２６の幅方向両側に、それぞれ凹部２３を形成した場合について説明した。しかしながら、これらに限られるものではなく、基部２６，７２６に凹部２３を形成しなくてもよい。
【００８２】
（第９実施形態）
次に、この発明の第９実施形態を図１５に基づいて説明する。
図１５は、この第９実施形態における圧電振動片の平面図である。
同図に示すように、第９実施形態と第２実施形態との相違点は、第９実施形態の圧電振動片８０５には、基部８２６の幅方向両側に、それぞれサイドアーム５８，５９が一体成形されているのに対し（所謂サイドアームタイプ）、第２実施形態における圧電振動片１０５の基部２６には、サイドアーム５８が一体成形されていない点にある。
【００８３】
より具体的には、各サイドアーム５８，５９は、基部８２６の一対の振動腕部８２４，８２５とは反対側端（図１５における下端）から幅方向両側に向けて延出した後、各振動腕部８２４，８２５の長手方向に沿って、且つ各振動腕部８２４，８２５の先端に向かって屈曲延出するように形成されている。また、各サイドアーム５８，５９の先端部５８ａ，５９ａは、第２溝部４２の長手方向略中央よりもやや各振動腕部８２４，８２５の先端側に至るまで延出している。
【００８４】
このような構成のもと、各サイドアーム５８，５９の接合部５８ａ，５９ａを、マウント部として機能させることができ、このマウント部を介して例えばパッケージに実装することが可能となる。
したがって、上述の第９実施形態によれば、前述の第２実施形態と同様の効果に加え、基部８２６において、各振動腕部８２４，８２５との接続部と、マウント部（サイドアーム５８，５９の先端部５８ａ，５９ａ）との距離を長く確保することができる。この結果、圧電振動片８０５の全長を増大させることなく、振動漏れを抑制してＣＩ値が上昇するのを抑え、出力信号の品質が低下するのを抑えることが可能になる。
【００８５】
（第１０実施形態）
次に、この発明の第１０実施形態を図１６に基づいて説明する。
図１６は、この第１０実施形態における圧電振動片の平面図である。
同図に示すように、第１０実施形態と第９実施形態との相違点は、第１０実施形態の基部９２６には、幅方向両側に凹部９２３が形成されているのに対し、第９実施形態の基部８２６には、幅方向両側に凹部９２３が形成されていない点にある。
【００８６】
このように構成することで、一対の振動腕部９２４，９２５によって励起された振動が基部９２６側に伝わるルートを狭くすることができる。
したがって、上述の第１０実施形態によれば前述の第９実施形態と同様の効果に加え、振動を一対の振動腕部９２４，９２５側に閉じ込めて基部９２６側に漏れてしまうことを抑制できるので、さらにＣＩ値が上昇してしまうことを防止できる。
【００８７】
（発振器）
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図１７に基づいて説明する。
図１７は、発振器の一実施形態を示す構成図である。
同図に示すように、本実施形態の発振器１１００は、圧電振動子１を、集積回路１１０１に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器１１００は、コンデンサ等の電子部品１１０２が実装された基板１０３を備えている。基板１１０３には、発振器用の上述した集積回路１１０１が実装されており、この集積回路１１０１の近傍に、圧電振動子１が実装されている。これら電子部品１１０２、集積回路１１０１及び圧電振動子１は、不図示の配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。
【００８８】
このように構成された発振器１１００において、圧電振動子１に電圧を印加すると、この圧電振動子１内の圧電振動片５（１０５，２０５，３０５，４０５，５０５，６０５，７０５，８０５，９０５）が振動する。この振動は、圧電振動片５が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路１１０１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路１１０１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。これにより、圧電振動子５が発振子として機能する。
また、集積回路１１０１の構成を、例えば、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加することができる。
【００８９】
上述したように、本実施形態の発振器１１００によれば、高い強度を有しつつＣＩ値を低く抑制できる、小型化及び高性能化された圧電振動子１を備えているので、高い信頼性及び高い性能を有した発振器１１００を提供することができる。
【００９０】
（電子機器）
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図１８に基づいて説明する。尚、電子機器として、上述した圧電振動子１を有する携帯情報機器（電子機器）１１１０を例にして説明する。
ここで、本実施形態の携帯情報機器１１１０は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカ及びマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化及び軽量化されている。
【００９１】
次に、本実施形態の携帯情報機器１１１０の構成について説明する。
図１８は、携帯情報機器の構成図である。
同図に示すように、この携帯情報機器１１１０は、圧電振動子１と、電力を供給するための電源部１１１１とを備えている。電源部１１１１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１１１１には、各種制御を行う制御部１１１２と、時刻等のカウントを行う計時部１１１３と、外部との通信を行う通信部１１１４と、各種情報を表示する表示部１１１５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１１１６とが並列に接続されている。そして、電源部１１１１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。
【００９２】
制御部１１１２は、各機能部を制御して音声データの送信及び受信、現在時刻の計測や表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１１１２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、このＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、このＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ等とを備えている。
【００９３】
計時部１１１３は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路及びインターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子１とを備えている。圧電振動子１に電圧を印加すると圧電振動片５（１０５，２０５，３０５，４０５，５０５，６０５，７０５，８０５，９０５）が振動し、この振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部１１１２と信号の送受信が行われ、表示部１１１５に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報等が表示される。
【００９４】
通信部１１１４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１１１７、音声処理部１１１８、切替部１１１９、増幅部１１２０、音声入出力部１１２１、電話番号入力部１１２２、着信音発生部１１２３及び呼制御メモリ部１１２４を備えている。
無線部１１１７は、音声データ等の各種データを、アンテナ１１２５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１１１８は、無線部１１１７又は増幅部１１２０から入力された音声信号を符号化及び複号化する。増幅部１１２０は、音声処理部１１１８又は音声入出力部１１２１から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部１１２１は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。
【００９５】
また、着信音発生部１１２３は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部１１１９は、着信時に限って、音声処理部１１１８に接続されている増幅部１１２０を着信音発生部１１２３に切り替えることによって、着信音発生部１１２３において生成された着信音が増幅部１１２０を介して音声入出力部１１２１に出力される。
なお、呼制御メモリ部１１２４は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部１１２２は、例えば、０から９の番号キー及びその他のキーを備えており、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。
【００９６】
電圧検出部１１１６は、電源部１１１１によって制御部１１１２等の各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部１１１２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１１１４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、例えば、３Ｖ程度となる。電圧検出部１１１６から電圧降下の通知を受けた制御部１１１２は、無線部１１１７、音声処理部１１１８、切替部１１１９及び着信音発生部１１２３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１１１７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１１１５に、通信部１１１４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。
【００９７】
すなわち、電圧検出部１１１６と制御部１１１２とによって、通信部１１１４の動作を禁止し、その旨を表示部１１１５に表示することができる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部１１１５の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしても良い。
なお、通信部１１１４の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断することができる電源遮断部１１２６を備えることで、通信部１１１４の機能をより確実に停止することができる。
【００９８】
上述したように、本実施形態の携帯情報機器１１１０によれば、高い強度を有しつつＣＩ値を低く抑制できる、小型化及び高性能化された圧電振動子１を備えているので、高い信頼性及び高い性能を有した携帯情報機器１１１０を提供することができる。
【００９９】
（電波時計）
次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図１９に基づいて説明する。
図１９は、電波時計の一実施形態を示す構成図である。
同図に示すように、本実施形態の電波時計１１３０は、フィルタ部１１３１に電気的に接続された圧電振動子１を備えたものであり、時計情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。
日本国内には、福島県（４０ｋＨｚ）と佐賀県（６０ｋＨｚ）とに、標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、上述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。
【０１００】
以下、電波時計１１３０の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ１１３２は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの搬送波にＡＭ変調をかけたものである。受信された長波の標準電波は、アンプ１１３３によって増幅され、複数の圧電振動子１を有するフィルタ部１１３１によって濾波、同調される。
本実施形態における圧電振動子１は、上述した搬送周波数と同一の４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部１１３８，１１３９をそれぞれ備えている。
【０１０１】
さらに、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１１３４により検波復調される。
続いて、波形整形回路１１３５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１１３６でカウントされる。ＣＰＵ１１３６では、現在の年、積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１１３７に反映され、正確な時刻情報が表示される。
搬送波は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚであるから、水晶振動子部１１３８，１１３９は、上述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。
【０１０２】
尚、上述の説明は、日本国内の例で示したが、長波の標準電波の周波数は、海外では異なっている。例えば、ドイツでは７７．５ＫＨｚの標準電波が用いられている。従って、海外でも対応可能な電波時計１１３０を携帯機器に組み込む場合には、さらに日本の場合とは異なる周波数の圧電振動子１を必要とする。
【０１０３】
上述したように、本実施形態の電波時計１１３０によれば、高い強度を有しつつＣＩ値を低く抑制できる、小型化及び高性能化された圧電振動子１を備えているので、高い信頼性及び高い性能を有した電波時計１１３０を提供することができる。
【０１０４】
尚、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、表面実装型の圧電振動子１に本発明の圧電振動片５，１０５，２０５，３０５，４０５，５０５，６０５，７０５，８０５，９０５を採用しているが、これに限らず、シリンダパッケージタイプの圧電振動子に本発明の圧電振動片５，１０５，２０５，３０５，４０５，５０５，６０５，７０５，８０５，９０５を採用しても良い。
【０１０５】
また、上述の実施形態では、一対の振動腕部２４〜９２４，２５〜９２５のそれぞれに１箇所ずつ分断部４３を形成した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、長手方向に複数の分断部４３を形成してもよい。この場合、一対の振動腕部２４〜９２４，２５〜９２５に形成される第１溝部４１，４４１，６４１、及び／又は第２溝部４２，６４２が形成されている箇所の一部に分断部４３を形成する。なお、これらの分断部は少なくとも２次屈曲モードにおける節と節の間に形成する必要がある。節と節の間、すなわち２次屈曲モードで変形する部分に分断部４３を設けることにより、２次屈曲モードで振動しにくくなり、Ｒ２が上昇する。
また、分断部４３を複数形成する場合、各分断部４３のそれぞれに細溝部５１，５３，５４，５５や溝部５２を形成してもよいし、複数の分断部４３のうちの一部に細溝部５１，５３，５４，５５や溝部５２を形成してもよい。
【０１０６】
さらに、上述の実施形態では、一対の振動腕部２４〜９２４，２５〜９２５に形成される分断部４３の中心と、各振動腕部２４〜９２４，２５〜９２５の基端との間の距離ＴＬ２（図５参照）を、式（２）を満たすように設定した場合について説明した。つまり、分断部４３を、一対の振動腕部２４〜９２４，２５〜９２５の振動モードが２次屈曲モードとしたときの一対の振動腕部２４〜９２４，２５〜９２５の最大変位量の位置、さらに換言すれば、従来の図２２における最大振幅部Ｐ１００の位置に形成した場合について説明した。
しかしながら、これに限られるものではなく、一対の振動腕部２４〜９２４，２５〜９２５の振動モードが２次屈曲モードとしたときの基端側の振動節部（例えば、図２２における２０１０ａ，２０１１ａ）と、先端側の振動節部（例えば、図２２における２０１０ｂ，２０１１ｂ）との間に、分断部４３が形成されていればよい。より好ましくは、距離ＴＬ２が、各振動腕部２４〜９２４，２５〜９２５の全長Ｌに対し、
Ｌ／２ＴＬ≦ＴＬ２≦２Ｌ／３・・・（６）
を満たすように、分断部４３の位置を設定するとよい。式（６）を満たすように、分断部４３を形成することにより、前述の第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
以上より、本発明によれば、振動腕部が高次屈曲モードで振動すると仮定した場合の変形領域に、高次振動を抑制する「変形抑制部」を設けた。これにより、略同一幅で長手方向に延びる溝が振動腕部に形成されている場合と比較すると、溝の長さがほぼ同じであったとしても「変形抑制部」を設けた方がＲ２を大きくすることができる。従って、圧電振動片のＲ値（ＣＩ値）を低くしようとして溝の長さを長くした場合であっても、Ｒ１＜Ｒ２の関係を保つことができるので、圧電振動片を基本波モードで振動させることが可能になる。例えば振動腕の長さＬに対して溝の長さＴＬ１をＴＬ１／Ｌ≒０．６としてもＲ１＜Ｒ２を達成することができる。さらに「変形抑制部」の位置を２次屈曲モードで最も変形する位置（例えば腹の位置）に形成すれば、ＴＬ１／Ｌ≒０．６８としてもＲ１＜Ｒ２を維持できる、即ち基本波モードで振動させることができることが本発明者らによって確認されている。なお、変形抑制部として溝の分断部を設けた場合は、分断部を設ける分、溝の長さが短くなるが、電解効率に及ぼす影響は微細であり、Ｒ１＜Ｒ２の関係を維持できることの恩恵の方がはるかに大きい。
【符号の説明】
【０１０７】
１  圧電振動子
５，１０５，２０５，３０５，４０５，５０５，６０５，７０５，８０５，９０５  圧電振動片
２４，２５，１２４，１２５，２２４，２２５，３２４，３２５，４２４，４２５，５２４，５２５，６２４，６２５，７２４，７２５，８２４，８２５，９２４，９２５  振動腕部
２４ｃ，２５ｃ，１２４ｃ，１２５ｃ，５２４ｃ，５２５ｃ  主面
２６，７２６，８２６，９２６  基部
４１，４４１，６４１  第１溝部
４２，６４２  第２溝部
４３  分断部
５１，５３，５４，５５  細溝部
５２  溝部
１１００  発振器
１１０１  集積回路
１１１０  携帯情報機器（電子機器）
１１１３  時計部
１１３０  電波時計
１１３１  フィルタ部
２０１０ａ，２０１１ａ  振動節部（基端側の振動節部）
２０１０ｂ，２０１１ｂ  振動節部（先端側の振動節部）
Ｐ１００  最大振幅部
Ｌ  全長
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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