(57)【要約】【課題】小型でかつ振動特性の劣化を低減することのできる振動素子、並びに、この振動素子を備える振動子、発振器および電子機器を提供すること。【解決手段】振動素子２は、基部４と、基部４と一体に設けられ、基部４の先端からＹ軸方向に延出している１対の振動腕５、６とを有し、振動腕５、６の長さをＬとし、ハンマーヘッド５９、６９の長さをＨとしたとき、０．１８３≦Ｈ／Ｌ≦０．５９７なる関係を満足し、基本振動モードの共振周波数をω０とし、基本振動モードと異なる振動モードの共振周波数をω１としたとき、（｜ω０−ω１｜）／ω０≧０．１２４なる関係を満足している。【選択図】図１
2014200050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する方向を第１方向および第２方向としたとき、
基部と、
前記基部と一体に設けられ、前記第２方向に並び、前記基部から前記第１方向に延出している１対の振動腕と、
を含み、
前記振動腕は、
腕部と、
前記腕部の先端側に位置し、前記腕部よりも前記第２方向に沿った長さが長い広幅部と、
を含み、
前記１対の振動腕が互いに接近および離間を交互に繰り返すように前記第２方向の互いに逆側屈曲振動する基本振動モードを有し、
前記振動腕の前記第１方向に沿った長さをＬ、
前記広幅部の前記第１方向に沿った長さをＨとしたとき、
【数１】
2014200050.tif 000033
なる関係を満足し、
前記基本振動モードの共振周波数をω０、
前記基本振動モードと異なる振動モードの共振周波数をω１としたとき、
【数２】
2014200050.tif 000034
なる関係を満足していることを特徴とする振動素子。
【請求項２】
前記振動腕は、表裏の関係にある１対の主面と、前記１対の主面にそれぞれ設けられている１対の溝と、を有し、
前記振動腕の厚さをＴ、
前記溝の深さをｔとしたとき、
【数３】
2014200050.tif 000035
なる関係を満足し、
前記第２方向に沿って前記溝を挟んで並んでいる前記主面の各部位の幅をＷ［μｍ］としたとき、
【数４】
2014200050.tif 000036
なる関係を満足している請求項１に記載の振動素子。
【請求項３】
【数５】
2014200050.tif 000037
なる関係を満足している請求項２に記載の振動素子。
【請求項４】
１００μｍ≦Ｔ≦３００μｍなる関係を満足している請求項２または３に記載の振動素子。
【請求項５】
前記基本振動モードの共振周波数をｆとし、緩和振動周波数をｆｍとしたとき、
【数６】
2014200050.tif 000038
なる関係を満足している請求項１ないし４のいずれか１項に記載の振動素子。
【請求項６】
前記振動モードには、少なくとも、前記１対の振動腕が前記第２方向の互いに同じ側に屈曲振動する同相モードが含まれている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の振動素子。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の振動素子と、
前記振動素子を搭載したパッケージと、を含むことを特徴とする振動子。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の振動素子と、
前記振動素子と電気的に接続されている発振回路と、を備えていることを特徴とする発振器。
【請求項９】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の振動素子を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の振動素子を備えていることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動素子、振動子、発振器、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水晶を用いた振動素子が知られている。このような振動素子は、周波数温度特性が優れていることから、種々の電子機器の基準周波数源や発信源などとして広く用いられている。
特許文献１に記載の振動素子は、音叉型をなしており、基部と、基部から延出する一対の振動腕とを有し、一対の振動腕が互いに接近、離間を交互に繰り返してＸ軸方向逆側へ振動する基本振動モード（Ｘ逆相モード）で駆動する。また、特許文献１に記載の振動素子では、第２高調波の振動を阻止する目的で、各振動腕の先端部にハンマーヘッドが形成され、ハンマーヘッドの長さを振動腕全長の３０％以上としている。しかしながら、単純にこのような構成とした場合の振動素子では、ハンマーヘッドの長さが振動腕全長の５１％より長い場合にはハンマーヘッドの剛性によって基本振動モードの振動周波数が高くなってしまう。すなわち、小型化が困難になると共に、振動腕で発生する熱弾性損失が増大してしまう。また、基本振動モードに、この基本振動モード以外の不要な振動モード（例えば、一対の振動腕がＸ軸方向同じ側へ振動するＸ同相モード）が結合してしまい、振動特性が劣化する（振動損失が大きくなる）という問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１９１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、小型でかつ振動特性の劣化を低減することのできる振動素子、並びに、この振動素子を備える振動子、発振器、電子機器および移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本発明の振動素子は、互いに直交する方向を第１方向および第２方向としたとき、
基部と、
前記基部と一体に設けられ、前記第２方向に並び、前記基部から前記第１方向に延出している１対の振動腕と、
を含み、
前記振動腕は、
腕部と、
前記腕部の先端側に位置し、前記腕部よりも前記第２方向に沿った長さが長い広幅部と、
を含み、
前記１対の振動腕が互いに接近および離間を交互に繰り返すように前記第２方向の互いに逆側屈曲振動する基本振動モードを有し、
前記振動腕の前記第１方向に沿った長さをＬ、
前記広幅部の前記第１方向に沿った長さをＨとしたとき、
【数１】
2014200050.tif 000003
なる関係を満足し、
前記基本振動モードの共振周波数をω０、
前記基本振動モードと異なる振動モードの共振周波数をω１としたとき、
【数２】
2014200050.tif 000004
なる関係を満足していることを特徴とする。
これにより、小型でかつ振動特性の劣化を低減することのできる振動素子が得られる。
【０００６】
［適用例２］
本発明の振動素子では、前記振動腕は、表裏の関係にある１対の主面と、前記１対の主面にそれぞれ設けられている１対の溝と、を有し、
前記振動腕の厚さをＴ、
前記溝の深さをｔとしたとき、
【数３】
2014200050.tif 000005
なる関係を満足し、
前記第２方向に沿って前記溝を挟んで並んでいる前記主面の各部位の幅をＷ［μｍ］としたとき、
【数４】
2014200050.tif 000006
なる関係を満足していることが好ましい。
これにより、熱弾性損失を低減することができ、高いＱ値が得られ、優れた振動特性を発揮することのできる振動素子となる。
【０００７】
［適用例３］
本発明の振動素子では、
【数５】
2014200050.tif 000007
なる関係を満足していることが好ましい。
これにより、特に熱弾性損失を低減することができ、より高いＱ値が得られ、優れた振動特性を発揮することのできる振動素子となる。
【０００８】
［適用例４］
本発明の振動素子では、１００μｍ≦Ｔ≦３００μｍなる関係を満足していることが好ましい。
これにより、特にＣＩ値の小さい振動素子を得ることができる。
［適用例５］
本発明の振動素子では、前記基本振動モードの共振周波数をｆとし、緩和振動周波数をｆｍとしたとき、
【数６】
2014200050.tif 000008
なる関係を満足していることが好ましい。
これにより、振動腕を断熱的領域とすることができ、高いＱ値を有する振動素子が得られる。
【０００９】
［適用例６］
本発明の振動素子では、前記振動モードには、少なくとも、前記１対の振動腕が前記第２方向の互いに同じ側に屈曲振動する同相モードが含まれていることが好ましい。
これにより、基本振動モードに同相モードが結合するのを低減でき、振動特性の低下を効果的に低減することができる。
【００１０】
［適用例７］
本発明の振動子は、本発明の振動素子と、
前記振動素子を搭載したパッケージと、を含むことを特徴とする。
これにより、高い信頼性を有する振動子が得られる。
［適用例８］
本発明の発振器は、本発明の振動素子と、
前記振動素子と電気的に接続されている発振回路と、を備えていることを特徴とする。
これにより、高い信頼性を有する発振器が得られる。
【００１１】
［適用例９］
本発明の電子機器は、本発明の振動素子を備えていることを特徴とする。
これにより、高い信頼性を有する電子機器が得られる。
［適用例１０］
本発明の移動体は、本発明の振動素子を備えていることを特徴とする。
これにより、高い信頼性を有する移動体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる振動子の平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】Ｈ／Ｌと規格化値の関係を示すグラフである。
【図５】シミュレーションに用いた振動腕の形状および大きさを示す斜視図である。
【図６】Ｈ／Ｌと高性能化指数１との関係を示すグラフである。
【図７】屈曲振動時の熱伝導について説明する振動腕の断面図である。
【図８】Ｑ値とｆ／ｆｍの関係を示すグラフである。
【図９】ウエットエッチングにより形成された振動腕を示す断面図である。
【図１０】Ｗと高性能化指数２との関係を示すグラフである。
【図１１】実効幅ａを説明する斜視図である。
【図１２】Ｈ／ＬとＷとの関係を示すグラフである。
【図１３】Ｈ／ＬとＷとの関係を示すグラフである。
【図１４】Ｈ／ＬとＷとの関係を示すグラフである。
【図１５】シミュレーションに用いた振動素子の形状および大きさを示す平面図である。
【図１６】Δｆと高性能化指数３との関係を示すグラフである。
【図１７】本発明の第２実施形態にかかる振動子の上面図である。
【図１８】本発明の第３実施形態にかかる振動子の上面図である。
【図１９】本発明の発振器の好適な実施形態を示す断面図である。
【図２０】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
【図２１】本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図２２】本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【図２３】本発明の移動体を適用した自動車を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の振動素子、振動子、発振器、電子機器および移動体を図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
１．振動子
まず、本発明の振動子について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態にかかる振動子の平面図である。図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図１中のＢ−Ｂ線断面図である。図４は、Ｈ／Ｌと規格化値の関係を示すグラフである。図５は、シミュレーションに用いた振動腕の形状および大きさを示す斜視図である。図６は、Ｈ／Ｌと高性能化指数１との関係を示すグラフである。図７は、屈曲振動時の熱伝導について説明する振動腕の断面図である。図８は、Ｑ値とｆ／ｆｍの関係を示すグラフである。図９は、ウエットエッチングにより形成された振動腕を示す断面図である。図１０は、Ｗと高性能化指数２との関係を示すグラフである。図１１は、実効幅ａを説明する斜視図である。図１２ないし図１４は、それぞれ、Ｈ／ＬとＷとの関係を示すグラフである。図１５は、  シミュレーションに用いた振動素子の形状および大きさを示す平面図である。図１６は、Δｆと高性能化指数３との関係を示すグラフである。
【００１４】
なお、以下では、説明の便宜上、図１に示すように、互いに直交する３軸をＸ軸（水晶の電気軸）、Ｙ軸（水晶の機械軸）およびＺ軸（水晶の光学軸）とする。また、図２中の上側を「上」とし、下側を「下」とする。また、図１中の上側を「先端」とし、下側を「基端」とする。
図１に示すように、振動子１は、振動素子（本発明の振動素子）２と、振動素子２を収納するパッケージ９とを有している。
【００１５】
（パッケージ）
図１および図２に示すように、パッケージ９は、上面に開放する凹部９１１を有する箱状のベース９１と、凹部９１１の開口を塞いでベース９１に接合されている板状のリッド９２とを有している。パッケージ９は、凹部９１１がリッド９２で塞がれることで形成された収容空間Ｓを有し、この収容空間Ｓに振動素子２を気密的に収容している。収容空間Ｓ内は、減圧（好ましくは真空）状態となっていてもよいし、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入されていてもよい。
【００１６】
ベース９１の構成材料としては、特に限定されないが、酸化アルミニウム等の各種セラミックスを用いることができる。また、リッド９２の構成材料としては、特に限定されないが、ベース９１の構成材料と線膨張係数が近似する部材であると良い。例えば、ベース９１の構成材料を前述のようなセラミックスとした場合には、コバール等の合金とするのが好ましい。なお、ベース９１とリッド９２の接合は、特に限定されず、例えば、メタライズ層を介して接合することができる。
【００１７】
また、ベース９１の凹部９１１の底面には、接続端子９５１、９６１が形成されている。そして、接続端子９５１上には第１導電性接着材（固定部材）１１が設けられ、接続端子９６１上には第２導電性接着材（固定部材）１２が設けられている。そして、これら第１、第２導電性接着材１１、１２を介して振動素子２がベース９１に固定されているとともに、接続端子９５１が後述する第１駆動用電極８４と電気的に接続され、接続端子９６１が第２駆動用電極８５と電気的に接続されている。なお、第１、第２導電性接着材１１、１２としては、導電性および接着性を有していれば特に限定されず、例えば、エポキシ系、アクリル系、シリコン系、ポリイミド系、ビスマレイミド系、ポリエステル系、ポリウレタン系の樹脂に銀粒子等の導電性フィラーを混合した導電性接着材を用いることができる。
【００１８】
また、接続端子９５１は、ベース９１を貫通する貫通電極９５２を介してベース９１の下面に設けられた外部端子９５３に電気的に接続され、同様に、接続端子９６１は、ベース９１を貫通する貫通電極９６２を介してベース９１の下面に設けられた外部端子９６３に電気的に接続されている。接続端子９５１、９６１、貫通電極９５２、９６３および外部端子９５３、９６３の構成としては、それぞれ、導電性を有していれば、特に限定されず、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｗ（タングステン）などの下地層に、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）などの被膜を積層した金属被膜で構成することができる。
【００１９】
（振動素子）
図１および図３に示すように、振動素子２は、水晶基板３と、水晶基板３上に形成された第１、第２駆動用電極８４、８５とを有している。なお、図１および図２では、説明の便宜上、第１、第２駆動用電極８４、８５の図示を省略している。
水晶基板３は、Ｚカット水晶板で構成されている。Ｚカット水晶板とは、Ｚ軸を厚さ方向とする水晶基板である。なお、Ｚ軸は、水晶基板３の厚さ方向と一致しているのが好ましいが、常温近傍における周波数温度変化を小さくする観点から、厚さ方向に対して若干傾けてもよい。
【００２０】
すなわち、傾ける角度をθ度（−５°≦θ≦１５°）とした場合、前記水晶の電気軸としてのＸ軸、機械軸としてのＹ軸、光学軸としてのＺ軸からなる直交座標系の前記Ｘ軸を回転軸として、前記Ｚ軸を前記Ｙ軸の−Ｙ方向へ＋Ｚ側が回転するようにθ度傾けた軸をＺ’軸、前記Ｙ軸を前記Ｚ軸の＋Ｚ方向へ＋Ｙ側が回転するようにθ度傾けた軸をＹ’軸としたとき、Ｚ’軸に沿った方向を厚さとし、Ｘ軸とＹ’軸を含む面を主面とする水晶基板３となる。
【００２１】
なお、水晶基板３の厚さＴとしては、特に限定されないが、７０μｍ未満であるのが好ましく、特に６０μｍ以下であることが好ましい。このような数値範囲とすることにより、例えば、ウエットエッチングによって水晶基板３を形成（パターニング）する場合、振動腕５と基部４の境界部や後述する腕部５１とハンマーヘッド５９の境界部等に不要部（本来なら除去されるべき部分）が残存してしまうのを効果的に防止することができる。そのため、振動漏れを効果的に低減することのできる振動素子２とすることができる。違う観点から、厚さＴは、７０μｍ以上、３００μｍ以下であるのが好ましく、１００μｍ以上、３００μｍ以下であるのがより好ましい。このような数値範囲とすることにより、後述する第１、第２駆動用電極８４、８５を振動腕５、６の側面に広く形成することができるため、ＣＩ値を低くすることができる。
【００２２】
図１に示すように、基部４は、ＸＹ平面に広がりを有し、Ｚ軸方向に厚さを有する板状をなしている。
支持部７は、基部４の基端端から延出し、Ｘ軸方向に分岐する分岐部７１と、分岐部からＸ軸方向両側に延出する連結腕７２、７３と、連結腕７２、７３の先端部からＹ軸方向の振動腕５、６側に延出する支持腕７４、７５とを有している。
【００２３】
振動腕５、６は、Ｘ軸方向（第２の方向）に並び、かつ、互いに平行となるように基部４の上端からＹ軸方向（第１の方向）に延出している。これら振動腕５、６は、それぞれ、長手形状をなし、その基端が固定端となり、先端が自由端となる。また、振動腕５、６は、それぞれ、腕部５１、６１と、腕部５１、６１の先端に設けられたハンマーヘッド（広幅部）５９、６９とを有している。なお、振動腕５、６は、互いに同様の構成であるため、以下では、振動腕５について代表して説明し、振動腕６については、その説明を省略する。
【００２４】
図３に示すように、腕部５１は、ＸＹ平面で構成された１対の主面５１１、５１２と、ＹＺ平面で構成され、一対の主面５１１、５１２を接続する１対の側面５１３、５１４とを有している。また、腕部５１には、主面５１１に開放する有底の溝５２と、主面５１２に開放する有底の溝５３とを有している。このように、振動腕５に溝５２、５３を形成することによって、熱弾性損失の低減を図ることができ、優れた振動特性を発揮することができる。溝５２、５３の長さは、特に限定されず、先端がハンマーヘッド５９まで延びていてもよいし、基端が基部４まで延びていてもよい。このような構成とすることで、腕部５１とハンマーヘッド５９の境界部および腕部５１と基部４の境界部への応力集中が緩和され、衝撃が加わった際に発生する折れや欠けの虞が減少する。
【００２５】
溝５２、５３の深さをｔとしたとき、深さｔは、０．２９２≦ｔ／Ｔ≦０．４８３なる関係を満足するのが好ましい。このような関係を満足することによって熱移動経路が長くなるから、後述する断熱的領域において、より効果的に、熱弾性損失の低減を図ることができる。また、深さｔは、０．４５５≦ｔ／Ｔ≦０．４８３なる関係を満足するのがさらに好ましい。このような関係を満足することによって、さらに熱移動経路が長くなることで熱弾性損失の低減を図ることができるので、Ｑ値の向上とそれに伴うＣＩ値の低減、さらには、屈曲変形する領域に電界をかけるための電極面積をより広くすることができることによるＣＩ値の低減が実現される。
【００２６】
溝５２、５３は、振動腕５の断面重心が、振動腕５の断面形状の中心と一致するように、振動腕５に対してＸ軸方向の位置を調整して形成されているのが好ましい。こうすることで、振動腕５の不要な振動（具体的には、面外方向成分を有する斜め振動）を低減するので、振動漏れを低減することができる。また、この場合、余計な振動をも駆動してしまうことを低減することになるので、相対的に駆動領域が増大してＣＩ値を小さくすることができる。
【００２７】
このような腕部５１の幅Ｗ１としては、特に限定されないが、１６μｍ以上、３００μｍ以下程度であるのが好ましい。幅Ｗ１が上記下限値未満であると、製造技術によっては、腕部５１に溝５２、５３２を形成することが困難となり、振動腕５を断熱的領域とすることができなくなる場合がある。一方、幅Ｗ１が上記上限値を超えると、厚みＴの値によっては、腕部５１の剛性が高くなり過ぎてしまい、腕部５１の屈曲振動をスムーズに行うことができない場合がある。
次に、ハンマーヘッド５９の大きさについて説明する。振動素子２では、振動腕５の全長（Ｙ軸方向の長さ）をＬとし、ハンマーヘッド５９の全長（Ｙ軸方向の長さ）をＨとしたとき、下記式（１）を満足する。ここで、ハンマーヘッド５９は、腕部５１の幅（Ｘ軸方向の長さ）に対して１．５倍以上の幅を有する領域とする。
【００２８】
【数７】
2014200050.tif 000009
【００２９】
以下、上記式（１）を満足することによる効果について、図４、図５に基づいて説明する。図４には、ハンマーヘッド５９の長さＨと振動腕５の共振周波数との関係を指数化した曲線Ｇ１と、ハンマーヘッド５９の長さＨと振動腕５のＱ値の関係を指数化した曲線Ｇ２とが示されている。なお、曲線Ｇ２で示すＱ値は、熱弾性損失のみを考慮したものである。また、以下では、曲線Ｇ１の縦軸を「低周波化指数」とも言い、曲線Ｇ２の縦軸を「高Ｑ値化指数」とも言う。
【００３０】
また、曲線Ｇ１、Ｇ２を求めるためのシミュレーションは、１本の振動腕５を用いて行った。本シミュレーションで用いた振動腕５は、水晶Ｚ板（回転角０°）で構成されている。また、振動腕５のサイズは、図５に示すように、全長Ｌが１２１０μｍ、厚さＴが１００μｍ、腕部５１の幅Ｗ１が９８μｍ、ハンマーヘッド５９の幅Ｗ２が１７２μｍ、溝５２、５３の深さｔが共に４５μｍ、土手部５１１ａ、５１１ｂ、５１２ａ、５１２ｂの幅Ｗ３がそれぞれ６．５μｍである。このような振動腕５において、ハンマーヘッド５９の長さＨを変化させてシミュレーションを行った。なお、発明者らによって、振動腕５のサイズ（Ｌ、Ｗ１、Ｗ２、Ｄ、Ｄ１、Ｄ２、Ｗ３）を変更しても、下記に示すシミュレーション結果と同様の傾向となることが確認されている。
【００３１】
図４では、曲線Ｇ１が規格化値（低周波化指数）＝１となる点（Ｈ／Ｌ＝０．５１）で、最も振動腕５の共振周波数が低下していることを意味しており、曲線Ｇ２が規格化値（高Ｑ値化指数）＝１となる点（Ｈ／Ｌ＝０．１７）で、最も振動腕５のＱ値が高いことを意味している。振動腕５の共振周波数が低い程、振動素子２を小型化することができるため、Ｈ／Ｌ＝０．５１（以下「条件１」とも言う）とすることで、最も振動素子２を小型化することができる。また、Ｑ値を高くする程、熱弾性損失が小さく、優れた振動特性を発揮することができるため、Ｈ／Ｌ＝０．１７（以下「条件２」とも言う）とすることで、最も優れた振動特性を有する振動素子２とすることができる。
しかしながら、図４からも分かるように、Ｈ／Ｌ＝０．５１では、高Ｑ値化指数が十分に高くなく、Ｈ／Ｌ＝０．１７では、低周波化指数が十分に高くない。したがって、条件１を満足するだけでは、優れた振動特性を得ることができず、反対に、条件２を満足するだけでは、振動素子２の小型化を十分に図ることができない。
【００３２】
そこで、振動素子２の小型化と振動特性の向上とを両立するための指数として「高性能化指数１」を設定し、高性能化指数１とＨ／Ｌとの関係を図６に示した。なお、［高性能化指数１］は、［低周波化指数］×［高Ｑ値化指数］×［補正値］で表される。また、高性能化指数１は、その中で最大であった数値を１としたときの指数である。また、前記［補正値］は、１本の振動腕５で行ったシミュレーションを、２本の振動腕５、６を有する振動素子２へ適合させるための補正値である。そのため、補正値を用いることで、高性能化指数１をより振動素子２の物性に近づけることができる。
【００３３】
ここで、高性能化指数１が０．８以上であれば、十分に、小型化と振動特性の向上とを両立させた振動素子２が得られる。そのため、振動素子２では、０．１８３≦Ｈ／Ｌ≦０．５９７なる関係を満足するようにハンマーヘッド５９の長さＨを設定している。すなわち、上記式（１）を満足するように振動素子２を構成している。また、この範囲の中でも、高性能化指数１が０．９以上となるように、０．２３８≦Ｈ／Ｌ≦０．５３１なる関係を満足することが好ましい。これにより、小型化と振動特性の向上とをさらに両立させた振動素子２が得られる。
【００３４】
図３に示すように、振動腕５には、一対の第１駆動用電極８４と一対の第２駆動用電極８５とが形成されている。第１駆動用電極８４の一方は、溝５２の側面に形成されており、他方は、溝５３の側面に形成されている。また、第２駆動用電極８５の一方は、側面５１３に形成されており、他方は、側面５１４に形成されている。
同様に、振動腕６にも、一対の第１駆動用電極８４と一対の第２駆動用電極８５とが形成されている。第１駆動用電極８４の一方は、側面６１３に形成されており、他方は、側面６１４に形成されている。また、第２駆動用電極８５の一方は、溝６２の側面に形成されており、他方は、溝６６の側面に形成されている。
【００３５】
各第１駆動用電極８４は、図示しない配線によって、支持腕７４まで引き出され、導電性接着材１１を介して接続端子９５１と電気的に接続されている。同様に、各第２駆動用電極８５は、図示しない配線によって、支持腕７５まで引き出され、導電性接着材１２を介して接続端子９６１と電気的に接続されている。
これら第１、第２駆動用電極８４、８５間に交番電圧を印加すると、振動腕５、６が互いに接近、離間を繰り返すようにＸ軸方向（面内方向）に所定の周波数で振動する。この振動モードは、一般的に「Ｘ逆相モード」と呼ばれており、以下では、この振動モードを「基本振動モード」とも言う。
【００３６】
第１、第２駆動用電極８４、８５の構成材料としては、導電性を有していれば、特に限定されず、例えば、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル合金、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属材料、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等が挙げられる。
【００３７】
また、第１、第２駆動用電極８４、８５の具体的な構成としては、例えば、７００Å以下のＣｒ層上に７００Å以下のＡｕ層を形成した構成とすることができる。特に、ＣｒやＡｕは、熱弾性損失が大きいので、Ｃｒ層、Ａｕ層は、好ましくは２００Å以下とされる。また、絶縁破壊耐性を高くする場合には、Ｃｒ層、Ａｕ層は、好ましくは１０００Å以上とされる。さらに、Ｎｉは、水晶の熱膨張係数に近いので、Ｃｒ層に替えてＮｉ層を下地にすることで、電極に起因する熱応力を減少させ、長期信頼性（エージング特性）の良い振動素子を得ることができる。
【００３８】
以上、振動素子２の構成を説明した。上述したように、振動素子２の各振動腕５、６に溝５２、５３、６２、６３を形成することによって、熱弾性損失の低減を図ることができ、優れた振動特性を発揮することができる。以下、このことについて、振動腕５を例にして具体的に説明する。
振動腕５は、前述したように、第１、第２駆動用電極８４、８５間に交番電圧を印加することにより面内方向に屈曲振動する。図７に示すように、この屈曲振動の際、腕部５１の側面５１３が収縮すると側面５１４が伸張し、反対に、側面５１３が伸張すると側面５１４が収縮する。振動腕５がＧｏｕｇｈ−Ｊｏｕｌｅ効果を発生しない（エネルギー弾性がエントロピー弾性に対して支配的な）場合、側面５１３、５１４のうち、収縮する面側の温度は上昇し、伸張する面側の温度は下降する。そのため、側面５１３と側面５１４との間、つまり腕部５１の内部に温度差が発生する。この温度差から生じる熱伝導によって振動エネルギーの損失が発生し、これにより振動素子２のＱ値が低下する。このようなＱ値の低下に伴うエネルギーの損失を熱弾性損失とも言う。
【００３９】
振動素子２のような構成の屈曲振動モードで振動する振動素子において、振動腕５の屈曲振動周波数（機械的屈曲振動周波数）ｆが変化したとき、振動腕５の屈曲振動周波数が熱緩和周波数ｆｍと一致するときにＱ値が最小となる。この熱緩和周波数ｆｍは、下記式（２）で求めることができる。ただし、ただし、式（２）中、πは円周率であり、ｅをネイピア数とすれば、τは温度差が熱伝導によりｅ−１倍になるのに要する緩和時間である）。
【００４０】
【数８】
2014200050.tif 000010
【００４１】
また、平板構造（断面形状が矩形の構造）の熱緩和周波数をｆｍ０とすれば、ｆｍ０は下記式（３）で求めることができる。なお、式（３）中、πは円周率、ｋは振動腕５の振動方向の熱伝導率、ρは振動腕５の質量密度、Ｃｐは振動腕５の熱容量、ａは振動腕５の振動方向の幅である。式（３）の熱伝導率ｋ、質量密度ρ、熱容量Ｃｐに振動腕５の材料そのもの（すなわち水晶）の定数を入力した場合、求まる熱緩和周波数ｆｍ０は、振動腕５に溝５２、５３を設けていない場合の値となる。
【００４２】
【数９】
2014200050.tif 000011
【００４３】
振動腕５では、側面５１３、５１４の間に位置するように溝５２、５３が形成されている。そのため、振動腕５の屈曲振動時に生じる側面５１３、５１４の温度差を熱伝導により温度平衡させるための熱移動経路が溝５２、５３を迂回するように形成され、熱移動経路が側面５１３、５１４間の直線距離（最短距離）よりも長くなる。そのため、振動腕５に溝５２、５３を設けていない場合と比較して緩和時間τが長くなり、熱緩和周波数ｆｍが低くなる。
【００４４】
図８は、屈曲振動モードの振動素子のＱ値のｆ／ｆｍ依存性を表すグラフである。同図において、点線で示されている曲線Ｆ１は、振動素子２のように振動腕に溝が形成されている場合を示し、実線で示されている曲線Ｆ２は、振動腕に溝が形成されていない場合を示している。同図に示すように、曲線Ｆ１、Ｆ２の形状は変わらないが、前述のような熱緩和周波数ｆｍの低下に伴って、曲線Ｆ１が曲線Ｆ２に対して周波数低下方向へシフトする。したがって、振動素子２のように振動腕に溝が形成されている場合の熱緩和周波数をｆｍ１とすれば、下記式（４）を満たすことにより、常に、振動腕に溝が形成されている振動素子のＱ値が振動腕に溝が形成されていない振動素子のＱ値に対して高くなる。
【００４５】
【数１０】
2014200050.tif 000012
【００４６】
更に、下記式（５）の関係に限定すれば、より高いＱ値を得ることができる。
【００４７】
【数１１】
2014200050.tif 000013
【００４８】
なお、図８において、ｆ／ｆｍ＜１の領域を等温的領域とも言い、この等温的領域ではｆ／ｆｍが小さくなるにつれてＱ値が高くなる。これは、振動腕の機械的周波数が低くなる（振動腕の振動が遅くなる）につれて前述のような振動腕内の温度差が生じ難くなるためである。したがって、ｆ／ｆｍを０（零）に限りなく近づけた際の極限では、等温準静操作となって、熱弾性損失は限りなく０（零）に接近する。一方、ｆ／ｆｍ＞１の領域を断熱的領域とも言い、この断熱的領域ではｆ／ｆｍが大きくなるにつれてＱ値が高くなる。これは、振動腕の機械的周波数が高くなるにつれて、各側面の温度上昇・温度効果の切り替わりが高速となり、前述のような熱伝導が生じる時間がなくなるためである。したがって、ｆ／ｆｍを限りなく大きくした際の極限では、断熱操作となって、熱弾性損失は限りなく０（零）に接近する。このことから、ｆ／ｆｍ＞１の関係を満たすとは、ｆ／ｆｍが断熱的領域にあるとも言い換えることができる。
【００４９】
ここで、第１、第２駆動用電極８４、８５の構成材料（金属材料）は、振動腕５、６の構成材料である水晶と比較して熱伝導率が高いため、振動腕５では、第１駆動用電極８４を介する熱伝導が積極的に行われ、振動腕６では、第２駆動用電極８５を介する熱伝導が積極的に行われる。このような第１、第２駆動用電極８４、８５を介する熱伝導が積極的に行われると、緩和時間τが短くなってしまう。そこで、図３、図７に示すように、振動腕５では、溝５２、５３の底面にて第１駆動用電極８４を側面５１３側と側面５１４側とに分割し、振動腕６では溝６２、６３の底面にて第２駆動用電極８５を側面６１３側と側面６１４側とに分割し、上記のような熱伝導を低減している。その結果、緩和時間τが短くなるのを防ぎ、より高いＱ値を有する振動素子２が得られる。
以上、熱弾性損失について説明した。
【００５０】
振動素子２は、式（５）を満足し、加えて、振動腕５、６に所定の形状の溝５２、５３、６２、６３を形成することにより、従来の振動素子よりも高いＱ値が得られるように構成されているのが好ましい。以下、振動腕５、６に形成された溝５２、５３、６２、６３の構成について具体的に説明する。なお、振動腕５、６は、互いに同様の構成であるため、以下では、振動腕５に形成された溝５２、５３について代表して説明し、振動腕６に形成された溝６２、６３については、その説明を省略する。
【００５１】
図３に示すように、振動腕５の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）をＴとし、各溝５２、５３の最大深さをｔとし、主面５１１、５１２の溝５２、５３のＸ軸方向両側に位置する土手部（振動腕５の長手方向に直交する幅方向に沿って溝５２を挟んで並んでいる主面）５１１ａ、５１１ｂ、５１２ａ、５１２ｂの幅をＷ［μｍ］としたとき、振動素子２は、下記式（６）、（７）を共に満足していることが好ましい。
【００５２】
【数１２】
2014200050.tif 000014
【００５３】
【数１３】
2014200050.tif 000015
【００５４】
腕部５１の少なくとも一部に、これら式（６）、（７）を共に満足する領域が存在することにより、従来よりも優れた振動特性を発揮する振動素子２を得ることができる。なお、式（６）、（７）を共に満足する領域は、腕部５１の長手方向の一部に存在していればよいが、腕部５１の基端部に存在していることが好ましい。基端部は、腕部５１の中でも大きく屈曲変形する部分であり、振動腕５の全体の振動特性に影響を与えやすい部位である。そのため、前記領域を少なくとも基端部に存在させることにより、より確実かつ効果的に、従来よりも優れた振動特性を発揮する振動素子２を得ることができる。また、言い換えれば、前記領域を少なくとも振動腕５の屈曲変形量が最大となる部位に存在させることにより、より確実かつ効果的に、従来品よりも優れた振動特性を発揮する振動素子２を得ることができる。
【００５５】
振動素子２では、腕部５１がその両端部を除くほぼ全域でほぼ同一の幅および厚さとなるように構成されており、加えて、溝５２、５３がその両端部を除くほぼ全域でほぼ同一の幅および深さとなっている。そのため、振動素子２では、前記領域を腕部５１の長手方向に長く存在させることができる。したがって、振動素子２は、上述の効果をより顕著に発揮することができる。具体的には、前記領域は、基端部を含めた振動腕５の全長（Ｙ軸方向の長さ）に対して３分の１の部分に存在していることが好ましい。こうすることによって、より確実かつ効果的に、従来品よりも優れた振動特性を発揮する振動素子２を得ることができる。
【００５６】
以下、発明者らが行ったシミュレーション結果に基づいて、このことを証明する。なお、以下では、Ｚカット水晶板をパターニングしてなり、屈曲振動周波数（機械的屈曲振動周波数）ｆ＝３２．７６８ｋＨｚの振動素子を用いたシミュレーションを代表して用いるが、発明者らによって、屈曲振動周波数ｆが３２．７６８ｋＨｚ±１ｋＨｚの範囲では、下記に示すシミュレーション結果とほとんど差がないことが確認されている。
【００５７】
本シミュレーションでは、ウエットエッチングによって水晶基板３をパターニングした振動素子を用いている。したがって、溝５２、５３は、図９に示すように、水晶の結晶面が現れた形状となっている。具体的には、−Ｘ軸方向のエッチングレートが＋Ｘ軸方向のエッチングレートよりも低いため、−Ｘ軸方向の側面が比較的なだらかな傾斜となり、＋Ｘ軸方向の側面が垂直に近い傾斜となる。なお、図９は、図３と同じ断面を図示している。
【００５８】
また、本シミュレーションで用いた振動腕５のサイズは、長さが１０００μｍ、厚さが１２０μｍ、幅が８０μｍである。なお、発明者らによって、長さ、厚さ、幅を変更しても、下記に示すシミュレーション結果と同様の傾向となることが確認されている。また、本シミュレーションには、第１、第２駆動用電極８４、８５が形成されていない振動腕５を用いた。
【００５９】
図１０は、ｔ／Ｔを、０．２０８、０．２９２、０．３７５、０．４５８、０．４８３としたときの、土手部５１１ａ、５１１ｂ、５１２ａ、５１２ｂの幅ＷとＱ値との関係を示すグラフである。なお、Ｑ値は、周波数依存性を有しているため、本シミュレーションでは、ｔ／Ｔの各条件にて求められたＱ値を３２．７６８ｋＨｚ時のＱ値（Ｆ変換後Ｑ値）に換算し、その逆数をとって「高性能化指数２」とした。高性能化指数２は、ｔ／Ｔの各条件にて、その中で最大であった逆数を１としたときの指数である。したがって、高性能化指数２が１に近い程、Ｑ値が高いことを意味している。
【００６０】
なお、Ｑ値をＦ変換後Ｑ値へ換算する方法は、次の通りである。
下記式（８）、（９）を用いて次のような計算を行った。ただし、式（８）、（９）中の、πは円周率、ｋは振動腕５の幅方向の熱電導率、ρは質量密度、Ｃｐは熱容量、Ｃは振動腕５の長さ方向の伸縮の弾性スティフネス定数、αは振動腕５の長さ方向の熱膨張率、Ｈは絶対温度、ｆは固有周波数である。また、ａは、振動腕５を図１１に示すような平板形状として見做したきの幅（実効幅）である。なお、図１１では、振動腕５に溝５２、５３が形成されていないが、この際のａの値を用いてもＦ変換後Ｑ値への換算を行うことができる。
【００６１】
【数１４】
2014200050.tif 000016
【００６２】
【数１５】
2014200050.tif 000017
【００６３】
まず、シミュレーションで用いた振動腕５の固有周波数をＦ１とし、求められたＱ値をＱ１とし、式（８）、（９）を用いて、ｆ＝Ｆ１、Ｑ＝Ｑ１となるようなａの値を求める。次に、求められたａを用い、また、ｆ＝３２．７６８ｋＨｚとし、式（９）からＱの値を算出する。このようにして得られたＱ値がＦ変換後Ｑ値となる。
ここで、高性能化指数２が０．８以上であれば、十分に、Ｑ値の高い（優れた振動特性を有する）振動素子２が得られ、高性能化指数２が０．９以上であれば、さらに、Ｑ値の高い振動素子２が得られる。そこで、図１２に、ｔ／Ｔ＝０．３７５の場合の高性能化指数＝０．８となる点Ａ１、Ａ２と、ｔ／Ｔ＝０．４５８の場合の高性能化指数＝０．８となる点Ｂ１、Ｂ２と、ｔ／Ｔ＝０．４８の場合の高性能化指数＝０．８となる点Ｃ１、Ｃ２とをプロットしたグラフを示す。各条件の幅Ｗが小さい方の点Ａ１、Ｂ１、Ｃ１を結ぶ２次式（近似式）は、下記式（１０）で示され、各条件の幅Ｗが大きい方の点Ａ２、Ｂ２、Ｃ２を結ぶ２次式（近似式）は、下記式（１１）で示される。ただし、単位は、［μｍ］である。
【００６４】
【数１６】
2014200050.tif 000018
【００６５】
【数１７】
2014200050.tif 000019
【００６６】
したがって、式（１０）を下限、式（１１）を上限とする幅Ｗ３を有していれは、すなわち、上記式（６）、（７）を満足すれば、優れた振動特性を有する振動素子２を得ることができる。
また、図１３に、ｔ／Ｔ＝０．２９２の場合の高性能化指数＝０．９となる点Ａ３、Ａ４と、ｔ／Ｔ＝０．３７５の場合の高性能化指数＝０．９となる点Ｂ３、Ｂ４と、ｔ／Ｔ＝０．４８の場合の高性能化指数＝０．９となる点Ｃ３、Ｃ４とをプロットしたグラフを示す。各条件の幅Ｗが小さい方の点Ａ３、Ｂ３、Ｃ３を結ぶ２次式（近似式）は、下記式（１２）で示され、各条件の幅Ｗが大きい方の点Ａ４、Ｂ４、Ｃ４を結ぶ２次式（近似式）は、下記式（１３）で示される。ただし、単位は、［μｍ］である。
【００６７】
【数１８】
2014200050.tif 000020
【００６８】
【数１９】
2014200050.tif 000021
【００６９】
したがって、下記式（１４）、（１５）を共に満足することによって、さらに優れた振動特性を有する振動素子２を得ることができる。ただし、単位は、［μｍ］である。
【００７０】
【数２０】
2014200050.tif 000022
【００７１】
【数２１】
2014200050.tif 000023
【００７２】
また、図１４に、ｔ／Ｔ＝０．２９２の場合の高性能化指数＝１となる点Ａ５と、ｔ／Ｔ＝０．３７５の場合の高性能化指数＝１となる点Ｂ５と、ｔ／Ｔ＝０．４８の場合の高性能化指数＝１となる点Ｃ５とをプロットしたグラフを示す。点Ａ５、Ｂ５、Ｃ５を結ぶ２次式（近似式）は、下記式（１６）で示される。ただし、単位は、［μｍ］である。
【００７３】
【数２２】
2014200050.tif 000024
【００７４】
したがって、下記式（１７）、（１８）を共に満足することによって、より優れた振動特性を有する振動素子２を得ることができる。
【００７５】
【数２３】
2014200050.tif 000025
【００７６】
【数２４】
2014200050.tif 000026
【００７７】
以上、溝５２、５３、６２、６３の深さｔ、土手部５１１ａ、５１１ｂ、５１２ａ、５１２ｂの幅Ｗについて説明した。
さらに、振動素子２は、基本振動モード（Ｘ逆相モード）の共振周波数をω０とし、基本振動モード（Ｘ逆相モード）と異なる振動モード（スプリアス振動モード）の共振周波数をω１としたとき、下記式（１９）の関係を満足している。これにより、基本振動モードへのスプリアス振動モードの結合が低減され、優れた振動特性（振動バランスに優れ振動漏れの少ない特性）を有する振動素子２となる。
【００７８】
【数２５】
2014200050.tif 000027
【００７９】
以下、発明者らが行った実験結果に基づいて、このことを証明する。なお、本実験は、Ｚカット水晶板をパターニングしてなり、図１５に示すサイズの振動素子を用いて行った。また、本実験では、スプリアス振動モードとして、振動腕５、６が、Ｘ軸方向の同じ側に屈曲振動する「Ｘ同相モード」を取り上げているが、スプリアス振動モードには、Ｘ同相モードの他、振動腕５、６がＺ軸の同じ側に屈曲振動する「Ｚ同相モード」、振動腕５、６がＺ軸の反対側へ屈曲振動する「Ｚ逆相モード」、振動腕５、６がＹ軸まわりの同じ方向に捩じれる「捩り同相モード」、振動腕５、６がＹ軸まわりの反対方向に捩じれる「捩り逆相モード」等が含まれる。これらＸ同相モード以外のスプリアス振動モードの共振周波数は、Ｘ同相モードの共振周波数と同等であると見做すことができる。
【００８０】
下記の表１に、４つのサンプルＳＡＭ１〜ＳＡＭ４の、基本振動モード（Ｘ逆相モード）の共振周波数ω０、Ｘ同相モードの共振周波数ω１、周波数差Δｆ、高性能化指数３を示す。Δｆは、下記式（２０）で表され、高性能化指数３は、全サンプル中で最も高いＱ値を１としたときの指数である。したがって、高性能化指数３が１に近い程、Ｑ値が高いことを意味している。また、各サンプルＳＡＭ１〜ＳＡＭ４の高性能化指数３をプロットしたグラフを図１６に示す。
【００８１】
【数２６】
2014200050.tif 000028
【００８２】
【表１】
2014200050.tif 000029
【００８３】
ここで、高性能化指数３が０．８以上であれば、十分に、Ｑ値の高い（優れた振動特性を有する）振動素子２が得られ、高性能化指数３が０．９以上であれば、よりＱ値の高い振動素子２が得られ、高性能化指数３＝１であれば、さらにＱ値の高い振動素子２が得られる。各サンプルの高性能化指数３を結ぶ２次式（近似式）は、下記式（２１）で示される。そのため、式（２１）から、高性能化指数３＝０．８のとき、Δｆ＝０．１２４であり、高性能化指数３＝０．９のとき、Δｆ＝０．１５であり、高性能化指数＝１のとき、Δｆ＝０．２であることが分かる。
【００８４】
【数２７】
2014200050.tif 000030
【００８５】
したがって、上記式（１９）を満足することで、優れた振動特性を有する振動素子２となり、下記式（２２）を満足することによって、より優れた振動特性を有する振動素子２となり、下記式（２３）を満足することによって、さらに優れた振動特性を有する振動素子２となることが証明された。
【００８６】
【数２８】
2014200050.tif 000031
【００８７】
【数２９】
2014200050.tif 000032
【００８８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の振動子の第２実施形態について説明する。
図１７は、本発明の第２実施形態にかかる振動子の上面図である。
以下、第２実施形態の振動子について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第２実施形態にかかる振動子は、振動素子の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００８９】
図１７に示すように、振動子１Ａでは、振動素子２Ａの支持部７Ａは、基部４の先端から＋Ｙ軸方向に延出し、振動腕５、６の間に位置している。このような、振動素子２Ａは、支持部７Ａにて導電性接着材１１、１２を介してベース９１に固定されている。このような構成とすると、前述した第１実施形態の振動素子２と比較して、振動素子２Ａの小型化を図ることができる。
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００９０】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の振動子の第３実施形態について説明する。
図１８は、本発明の第３実施形態にかかる振動子の上面図である。
以下、第３実施形態の振動子について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第３実施形態にかかる振動子は、振動素子の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００９１】
図１８に示すように、振動素子２Ｂの支持部７Ｂは、基部４および振動腕５、６を囲む枠状の枠部７６Ｂと、枠部７６Ｂと基部４の基端部とを連結する連結部７７Ｂとを有している。このような振動素子２Ｂは、共にキャビティ状であるベース９１およびリッド９２に枠部７６Ｂが挟持されることによって、パッケージ９に固定されている。このような構成によれば、導電性接着材１１、１２による固定が不要となるため、例えば、アウトガスの発生等を低減することができる。なお、第１、第２駆動用電極８４、８５と外部端子９５３、９６３との接続は、枠部７６Ｂを介して行うことができる。
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００９２】
２．発振器
次に、本発明の振動素子を適用した発振器（本発明の発振器）について説明する。
図１９は、本発明の発振器の好適な実施形態を示す断面図である。
図１９に示す発振器１００は、振動子１と、振動素子２を駆動するためのＩＣチップ１１０とを有している。以下、発振器１００について、前述した振動子との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００９３】
図１９に示すように、発振器１００では、ベース９１の凹部９１１にＩＣチップ１１０が固定されている。ＩＣチップ１１０は、凹部９１１の底面に形成された複数の内部端子１２０と電気的に接続されている。複数の内部端子１２０には、接続端子９５１、９６１と接続されているものと、外部端子９５３、９６３と接続されているものがある。ＩＣチップ１１０は、振動素子２の駆動を制御するための発振回路を有している。ＩＣチップ１１０によって振動素子２を駆動すると、所定の周波数の信号を取り出すことができる。
【００９４】
３．電子機器
次に、本発明の振動素子を適用した電子機器（本発明の電子機器）について説明する。
図２０は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部２０００を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、フィルター、共振器、基準クロック等として機能する振動素子２が内蔵されている。
【００９５】
図２１は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部２０００が配置されている。このような携帯電話機１２００には、フィルター、共振器等として機能する振動素子２が内蔵されている。
【００９６】
図２２は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【００９７】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【００９８】
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなディジタルスチルカメラ１３００には、フィルター、共振器等として機能する振動素子２が内蔵されている。
【００９９】
なお、本発明の振動素子を備える電子機器は、図２０のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図２１の携帯電話機、図２２のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等に適用することができる。
【０１００】
４．移動体
次に、本発明の振動素子を適用した移動体（本発明の移動体）について説明する。
図２３は、本発明の移動体を適用した自動車を示す斜視図である。自動車１５００には、振動素子２が搭載されている。振動素子２は、キーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム、等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。
以上、本発明の振動素子、振動子、発振器、電子機器および移動体について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【０１０１】
また、前述した実施形態では、圧電基板として水晶基板を用いているが、これに替えて、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、リチウムテトラボレート（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、リン酸ガリウム（ＧａＰＯ４）、ランガサイト（Ｌａ３Ｇａ５ＳｉＯ１４）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ、Ｚｎ２Ｏ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＰＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ニオブ酸ナトリウムカリウム（（Ｋ,Ｎａ）ＮｂＯ３）、ビスマスフェライト（ＢｉＦｅＯ３）、ニオブ酸ナトリウム（ＮａＮｂＯ３）、チタン酸ビスマス（Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２）、チタン酸ビスマスナトリウム（Ｎａ０．５Ｂｉ０．５ＴｉＯ３）等の各種圧電基板を用いることができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１、１Ａ、１Ｂ……振動子  １１……第１導電性接着材  １２……第２導電性接着材  ２、２Ａ、２Ｂ……振動素子  ３……水晶基板  ４……基部  ５……振動腕  ５１……腕部  ５１１、５１２……主面  ５１１ａ、５１２ａ……土手部  ５１３、５１４……側面  ５２、５３……溝  ５９……ハンマーヘッド  ６……振動腕  ６１……腕部  ６１３、６１４……側面  ６２、６３……溝  ７、７Ａ、７Ｂ……保持腕  ７１……分岐部  ７２、７３……連結腕  ７４、７５……腕部  ７６Ｂ……枠部  ７７Ｂ……連結部  ８４……第１駆動用電極  ８５……第２駆動用電極  ９……パッケージ  ９１……ベース  ９１１……凹部  ９２……リッド  ９５１、９６１……接続端子  ９５２、９６２……貫通電極  ９５３、９６３……外部端子  １００……発振器  １１０……ＩＣチップ  １２０……内部端子  １１００……パーソナルコンピューター  １１０２……キーボード  １１０４……本体部  １１０６……表示ユニット  １２００……帯電話機  １２０２……操作ボタン  １２０４……受話口  １２０６……送話口  １３００……ディジタルスチルカメラ  １３０２……ケース  １３０４……受光ユニット  １３０６……シャッターボタン  １３０８……メモリー  １３１２……ビデオ信号出力端子  １３１４……入出力端子  １４３０……テレビモニター  １４４０……パーソナルコンピューター  １５００……自動車  ２０００……表示部  Ｈ、Ｌ……長さ  Ｓ……収容空間  Ｔ、ｔ……厚み  Ｗ、Ｗ１……幅
【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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