(57)【要約】【課題】ゲッター材を効率的に加熱することができる電子デバイスを提供すること、また、かかる電子デバイスを備える原子発振器、電子機器および移動体を提供すること。【解決手段】機能部品と、前記機能部品を収納しているパッケージと、前記パッケージの内部に配置されている内部端子と、前記パッケージの外部に配置され、前記内部端子に電気的に接続されている外部端子と、を有する１対の導体部と、前記パッケージの内部に配置され、１対の前記内部端子に電気的に接続されている発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体に支持されているゲッター材と、を備え、前記発熱抵抗体は、単位長さ当たりの電気抵抗が互いに異なる複数の部分を有することを特徴とする電子デバイス。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能部品と、
前記機能部品を収納しているパッケージと、
前記パッケージの内部に配置されている内部端子と、前記パッケージの外部に配置され、前記内部端子に電気的に接続されている外部端子と、を有する１対の導体部と、
前記パッケージの内部に配置され、１対の前記内部端子に電気的に接続されている発熱抵抗体と、
前記発熱抵抗体に支持されているゲッター材と、を備え、
前記発熱抵抗体は、単位長さ当たりの電気抵抗が互いに異なる複数の部分を有することを特徴とする電子デバイス。
【請求項２】
前記複数の部分は、
前記ゲッター材を支持している第１部分と、
前記第１部分と１対の前記内部端子との間に設けられ、単位長さ当たりの電気抵抗が前記第１部分とは異なる１対の第２部分と、を有する請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記第２部分の単位長さ当たりの電気抵抗が前記第１部分の単位長さ当たりの電気抵抗よりも大きい請求項２に記載の電子デバイス。
【請求項４】
前記第１部分の単位長さ当たりの電気抵抗が前記第２部分の単位長さ当たりの電気抵抗よりも大きい請求項２に記載の電子デバイス。
【請求項５】
前記第１部分および前記第２部分の構成材料の電気抵抗率が互いに異なる請求項２ないし４のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項６】
前記第１部分および前記第２部分の横断面積が互いに異なる請求項２ないし５のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項７】
前記第１部分および前記第２部分の厚さが互いに異なる請求項２ないし６のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項８】
前記第２部分が屈曲している請求項７に記載の電子デバイス。
【請求項９】
前記発熱抵抗体は、前記パッケージに対して離間している請求項１ないし８のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項１０】
前記パッケージは、
前記機能部品を支持しているベース部と、
前記機能部品を収納している内部空間を前記ベース部とともに構成している蓋部と、を有し、
前記導体部は、前記ベース部を貫通している導体ポストを有し、
前記導体ポストの一端部に前記内部端子が接続され、前記導体ポストの他端部に前記外部端子が接続されている請求項１ないし９のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項１１】
前記ベース部は、前記内部空間の内外を貫通している孔を有し、
前記孔が封止材により塞がれている請求項１０に記載の電子デバイス。
【請求項１２】
前記導体部は、銅を含んで構成されている請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の電子デバイスを備えることを特徴とする原子発振器。
【請求項１４】
前記機能部品は、
アルカリ金属を収納している原子セルと、
前記アルカリ金属の原子に共鳴する光を出射する光源部と、
前記原子セルを通過した光を受光し、その受光量に応じた信号を出力する受光部と、を有する請求項１３に記載の原子発振器。
【請求項１５】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の電子デバイスを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１６】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の電子デバイスを備え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、電子デバイス、原子発振器、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
気密封止したパッケージ内に機能部品を収納した電子デバイスにおいて、パッケージ内にゲッター材を配置し、パッケージ内の圧力を安定化することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の電子デバイスである赤外線検出器は、内部に真空室を形成しているケーシング（パッケージ）と、真空室内に収納されている赤外線検知素子（機能部品）およびゲッター（ゲッター材）と、ゲッターに内蔵されているコイルヒーターと、を有する。ここで、コイルヒーターの両端には、リードが延びており、このリードがケーシングの内部端子に接続されている。そして、ジルコニウム、バナジウムおよび鉄を焼結して成形されたゲッターは、コイルヒーターで加熱されることで活性化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５０７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の赤外線検出器は、リードおよび内部端子からの放熱に起因して、ゲッターを効率的に加熱することができないという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、ゲッター材を効率的に加熱することができる電子デバイスを提供すること、また、かかる電子デバイスを備える原子発振器、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】
【０００７】
上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の電子デバイスは、機能部品と、
前記機能部品を収納しているパッケージと、
前記パッケージの内部に配置されている内部端子と、前記パッケージの外部に配置され、前記内部端子に電気的に接続されている外部端子と、を有する１対の導体部と、
前記パッケージの内部に配置され、１対の前記内部端子に電気的に接続されている発熱抵抗体と、
前記発熱抵抗体に支持されているゲッター材と、を備え、
前記発熱抵抗体は、単位長さ当たりの電気抵抗が互いに異なる複数の部分を有することを特徴とする。
【０００８】
このような電子デバイスによれば、発熱抵抗体が有する複数の部分の単位長さ当たりの電気抵抗を互いに異ならせることにより、発熱抵抗体の発熱分布を調整することができる。そのため、発熱抵抗体から１対の導体部への熱の逃げを考慮して、発熱抵抗体の温度分布を最適化することができる。これにより、発熱抵抗体からの熱をゲッター材に無駄なく伝えて、ゲッター材を効率的に加熱することができる。したがって、ゲッター材を加熱により活性化する際に、過大な電流を１対の導体部に流す必要がなく、当該過大な電流によるパッケージの損傷を低減することができる。なお、「単位長さ当たりの電気抵抗」とは、電流が流れる方向を長さ方向としたときの単位長さ当たりの電気抵抗を言う。
【０００９】
本発明の電子デバイスでは、前記複数の部分は、
前記ゲッター材を支持している第１部分と、
前記第１部分と１対の前記内部端子との間に設けられ、単位長さ当たりの電気抵抗が前記第１部分とは異なる１対の第２部分と、を有することが好ましい。
【００１０】
これにより、第１部分を均一な温度分布とし、ゲッター材全体を無駄なく加熱することができる。
【００１１】
本発明の電子デバイスでは、前記第２部分の単位長さ当たりの電気抵抗が前記第１部分の単位長さ当たりの電気抵抗よりも大きいことが好ましい。
【００１２】
これにより、第１部分からの熱が第２部分を通じて導体部へ逃げるのを低減することができる。そのため、第１部分が外乱の影響を受けにくく、環境温度によらず、ゲッター材を安定して加熱することができる。
【００１３】
本発明の電子デバイスでは、前記第１部分の単位長さ当たりの電気抵抗が前記第２部分の単位長さ当たりの電気抵抗よりも大きいことが好ましい。
【００１４】
これにより、第１部分が導体部に直接接続されている場合に比べて、第１部分の熱が第２部分を通じて導体部へ逃げることを低減することができる。
【００１５】
本発明の電子デバイスでは、前記第１部分および前記第２部分の構成材料の電気抵抗率が互いに異なることが好ましい。
【００１６】
これにより、第１部分および第２部分の形状の自由度を高めつつ、第１部分および第２部分の単位長さ当たりの電気抵抗を異ならせることができる。
【００１７】
本発明の電子デバイスでは、前記第１部分および前記第２部分の横断面積が互いに異なることが好ましい。
【００１８】
これにより、発熱抵抗体の構成材料が単一であっても、第１部分および第２部分の単位長さ当たりの電気抵抗を異ならせることができる。
【００１９】
本発明の電子デバイスでは、前記第１部分および前記第２部分の厚さが互いに異なることが好ましい。
【００２０】
これにより、発熱抵抗体の構成材料が単一であっても、第１部分および第２部分の単位長さ当たりの電気抵抗を異ならせるとともに、第１部分および第２部分の幅を互いに等しくすることができる。ここで、第１部分および第２部分の幅を互いに等しくすることで、第１部分と第２部分との境界部における幅方向での温度分布を均一化することができる。
【００２１】
本発明の電子デバイスでは、前記第２部分が屈曲していることが好ましい。
これにより、例えば、既存の発熱抵抗体を折り曲げるという簡単な方法で、第１部分および第２部分を有する発熱抵抗体を製造することができる。すなわち、既存の発熱抵抗体を折り曲げるという簡単な方法で、その発熱抵抗体よりも発熱効率の高い発熱抵抗体を実現することができる。
【００２２】
本発明の電子デバイスでは、前記発熱抵抗体は、前記パッケージに対して離間していることが好ましい。
【００２３】
これにより、発熱抵抗体からの熱がパッケージに直接的に逃げることを大幅に低減することができる。
【００２４】
本発明の電子デバイスでは、前記パッケージは、
前記機能部品を支持しているベース部と、
前記機能部品を収納している内部空間を前記ベース部とともに構成している蓋部と、を有し、
前記導体部は、前記ベース部を貫通している導体ポストを有し、
前記導体ポストの一端部に前記内部端子が接続され、前記導体ポストの他端部に前記外部端子が接続されていることが好ましい。
【００２５】
これにより、導体部の電気抵抗を小さくし、導体部を通じて発熱抵抗体に効率的に通電を行うことができる。
【００２６】
本発明の電子デバイスでは、前記ベース部は、前記内部空間の内外を貫通している孔を有し、
前記孔が封止材により塞がれていることが好ましい。
【００２７】
これにより、パッケージ内の真空度を容易に高くすることができる。そのため、ゲッター材の活性化前のパッケージ内の不要ガスを低減することができる。その結果、ゲッター材の体積を小さくすることができる。
【００２８】
本発明の電子デバイスでは、前記導体部は、銅を含んで構成されていることが好ましい。
【００２９】
これにより、導体部の電気抵抗を小さくし、導体部を通じて発熱抵抗体に効率的に通電を行うことができる。
【００３０】
本発明の原子発振器は、本発明の電子デバイスを備えることを特徴とする。
このような原子発振器によれば、電子デバイスが有するパッケージ内の圧力を安定化することができ、その結果、原子発振器の信頼性を高めることができる。特に、原子発振器の構成要素のうち温度変動により周波数特性に影響を与える構成要素を当該パッケージ内に収納することで、原子発振器の周波数特性（例えば周波数温度特性）を向上させることができる。
【００３１】
本発明の原子発振器では、前記機能部品は、
アルカリ金属を収納している原子セルと、
前記アルカリ金属の原子に共鳴する光を出射する光源部と、
前記原子セルを通過した光を受光し、その受光量に応じた信号を出力する受光部と、を有することが好ましい。
【００３２】
これにより、原子セルおよび光源部の温度制御を高精度に行って、原子発振器の周波数特性を高めることができる。また、原子セルと光源部とを別々のパッケージに収納する場合に比べて、原子発振器の小型化を図ることもできる。
【００３３】
本発明の電子機器は、本発明の電子デバイスを備えることを特徴とする。
このような電子機器によれば、電子デバイスが有するパッケージ内の圧力を安定化することができ、その結果、電子機器の信頼性を高めることができる。
【００３４】
本発明の移動体は、本発明の電子デバイスを備えることを特徴とする。
このような移動体によれば、電子デバイスが有するパッケージ内の圧力を安定化することができ、その結果、移動体の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る原子発振器を示す概略図である。
【図２】図１に示す原子発振器が備える電子デバイス（パッケージ部）の概略構成を示す断面図である。
【図３】図２に示す電子デバイスのパッケージ内を側方から見た図である。
【図４】図２および図３に示す電子デバイスが備えるガス吸着構造体の断面図である。
【図５】図４に示すガス吸着構造体の平面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る電子デバイスが備えるガス吸着構造体を示す断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る電子デバイスが備えるガス吸着構造体を示す断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る電子デバイスが備えるガス吸着構造体を示す断面図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る電子デバイスが備えるガス吸着構造体を示す断面図である。
【図１０】図９に示すガス吸着構造体の平面図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係る電子デバイスが備えるガス吸着構造体を示す断面図である。
【図１２】ＧＰＳ衛星を利用した測位システムに本発明の電子デバイスを用いた場合の実施形態を示す図である。
【図１３】本発明の移動体の実施形態（自動車）を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の電子デバイス、原子発振器、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３７】
１．原子発振器
まず、本発明の原子発振器、すなわち、本発明の電子デバイスを備える原子発振器について説明する。
【００３８】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る原子発振器を示す概略図である。
【００３９】
図１に示す原子発振器１は、アルカリ金属原子に対して特定の異なる波長の２つの共鳴光を同時に照射したときに当該２つの共鳴光がアルカリ金属に吸収されずに透過する現象が生じる量子干渉効果（ＣＰＴ：Coherent Population Trapping）を利用した原子発振器である。なお、この量子干渉効果による現象は、電磁誘起透明化（ＥＩＴ：Electromagnetically Induced Transparency）現象とも言う。
【００４０】
この原子発振器１は、図１に示すように、電子デバイスであるパッケージ部１０と、パッケージ部１０を制御する制御部１１と、を有する。ここで、パッケージ部１０は、原子セル２１と、光源２２と、光学部品２３１、２３２（光学系２３）と、光検出部２４と、ヒーター２５と、温度センサー２６と、コイル２７と、を有する。また、制御部１１は、光源制御部１１１と、温度制御部１１２と、磁場制御部１１３と、を有する。まず、以下、原子発振器１の概略を説明する。
【００４１】
この原子発振器１では、光源２２が光ＬＬを光軸ａに沿って光学部品２３１、２３２を介して原子セル２１に照射し、原子セル２１を透過した光ＬＬを光検出部２４が検出する。
【００４２】
原子セル２１は光透過性を有し、原子セル２１内には、アルカリ金属（金属原子）が封入されている。アルカリ金属は、互いに異なる２つの基底準位と励起準位とからなる３準位系のエネルギー準位を有する。また、原子セル２１内のアルカリ金属は、ヒーター２５により加熱され、ガス状態となっている。また、原子セル２１内のアルカリ金属は、コイル２７から所望の方向の磁場が印加され、ゼーマン分裂している。
【００４３】
光源２２から出射された光ＬＬは、周波数の異なる２種の光を含んでいる。これら２種の光は、周波数差が原子セル２１内のアルカリ金属の２つの基底準位間のエネルギー差に相当する周波数に一致する共鳴光対となったとき、ＥＩＴ現象を生じさせる。
【００４４】
光源制御部１１１は、光検出部２４の検出結果に基づいて、ＥＩＴ現象を生じさせるように、前述した光源２２から出射される光ＬＬに含まれる２種の光の周波数を制御する。また、光源制御部１１１は、光検出部２４の検出結果に応じて、発振周波数が制御される電圧制御型水晶発振器（図示せず）を備えている。そして、この電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）の出力信号は、原子発振器１のクロック信号として出力される。
【００４５】
また、温度制御部１１２は、温度センサー２６の検出結果に基づいて、光源２２が設定温度となるようにヒーター２５の駆動を制御する。これに伴って、原子セル２１内も所望温度に制御される。また、磁場制御部１１３は、コイル２７が発生する磁場が一定となるように、コイル２７への通電を制御する。
【００４６】
このような制御部１１は、例えば、図示しないが、パッケージ部１０が実装される基板上に実装されたＩＣチップに設けられている。なお、制御部１１がパッケージ部１０に設けられていてもよい。
【００４７】
以上、原子発振器１の概略を説明した。以下、電子デバイスであるパッケージ部１０について詳述する。
【００４８】
（電子デバイス）
図２は、図１に示す原子発振器が備える電子デバイス（パッケージ部）の概略構成を示す断面図である。図３は、図２に示す電子デバイスのパッケージ内を側方から見た図である。なお、以下では、説明の便宜上、図２および図３中の上側を「上」、下側を「下」という。
【００４９】
図２および図３に示すように、原子発振器１が備えるパッケージ部１０（電子デバイス）は、原子セルモジュール２０と、原子セルモジュール２０を収納しているパッケージ３と、パッケージ３内の不要ガスを吸着するガス吸着構造体６と、を備えている。ここで、原子セルモジュール２０は、原子セルユニット２（機能部品）と、原子セルユニット２をパッケージ３に対して支持する支持部材５と、を備えている。なお、パッケージ３の外側には、必要に応じて、磁気シールドが設けられていてもよい。また、図２および図３では、説明の便宜上、コイル２７の図示を省略している。以下、パッケージ部１０の各部を順次説明する。
【００５０】
〈原子セルユニット〉
原子セルユニット２は、原子セル２１と、光源２２と、光学系２３と、光検出部２４と、ヒーター２５と、温度センサー２６と、基板２８と、接続部材２９と、を含み、これらがユニット化されている。具体的には、基板２８の上面（一方の面）上に、光源２２、ヒーター２５、温度センサー２６および接続部材２９が搭載されており、原子セル２１、光学系２３および光検出部２４が接続部材２９に保持されている。
【００５１】
図２および図３に示すように、原子セル２１は、柱状の貫通孔２１４を有する胴体部２１１と、その貫通孔２１４の両側の開口を封鎖する１対の光透過部２１２、２１３と、を有する。これにより、ガス状のルビジウム、セシウム、ナトリウム等のアルカリ金属が封入される内部空間Ｓが形成されている。なお、内部空間Ｓには、必要に応じて、アルゴン、ネオン等の希ガス、窒素等の不活性ガスが緩衝ガスとしてアルカリ金属ガスとともに封入されていてもよい。なお、貫通孔２１４の横断面（光軸ａに対して垂直な方向での断面）、すなわち、内部空間Ｓの横断面形状は、特に限定されず、例えば、円形、楕円形、四角形等の多角形等が挙げられる。
【００５２】
原子セル２１の各光透過部２１２、２１３は、光源２２からの光ＬＬに対する透過性を有している。一方の光透過部２１２は、原子セル２１内へ入射する光ＬＬが透過する「入射側光透過部」であり、他方の光透過部２１３は、原子セル２１内から出射した光ＬＬが透過する「出射側光透過部」である。
【００５３】
光透過部２１２、２１３を構成する材料としては、それぞれ、前述したような光ＬＬに対する透過性を有していれば、特に限定されないが、例えば、ガラス材料、水晶等が挙げられる。また、胴体部２１１を構成する材料は、特に限定されず、シリコン材料、セラミックス材料、金属材料、樹脂材料等であってもよく、光透過部２１２、２１３と同様にガラス材料、水晶等であってもよい。
【００５４】
そして、各光透過部２１２、２１３は、胴体部２１１に対して気密的に接合されている。これにより、原子セル２１の内部空間Ｓを気密空間とすることができる。原子セル２１の胴体部２１１と光透過部２１２、２１３との接合方法としては、これらの構成材料に応じて決められるものであり、特に限定されないが、例えば、接着剤による接合方法、直接接合法、陽極接合法等を用いることができる。
【００５５】
以上説明したような原子セル２１の周囲には、図２および図３において図示しないが、図１に示すコイル２７が設けられている。より具体的には、コイル２７は、例えば、ソレノイド型を構成するように原子セル２１の外周に沿って巻回して設けられたコイルで構成されているか、または、ヘルムホルツ型を構成するように原子セル２１を介して対向して設けられた１対のコイルで構成されている。このコイル２７は、原子セル２１内のアルカリ金属に磁場を印加する機能を有する。これにより、ゼーマン分裂により、原子セル２１内のアルカリ金属原子の縮退している異なる複数のエネルギー準位間のギャップを拡げて、分解能を向上させることができる。その結果、原子発振器１の発振周波数の精度を高めることができる。
【００５６】
なお、コイル２７が発生する磁場は、直流磁場または交流磁場のいずれかの磁場であってもよいし、直流磁場と交流磁場とを重畳させた磁場であってもよい。また、コイル２７は、パッケージ３内に設けられていてもよいし、パッケージの外部に設けられていてもよい。
【００５７】
光源２２は、原子セル２１中のアルカリ金属原子を励起する光ＬＬを出射する機能を有する。この光源２２としては、前述したような共鳴光対を含む光ＬＬを出射し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、垂直共振器面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）等の半導体レーザー等の発光素子を用いることが好ましい。
【００５８】
光学系２３は、前述した光源２２と原子セル２１との間における光ＬＬの光路上に設けられている光学部品２３１、２３２を有する。本実施形態では、光源２２側から原子セル２１側へ、光学部品２３１、光学部品２３２がこの順に配置されている。
【００５９】
光学部品２３１は、減光フィルター（ＮＤフィルター）である。これにより、原子セル２１に入射する光ＬＬの強度を調整（減少）させることができる。そのため、光源２２の出力が大きい場合でも、原子セル２１に入射する光ＬＬを所望の光量とすることができる。
【００６０】
光学部品２３２は、１／４波長板である。これにより、光源２２からの光ＬＬを直線偏光から円偏光（右円偏光または左円偏光）に変換することができる。円偏光をした光ＬＬを用いることにより、所望のＥＩＴ現象を発現する原子数を増大させ、所望のＥＩＴ信号の強度を大きくすることができる。その結果、原子発振器１の発振特性を向上させることができる。
【００６１】
また、本実施形態では、光源２２と原子セル２１との間には、波長板および減光フィルターの他に、レンズ、偏光板等の他の光学部品が配置されていてもよい。また、光源２２からの励起光の強度によっては、光学部品２３１を省略することができる。また、光学部品２３１、２３２の並び順は、前述した順に限定されず、任意である。
【００６２】
光検出部２４は、原子セル２１内を透過した光ＬＬの強度を検出する機能を有する。この光検出部２４としては、上述したような光ＬＬを検出し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、フォトダイオード等の光検出器（受光素子）を用いることができる。
【００６３】
ヒーター２５は、通電により発熱する発熱抵抗体（加熱部）を有する。このヒーター２５は、基板２８上に設けられている。そして、ヒーター２５からの熱は、基板２８および接続部材２９を介して、原子セル２１に伝達される。これにより、原子セル２１（より具体的には原子セル２１中のアルカリ金属）が加熱され、原子セル２１中のアルカリ金属を所望の濃度のガス状に維持することができる。また、ヒーター２５からの熱は、基板２８を介して光源２２にも伝達される。これにより、光源２２の温度制御を高精度に行うことができる。
【００６４】
また、ヒーター２５は、原子セル２１に対して離間している。これにより、ヒーター２５への通電により生じた不要磁場が原子セル２１内の金属原子に悪影響を与えるのを抑制することができる。
【００６５】
なお、ヒーター２５の設置位置は、原子セル２１および光源２２を加熱することができれば、前述した位置に限定されず、任意である。また、ヒーター２５は、設置位置の異なる複数の発熱抵抗体で構成されていてもよい。
【００６６】
温度センサー２６は、光源２２、ヒーター２５または原子セル２１の温度を検出するものである。この温度センサー２６としては、特に限定されず、サーミスタ等の公知の各種温度センサーを用いることができる。そして、この温度センサー２６の検出結果に基づいて、前述したヒーター２５の発熱量が制御される。これにより、原子セル２１内のアルカリ金属原子を所望の温度に維持することができる。
【００６７】
この温度センサー２６は、基板２８上に設けられている。したがって、温度センサー２６は、基板２８を介して光源２２またはヒーター２５の温度を検出することとなる。あるいは、温度センサー２６は、基板２８および接続部材２９を介して原子セル２１の温度を検出することとなる。なお、温度センサー２６の設置位置は、これに限定されず、例えば、接続部材２９上であってもよいし、ヒーター２５上であってもよいし、原子セル２１の外表面上であってもよい。
【００６８】
図２に示すように、接続部材２９は、原子セル２１を挟んで設けられた１対の接続部材２９１、２９２で構成されている。接続部材２９１、２９２は、それぞれ、光ＬＬの通過領域を避けるように形成されている。また、接続部材２９１、２９２は、光透過部２１２、２１３のそれぞれに対して、接触しているか、または、熱伝導性に優れた接着剤を介して接合されている。なお、接続部材２９１、２９２の形状は、少なくとも原子セル２１、光源２２および光検出部２４の相対的な位置関係を固定し得るものであれば、図示のものに限定されない。また、接続部材２９１、２９２が一体化してもよいし、接続部材２９１、２９２がそれぞれ複数の部材で構成されていてもよい。
【００６９】
このように、接続部材２９は、それぞれ、ヒーター２５と各光透過部２１２、２１３とを熱的に接続している。これにより、ヒーター２５からの熱を接続部材２９１、２９２による熱伝導により各光透過部２１２、２１３に伝達し、各光透過部２１２、２１３を加熱することができる。また、ヒーター２５と原子セル２１とを離間することができる。そのため、ヒーター２５への通電により生じた不要磁場が原子セル２１内のアルカリ金属原子に悪影響を与えるのを抑制することができる。また、ヒーター２５の数を少なくすることができるため、例えば、ヒーター２５への通電のための配線の数を少なくし、その結果、原子発振器１の小型化を図ることができる。なお、ここで、「熱的に接続」とは、２つの部材がこれらの間において５％以下の損失で固体熱伝導可能な状態を言い、当該２つの部材が接触している場合だけでなく、当該２つの間に他の部材が介在している場合も含む。
【００７０】
このような接続部材２９の構成材料としては、熱伝導性に優れた材料、例えば、金属材料を用いることが好ましい。また、コイル２７からの磁場を阻害しないよう、接続部材２９の構成材料としては、非磁性の材料を用いることが好ましい。
【００７１】
図２および図３に示すように、基板２８は、前述した光源２２、ヒーター２５、温度センサー２６および接続部材２９等を支持する機能を有する。また、基板２８は、ヒーター２５と接続部材２９とを熱的に接続しており、ヒーター２５からの熱を接続部材２９へ伝達する機能を有する。これにより、ヒーター２５が接続部材２９に対して離間していても、ヒーター２５からの熱を接続部材２９へ伝達することができる。また、光源２２が基板２８に搭載されていることにより、基板２８を介してヒーター２５からの熱を光源２２に伝達することができ、光源２２の温度制御を高精度に行うことができる。
【００７２】
また、基板２８は、光源２２、ヒーター２５、温度センサー２６に電気的に接続される配線（図示せず）を有している。この配線は、基体３１の上面に設けられた複数の内部端子（図示せず）に電気的に接続されている。
【００７３】
このような基板２８の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、セラミックス材料、金属材料等が挙げられ、これらのうちの１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、基板２８を金属材料で構成した場合、基板２８の表面には、基板２８が有する配線の短絡防止等の目的で、必要に応じて、例えば、樹脂材料、金属酸化物、金属窒化物等で構成された絶縁層が設けられていてもよい。
【００７４】
また、後述するパッケージ３と同様、コイル２７からの磁場を阻害しないよう、基板２８の構成材料としては、非磁性の材料を用いることが好ましい。
【００７５】
なお、基板２８は、接続部材２９の形状、ヒーター２５の設置位置等によっては、省略することができる。この場合、ヒーター２５を接続部材２９に接触させる位置に設置すればよい。
【００７６】
〈パッケージ〉
図２および図３に示すように、パッケージ３は、原子セルモジュール２０（すなわち原子セルユニット２および支持部材５を含む構造体）を収納する機能を有する。なお、パッケージ３内には、前述した部品以外の部品が収納されていてもよい。
【００７７】
このパッケージ３は、板状の基体３１（ベース部）と、有底筒状の蓋体３２（蓋部）と、を備え、蓋体３２の開口が基体３１により封鎖されている。これにより、原子セルモジュール２０を収納する内部空間Ｓ１が形成されている。ここで、蓋体３２は、原子セルモジュール２０に対して離間している。これにより、原子セルユニット２とパッケージ３との間の熱干渉を低減することができる。
【００７８】
基体３１は、支持部材５を介して原子セルユニット２を支持している。また、基体３１は、リジット配線基板を構成しており、基体３１の下面には、複数の端子３４が設けられている。この複数の端子３４は、図示しない配線を介して、基体３１の上面に設けられた複数の内部端子（図示せず）に電気的に接続されている。そして、その複数の内部端子には、図示しない配線（例えば、フレキシブル配線基板やボンディングワイヤー等）を介して、前述した光源２２および基板２８等がそれぞれ電気的に接続されている。また、後に詳述するが、基体３１には、ガス吸着構造体６が有する１対の導体部６１が貫通している。
【００７９】
また、基体３１には、その厚さ方向に貫通（内部空間Ｓ１の内外を貫通）する孔３１１（封止孔）が形成されている。この孔３１１は、例えばＡｕＧｅ等の金属で構成された封止材３５により気密的に塞がれている。このように、パッケージ３が有する基体３１（ベース部）は、内部空間Ｓ１の内外を貫通している孔３１１を有し、孔３１１が封止材３５により塞がれている。これにより、パッケージ３内の真空度を容易に高くすることができる。そのため、後述するガス吸着構造体６のゲッター材６３の活性化前のパッケージ３内の不要ガスを低減することができる。その結果、ゲッター材６３の体積を小さくすることができる。そして、それに伴って、原子発振器１の小型化を図ることができる。なお、このような封止孔は、蓋体３２に設けてもよい。
【００８０】
この基体３１の構成材料としては、特に限定されないが、セラミック材料を用いることが好ましい。これにより、リジット配線基板を構成する基体３１を実現しながら、内部空間Ｓ１の気密性を優れたものとすることができる。
【００８１】
このような基体３１には、蓋体３２が接合されている。基体３１と蓋体３２との接合方法としては、特に限定されないが、例えば、ろう接、シーム溶接、エネルギー線溶接（レーザー溶接、電子線溶接等）等を用いることができる。本実施形態では、蓋体３２は、シームリング、低融点ガラス、接着剤等の接合部材３３を介して基体３１に接合されている。
【００８２】
また、基体３１と蓋体３２とは気密的に接合されている。すなわち、内部空間Ｓ１は、気密空間であり、大気圧よりも減圧されている。特に、本実施形態では、内部空間Ｓ１は、真空（１Ｐａ以下）である。これにより、内部空間Ｓ１における対流によって、原子セルユニット２、特に光源２２の温度が変化することを低減することができる。また、ヒーター２５の消費電力を小さくすることができる。
【００８３】
このような蓋体３２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、コバール等の金属材料等を用いることができる。
【００８４】
〈支持部材〉
支持部材５は、パッケージ３内に収納されており、パッケージ３の基体３１に対して原子セルユニット２を支持する機能を有する。また、支持部材５は、原子セルユニット２とパッケージ３との間の熱の伝達を抑制する機能を有する。これにより、原子セルユニット２の各部、特に原子セル２１や光源２２と、パッケージ３との熱伝達を低減し、原子セル２１や光源２２とパッケージ３の外部との間の熱干渉を抑制することができる。そのため、原子セル２１や光源２２等の温度制御を高精度に行うことができる。
【００８５】
この支持部材５は、図２に示すように、基体３１の上面側に立設された複数の脚部５１と、複数の脚部５１の上端部同士を連結している板状の連結部５２と、を有し、連結部５２の上面が基板２８に接続されている。図示の連結部５２の上面には、貫通孔５３が形成されている。これにより、連結部５２と基板２８との接触面積を低減するとともに支持部材５の熱抵抗を高めている。
【００８６】
このように構成された支持部材５では、支持部材５を介した原子セルユニット２から基体３１への熱の伝達経路を長くすることができる。そのため、原子セルユニット２、特に原子セル２１や光源２２とパッケージ３との間の熱の伝達をより低減することができる。
【００８７】
また、支持部材５の構成材料としては、熱伝導性が比較的低く、かつ、支持部材５が原子セルユニット２を支持する剛性を確保し得る材料であれば、特に限定されないが、例えば、樹脂材料、セラミックス材料等の非金属を用いることが好ましく、樹脂材料を用いることがより好ましい。支持部材５を主として樹脂材料で構成した場合、支持部材５の熱抵抗を高くすることができ、また、支持部材５の形状が複雑であっても、例えば射出成型等の公知の方法を用いて、支持部材５を容易に製造することができる。特に、支持部材５を主として樹脂材料で構成した場合、熱抵抗が大きい発泡体で構成された支持部材５を容易に形成することができる。また、支持部材５の構成材料としては、コイル２７からの磁場を阻害しないよう、非磁性の材料を用いることが好ましい。
【００８８】
〈ガス吸着構造体〉
図４は、図２および図３に示す電子デバイスが備えるガス吸着構造体の断面図である。図５は、図４に示すガス吸着構造体の平面図である。
【００８９】
図４に示すように、ガス吸着構造体６は、１対の導体部６１と、１対の導体部６１に架橋されている発熱抵抗体６２と、発熱抵抗体６２上に設けられているゲッター材６３と、を有する。
【００９０】
１対の導体部６１は、それぞれ、導電性を有し、前述したパッケージ３の基体３１をその厚さ方向に貫通している。これにより、パッケージ３の外部から導体部６１を通じてパッケージ３の内部へ通電を行うことができる。
【００９１】
各導体部６１は、基体３１を貫通している導体ポスト６１１と、導体ポスト６１１の内部空間Ｓ１側の端部に接続されている内部端子６１２と、導体ポスト６１１の内部空間Ｓ１とは反対側の端部に接続されている外部端子６１３と、を有し、これらが一体で構成されている。ここで、導体ポスト６１１は、導体部６１の、基体３１に埋め込まれている部分である。内部端子６１２は、導体部６１の、内部空間Ｓ１に露出している部分である。外部端子６１３は、導体部６１の、パッケージ３の外部に露出している部分である。
【００９２】
本実施形態では、内部端子６１２は、基体３１から内部空間Ｓ１内に突出している。これにより、発熱抵抗体６２およびゲッター材６３を基体３１に対して離間させることができる。また、導体部６１の熱抵抗を高め、発熱抵抗体６２の熱が導体部６１を介して逃げるのを低減することもできる。この内部端子６１２の突出高さＨ１は、特に限定されないが、例えば、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、１対の導体部６１の太さを極端に太くしなくても、１対の導体部６１が発熱抵抗体６２を支持するのに必要な剛性を確保しつつ、発熱抵抗体６２およびゲッター材６３を基体３１に対して離間させることができる。
【００９３】
外部端子６１３は、基体３１の底面に沿ってシート状をなしている。これにより、パッケージ３の外部から導体部６１への電気的接続が容易となる。
【００９４】
このような各導体部６１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、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）等の透明電極材料、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、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）等の金属材料を用いることができるが、金属材料（特に銅）を用いることが好ましい。すなわち、導体部６１は、銅を含んで構成されていることが好ましい。これにより、導体部６１の電気抵抗を小さくし、導体部６１を通じて発熱抵抗体６２に効率的に通電を行うことができる。また、各導体部６１の形成方法としては、特に限定されず、公知の導体ポストおよび端子の形成方法と同様の方法を用いることができる。
【００９５】
発熱抵抗体６２は、通電により発熱（ジュール発熱）する機能を有する。これにより、発熱抵抗体６２の発熱によりゲッター材６３を加熱することができる。発熱抵抗体６２は、長尺状をなし、その両端部が１対の導体部６１の内部空間Ｓ１側の端部（すなわち内部端子６１２）に接続されている。これにより、発熱抵抗体６２は、１対の導体部６１に支持されている。そして、発熱抵抗体６２は、パッケージ３に対して離間している。これにより、発熱抵抗体６２からの熱がパッケージ３に直接的に逃げることを大幅に低減することができる。
【００９６】
本実施形態では、発熱抵抗体６２は、帯状の第１部分６２１と、第１部分６２１の両端部に接続されている１対の第２部分６２２と、を有し、第１部分６２１が第２部分６２２を介して導体部６１に接続（接合）されている。本実施形態では、第１部分６２１は、その長手方向での全域にわたって幅Ｗ１が一定となっている。なお、第１部分６２１と第２部分６２２との接続（接合）、および、第２部分６２２と導体部６１との接続（接合）は、それぞれ、特に限定されないが、例えば、ろう接により行うことが可能である。
【００９７】
第１部分６２１および第２部分６２２は、それぞれ、導体部６１よりも単位長さ当たりの電気抵抗が大きい。また、第１部分６２１および第２部分６２２は、単位長さ当たりの電気抵抗が互いに異なる。また、第１部分６２１および第２部分６２２は、互いの電気抵抗が異なるように、長さおよび横断面積が設定されている。
【００９８】
ここで、第２部分６２２の単位長さ当たりの電気抵抗が第１部分６２１の単位長さ当たりの電気抵抗よりも大きい場合、１対の導体部６１を通じて発熱抵抗体６２に通電したとき、放熱を考慮しなければ、第２部分６２２の温度が第１部分６２１の温度よりも高くなる。また、第２部分６２２の単位長さ当たりの熱抵抗が第１部分６２１の単位長さ当たりの熱抵抗よりも高いため、第１部分６２１の熱が第２部分６２２を通じて導体部６１へ逃げるのを低減することができる。そのため、この場合、第１部分６２１の温度低下（特に端部の温度低下）を低減することができ、これにより、第１部分６２１上にゲッター材６３を配置して効率的に加熱することができる。
【００９９】
一方、第２部分６２２の単位長さ当たりの電気抵抗が第１部分６２１の単位長さ当たりの電気抵抗よりも小さい場合、１対の導体部６１を通じて発熱抵抗体６２に通電したとき、放熱を考慮しなければ、第１部分６２１の温度が第２部分６２２の温度よりも高くなる。また、第１部分６２１だけでなく第２部分６２２も発熱するとともに第２部分６２２の単位長さ当たりの電気抵抗が導体部６１よりも高いため、第１部分６２１が導体部６１に直接接続されている場合に比べて、第１部分６２１の熱が第２部分６２２を通じて導体部６１へ逃げることを低減することができる。そのため、この場合であっても、第１部分６２１上にゲッター材６３を配置して効率的に加熱することができる。
【０１００】
また、第２部分６２２の厚さＴ１２（高さ）は、第１部分６２１の厚さＴ１１よりも厚い。これにより、導体部６１の内部端子６１２の突出高さＨ１が小さくても、発熱抵抗体６２およびゲッター材６３を基体３１に対して離間させることができる。また、第２部分６２２の厚さＴ１２を厚くすることで、第２部分６２２の電気抵抗（言い換えると熱抵抗）を高めて、第１部分６２１の熱が導体部６１へ逃げるのを低減することができる。
【０１０１】
このような発熱抵抗体６２の構成材料（第１部分６２１および第２部分６２２のそれぞれの構成材料）としては、特に限定されないが、例えば、インジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）、カーボン系材料、チタン酸バリウム系セラミック（ＢａＴｉＯ３）、Ｆｅ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ−Ｍｎ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金等が挙げられる。中でも、発熱抵抗体６２の構成材料としては、電気抵抗率が高く、かつ、成形が容易であるという観点から、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）および鉄（Ｆｅ）の少なくとも２つを含む合金を用いることが好ましい。本実施形態では、第１部分６２１および第２部分６２２の単位長さ当たりの電気抵抗を互いに異ならせることが容易であるという観点から、第１部分６２１および第２部分６２２の構成材料が互いに異なっている。
【０１０２】
なお、第１部分６２１および第２部分６２２の構成材料が同一であっても、これらの横断面積を適宜設計することで、第１部分６２１および第２部分６２２の単位長さ当たりの電気抵抗を互いに異ならせることが可能である。また、第１部分６２１および第２部分６２２の構成材料が同一であっても、これらの横断面積および長さを適宜設計することで、第１部分６２１および第２部分６２２の電気抵抗を互いに異ならせることが可能である。
【０１０３】
このような発熱抵抗体６２の第１部分６２１の一方の面（上面）には、ゲッター材６３が層状に設けられている。このゲッター材６３は、内部空間Ｓ１の不要ガス（例えば窒素ガス、酸素ガス等）を吸着または吸収する機能（吸着機能）を有する。当該機能は、ゲッター材６３が加熱されることで活性化または再生させることが可能である。この活性化または再生は、例えば、パッケージ部１０の製造時に、前述したパッケージ３が気密封止された後に行われる。なお、図示では、ゲッター材６３が発熱抵抗体６２に接触しているが、ゲッター材６３と発熱抵抗体６２との間に例えば絶縁層等の他の層が介在していてもよい。
【０１０４】
ゲッター材６３は、第１部分６２１の長手方向での中央部上に配置されている。これにより、発熱抵抗体６２の外乱（パッケージ３の外部の温度変化）の影響の少ない部分に限定的にゲッター材６３を設け、ゲッター材６３を効率的に加熱することができる。本実施形態では、ゲッター材６３の幅Ｗ２は、第１部分６２１の幅Ｗ１と同一である。ゲッター材６３の長さＬ２は、発熱抵抗体６２の長手方向での長さＬ１よりも短い。特に、ゲッター材６３の長さＬ２は、１対の導体部６１間の距離Ｌ３よりも短い。これにより、発熱抵抗体６２の外乱（パッケージ３の外部の温度変化）の影響の少ない部分に限定的にゲッター材６３を設けることができる。また、ゲッター材６３の厚さＴ２は、特に限定されないが、できるだけ発熱抵抗体６２からの熱をゲッター材６３全体に均一に伝達する観点から、第１部分６２１の厚さＴ１１に対して、０．５倍以上３倍以下であるのが好ましく、１倍以上２倍以下であるのが好ましい。
【０１０５】
このゲッター材６３としては、前述したような機能を有するものであれば特に限定されないが、例えば、チタン、バリウム、タンタル、ジルコニウム、アルミニウム、バナジウム、インジウム、カルシウムのうちの少なくとも１つを含む合金、または、Ａｌ−Ｚｒ−Ｖ−Ｆｅ系合金が挙げられる。
【０１０６】
以上のように、原子発振器１が備える「電子デバイス」であるパッケージ部１０は、「機能部品」である原子セルユニット２と、原子セルユニット２を収納しているパッケージ３と、１対の導体部６１と、発熱抵抗体６２と、ゲッター材６３と、を備える。ここで、１対の導体部６１は、それぞれ、パッケージ３の内部に配置されている内部端子６１２と、パッケージ３の外部に配置され、内部端子６１２に電気的に接続されている外部端子６１３と、を有する。発熱抵抗体６２は、パッケージ３の内部に配置され、１対の内部端子６１２に電気的に接続されている。ゲッター材６３は、発熱抵抗体６２に支持されている。
【０１０７】
特に、発熱抵抗体６２は、単位長さ当たりの電気抵抗が互いに異なる複数の部分である第１部分６２１および１対の第２部分６２２を有する。このように、発熱抵抗体６２が有する第１部分６２１および第２部分６２２の単位長さ当たりの電気抵抗を互いに異ならせることにより、発熱抵抗体６２の発熱分布を調整することができる。そのため、発熱抵抗体６２から１対の導体部６１への熱の逃げを考慮して、発熱抵抗体６２の温度分布を最適化することができる。これにより、発熱抵抗体６２からの熱をゲッター材６３に無駄なく伝えて、ゲッター材６３を効率的に加熱することができる。したがって、ゲッター材６３を加熱により活性化する際に、過大な電流を１対の導体部６１に流す必要がなく、当該過大な電流によるパッケージ３の損傷を低減することができる。
【０１０８】
ここで、発熱抵抗体６２の単位長さ当たりの電気抵抗が互いに異なる複数の部分は、前述したように第１部分６２１および１対の第２部分６２２を有する。そして、第１部分６２１は、ゲッター材６３を支持している。１対の第２部分６２２は、第１部分６２１と、第１部分６２１と１対の内部端子６１２との間に設けられ、単位長さ当たりの電気抵抗が第１部分６２１とは異なる。これにより、第１部分６２１を均一な温度分布とし、ゲッター材６３全体を無駄なく加熱することができる。
【０１０９】
特に、第２部分６２２の単位長さ当たりの電気抵抗が第１部分６２１の単位長さ当たりの電気抵抗よりも大きいことが好ましい。これにより、第１部分６２１からの熱が第２部分６２２を通じて導体部６１へ逃げるのを低減することができる。そのため、第１部分６２１が外乱の影響を受けにくく、環境温度によらず、ゲッター材６３を安定して加熱することができる。
【０１１０】
また、本実施形態では、第１部分６２１および第２部分６２２の構成材料の電気抵抗率が互いに異なる。これにより、第１部分６２１および第２部分６２２の形状の自由度を高めつつ、第１部分６２１および第２部分６２２の単位長さ当たりの電気抵抗を異ならせることができる。
【０１１１】
また、パッケージ３は、原子セルユニット２（機能部品）を支持している「ベース部」である基体３１と、原子セルユニット２を収納している内部空間Ｓ１を基体３１とともに構成している「蓋部」である蓋体３２と、を有する。そして、各導体部６１は、基体３１を貫通している導体ポスト６１１を有し、導体ポスト６１１の一端部に内部端子６１２が接続され、導体ポスト６１１の他端部に外部端子６１３が接続されている。これにより、導体部６１の電気抵抗を小さくし、導体部６１を通じて発熱抵抗体６２に効率的に通電を行うことができる。すなわち、導体部６１のジュール熱を低減し、発熱抵抗体６２の発熱に寄与しない電力を少なくするとともに、導体部６１の発熱によるパッケージ３の損傷を低減することができる。
【０１１２】
以上のように、原子発振器１は、「電子デバイス」であるパッケージ部１０を備える。これにより、パッケージ部１０が有するパッケージ３内の圧力を安定化することができ、その結果、原子発振器１の信頼性を高めることができる。特に、原子発振器１の構成要素のうち温度変動により周波数特性に影響を与える構成要素（特に光源２２および原子セル２１）を当該パッケージ３内に収納することで、原子発振器１の周波数特性（例えば周波数温度特性）を向上させることができる。これに対し、例えば、光源２２の温度が変動すると、光源２２からの光の波長が変動し、それに伴って、原子発振器１の発振周波数も変動（特に短期周波数安定度が低下）してしまう。また、原子セル２１の温度が変動すると、原子セル２１内のアルカリ金属の原子密度が変動し、それに伴って、原子発振器１の発振周波数も変動（特に短期周波数安定度が低下）してしまう。
【０１１３】
特に、本実施形態では、パッケージ３に収納されている原子セルユニット２（機能部品）は、アルカリ金属を収納している原子セル２１と、アルカリ金属の原子に共鳴する光を出射する「光源部」である光源２２と、原子セル２１を通過した光を受光し、その受光量に応じた信号を出力する「受光部」である光検出部２４と、を有する。これにより、原子セル２１および光源２２の温度制御を高精度に行って、原子発振器１の周波数特性を高めることができる。また、原子セル２１と光源２２とを別々のパッケージに収納する場合に比べて、原子発振器１の小型化を図ることもできる。なお、原子セル２１および光源２２のうちの少なくとも一方を「機能部品」と捉えることもできる。
【０１１４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【０１１５】
図６は、本発明の第２実施形態に係る電子デバイスが備えるガス吸着構造体を示す断面図である。
【０１１６】
本実施形態は、ガス吸着構造体が有する発熱抵抗体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、以下の説明では、第２実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図６において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１１７】
本実施形態のガス吸着構造体６Ａは、１対の導体部６１と、１対の導体部６１に架橋されている発熱抵抗体６２Ａと、発熱抵抗体６２Ａ上に設けられているゲッター材６３と、を有する。
【０１１８】
発熱抵抗体６２Ａは、帯状をなし、その両端側の部分がＬ字状に屈曲している。これにより、発熱抵抗体６２Ａは、１対の導体部６１が並ぶ方向に沿って延びている第１部分６２１Ａと、第１部分６２１Ａの両端部から第１部分６２１Ａの延在方向に対して交差（直交）する方向に延びている１対の部分６２３と、を有し、第１部分６２１Ａと１対の部分６２３との間に屈曲部である第２部分６２４が形成されている。このような発熱抵抗体６２Ａは、帯状の発熱抵抗体を折り曲げ加工することで形成される。このような折り曲げ加工の際、発熱抵抗体の折り曲げられた部分が延びて薄くなることで、第２部分６２４が形成される。したがって、第２部分６２４の厚さＴ１３は、第１部分６２１Ａの厚さＴ１１よりも薄い。また、本実施形態では、発熱抵抗体６２Ａが単一材料（混合材料を含む）で構成されている。すなわち、第１部分６２１Ａ、部分６２３および第２部分６２４の構成材料が互いに同じである。なお、これらのうちの少なくとも２つの構成材料を互いに異ならせてもよい。
【０１１９】
なお、図示では、第２部分６２４の屈曲角度（第１部分６２１Ａと部分６２３とのなす角度）が９０°となっているが、第２部分６２４の厚さを第１部分６２１Ａの厚さよりも薄くすることができれば、これに限定されず、第２部分６２４の屈曲角度よりも小さくても大きくてもよい。
本実施形態では、第１部分６２１Ａ上にゲッター材６３が配置されている。
【０１２０】
このように、ガス吸着構造体６Ａでは、第１部分６２１Ａおよび第２部分６２４の横断面積が互いに異なる。これにより、発熱抵抗体６２Ａの構成材料が単一であっても、第１部分６２１Ａおよび第２部分６２４の単位長さ当たりの電気抵抗を異ならせることができる。
【０１２１】
特に、第１部分６２１Ａおよび第２部分６２４の厚さが互いに異なる。これにより、発熱抵抗体６２Ａの構成材料が単一であっても、第１部分６２１Ａおよび第２部分６２４の単位長さ当たりの電気抵抗を異ならせるとともに、第１部分６２１Ａおよび第２部分６２４の幅を互いに等しくすることができる。ここで、第１部分６２１Ａおよび第２部６２４分の幅を互いに等しくすることで、第１部分６２１Ａと第２部分６２４との境界部における幅方向での温度分布を均一化することができる。
【０１２２】
また、第２部分６２４が屈曲している。これにより、例えば、既存の発熱抵抗体を折り曲げるという簡単な方法で、第１部分６２１Ａおよび第２部分６２４を有する発熱抵抗体６２Ａを製造することができる。すなわち、既存の発熱抵抗体を折り曲げるという簡単な方法で、その発熱抵抗体よりも発熱効率の高い発熱抵抗体６２Ａを実現することができる。
【０１２３】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
【０１２４】
図７は、本発明の第３実施形態に係る電子デバイスが備えるガス吸着構造体を示す断面図である。
【０１２５】
本実施形態は、ガス吸着構造体が有する発熱抵抗体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、以下の説明では、第３実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図７において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１２６】
本実施形態のガス吸着構造体６Ｂは、１対の導体部６１と、１対の導体部６１に架橋されている発熱抵抗体６２Ｂと、発熱抵抗体６２Ｂ上に設けられているゲッター材６３と、を有する。
【０１２７】
発熱抵抗体６２Ｂは、帯状をなし、その両端側の部分がＬ字状に屈曲しているとともに、当該両端側の部分よりも中央部側の２つの部分が当該両端側の部分とは逆側にＬ字状に屈曲している。これにより、発熱抵抗体６２Ｂは、１対の導体部６１が並ぶ方向に沿って延びている第１部分６２１Ｂと、第１部分６２１Ｂの両端部から第１部分６２１Ｂの延在方向に対して交差（直交）する方向に沿って基体３１側に延びている１対の部分６２５と、を有し、第１部分６２１Ｂと１対の部分６２５との間に屈曲部である第２部分６２６が形成されている。また、発熱抵抗体６２Ｂは、１対の部分６２５から１対の導体部６１が並ぶ方向に沿って互いに反対側に延びている１対の第１部分６２７を有し、部分６２５と第１部分６２７との間に屈曲部である第２部分６２８が形成されている。ここで、１対の第１部分６２７は、１対の部分６２３に接続されており、第１部分６２７と部分６２３との間には、屈曲部である第２部分６２４が形成されている。
本実施形態では、第１部分６２１Ｂ上にゲッター材６３が配置されている。
【０１２８】
このように、発熱抵抗体６２Ｂは、屈曲している１対の第２部分６２４、１対の第２部分６２６および１対の第２部分６２８を有する。これにより、前述した第２実施形態の発熱抵抗体６２Ａよりも発熱効率の高い発熱抵抗体６２Ｂを実現することができる。また、ゲッター材６３の近傍に１対の第２部分６２６および１対の第２部分６２８を設けることができ、それにより、ゲッター材６３をより効率的に加熱することができる。
【０１２９】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
【０１３０】
図８は、本発明の第４実施形態に係る電子デバイスが備えるガス吸着構造体を示す断面図である。
【０１３１】
本実施形態は、ガス吸着構造体が有する発熱抵抗体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、以下の説明では、第４実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図８において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１３２】
本実施形態のガス吸着構造体６Ｃは、１対の導体部６１と、１対の導体部６１に架橋されている発熱抵抗体６２Ｃと、発熱抵抗体６２Ｃ上に設けられているゲッター材６３と、を有する。
【０１３３】
発熱抵抗体６２Ｃは、帯状をなし、その両端側の部分がＬ字状に屈曲しているとともに、当該両端側の部分よりも中央部側の２つの部分が当該両端側の部分と同じ側にＬ字状に屈曲している。これにより、発熱抵抗体６２Ｃは、１対の導体部６１が並ぶ方向に沿って延びている第１部分６２１Ｃと、第１部分６２１Ｃの両端部から第１部分６２１Ｃの延在方向に対して交差（直交）する方向に沿って基体３１とは反対側に延びている１対の部分６２５Ｃと、を有し、第１部分６２１Ｃと１対の部分６２５Ｃとの間に屈曲部である第２部分６２６Ｃが形成されている。また、発熱抵抗体６２Ｃは、１対の部分６２５Ｃから１対の導体部６１が並ぶ方向に沿って互いに反対側に延びている１対の第１部分６２７Ｃを有し、部分６２５Ｃと第１部分６２７Ｃとの間に屈曲部である第２部分６２８Ｃが形成されている。ここで、１対の第１部分６２７Ｃは、１対の部分６２３に接続されており、第１部分６２７Ｃと部分６２３との間には、屈曲部である第２部分６２４が形成されている。
本実施形態では、第１部分６２１Ｃ上にゲッター材６３が配置されている。
【０１３４】
このような発熱抵抗体６２Ｃは、前述した第３実施形態の発熱抵抗体６２Ｂと同様に、前述した第２実施形態の発熱抵抗体６２Ａよりも発熱効率の高い発熱抵抗体６２Ｂを実現することができることに加え、前述した第３実施形態の発熱抵抗体６２Ｂに比べて、ガス吸着構造体６Ｃの低背化を図ることができる。
【０１３５】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
【０１３６】
図９は、本発明の第５実施形態に係る電子デバイスが備えるガス吸着構造体を示す断面図である。図１０は、図９に示すガス吸着構造体の平面図である。
【０１３７】
本実施形態は、ガス吸着構造体が有する発熱抵抗体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、以下の説明では、第５実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図９および図１０において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１３８】
本実施形態のガス吸着構造体６Ｄは、１対の導体部６１と、１対の導体部６１に架橋されている発熱抵抗体６２Ｄと、発熱抵抗体６２Ｄ上に設けられているゲッター材６３と、を有する。
【０１３９】
発熱抵抗体６２Ｄは、帯状をなし、ゲッター材６３を支持している第１部分６２１Ｄと、１対の導体部６１に接続されている部分６２９と、第１部分６２１Ｄと部分６２９とを接続している第２部分６２２Ｄと、有する。ここで、第２部分６２２Ｄの幅Ｗ１２は、第１部分６２１Ｄの幅Ｗ１１よりも狭い。これにより、第２部分６２２Ｄの単位長さ当たりの電気抵抗が第１部分６２１Ｄの単位長さ当たりの電気抵抗よりも大きくなっている。
【０１４０】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態について説明する。
【０１４１】
図１１は、本発明の第６実施形態に係る電子デバイスが備えるガス吸着構造体を示す断面図である。
【０１４２】
本実施形態は、ガス吸着構造体が有する発熱抵抗体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、以下の説明では、第６実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１１において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１４３】
本実施形態のガス吸着構造体６Ｅは、１対の導体部６１と、１対の導体部６１に架橋されている発熱抵抗体６２Ｅと、発熱抵抗体６２Ｅ上に設けられているゲッター材６３Ｅと、を有する。
【０１４４】
発熱抵抗体６２Ｅは、帯状をなし、その長手方向での中央部が屈曲している。これにより、発熱抵抗体６２Ｅは、互いに異なる方向に沿って延びている１対の第１部分６２１Ｅと、１対の導体部６１に接続されている部分６２９Ｅと、を有し、１対の第１部分６２１Ｅの間に屈曲部である第２部分６３０が形成されている。この第２部分６３０の厚さは、各第１部分６２１Ｅの厚さよりも薄い。これにより、第２部分６３０の単位長さ当たりの電気抵抗が第１部分６２１Ｅの単位長さ当たりの電気抵抗よりも大きくなっている。なお、図示では、第２部分６３０の屈曲角度（１対の第１部分６２１Ｅのなす角度）が９０°よりも大きいが、第２部分６３０の厚さを各第１部分６２１Ｅの厚さよりも薄くすることができれば、これに限定されない。
【０１４５】
本実施形態では、第１部分６２１Ｅを跨るように、屈曲または湾曲したゲッター材６３Ｅが配置されている。
【０１４６】
２．電子機器
以下、本発明の電子機器の一例について説明する。
【０１４７】
図１２は、ＧＰＳ衛星を利用した測位システムに本発明の電子デバイスを用いた場合の実施形態を示す図である。
【０１４８】
図１２に示す測位システム１００は、ＧＰＳ衛星２００と、基地局装置３００と、ＧＰＳ受信装置４００とで構成されている。
【０１４９】
ＧＰＳ衛星２００は、測位情報（ＧＰＳ信号）を送信する。
基地局装置３００は、例えば電子基準点（ＧＰＳ連続観測局）に設置されたアンテナ３０１を介してＧＰＳ衛星２００からの測位情報を高精度に受信する受信装置３０２と、この受信装置３０２で受信した測位情報を、アンテナ３０３を介して送信する送信装置３０４と、を備える。
【０１５０】
ここで、受信装置３０２は、その基準周波数発振源として前述した本発明の原子発振器１を備える。また、受信装置３０２で受信された測位情報は、リアルタイムで送信装置３０４により送信される。
【０１５１】
ＧＰＳ受信装置４００は、ＧＰＳ衛星２００からの測位情報を、アンテナ４０１を介して受信する衛星受信部４０２と、基地局装置３００からの測位情報を、アンテナ４０３を介して受信する基地局受信部４０４と、を備える。
【０１５２】
以上のように、測位システム１００が有する「電子機器」である受信装置３０２は、原子発振器１が有する「電子デバイス」であるパッケージ部１０を備える。これにより、パッケージ部１０が有するパッケージ内の圧力を安定化することができ、その結果、受信装置３０２の信頼性を高めることができる。
【０１５３】
なお、本発明の電子機器は、前述したものに限定されず、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計、携帯電話機、ディジタルスチルカメラ、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）、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、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、ページャー、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、地上デジタル放送、携帯電話基地局等に適用することができる。
【０１５４】
３．移動体
以下、本発明の移動体の一例について説明する。
図１３は、本発明の移動体の実施形態（自動車）を示す斜視図である。
【０１５５】
図１３に示す移動体１５００は、車体１５０１と、４つの車輪１５０２と、を有しており、車体１５０１に設けられた図示しない動力源（エンジン）によって車輪１５０２を回転させるように構成されている。このような移動体１５００には、原子発振器１が内蔵されている。そして、原子発振器１からの発振信号に同期して、例えば、図示しない制御部が移動体１５００の各種制御を行う。
【０１５６】
以上のように、移動体１５００は、原子発振器１が有する「電子デバイス」であるパッケージ部１０を備える。これにより、パッケージ部１０が有するパッケージ内の圧力を安定化することができ、その結果、移動体１５００の信頼性を高めることができる。
【０１５７】
以上、本発明の電子デバイス、原子発振器、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、これらに限定されるものではなく、例えば、前述した実施形態の各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
【０１５８】
また、前述した実施形態におけるパッケージ内の構成は一例であり、これに限定されるものではなく、パッケージ内の各部品の構成は、適宜変更してもよい。
【０１５９】
例えば、前述した実施形態の原子発振器では、１つのパッケージ内に原子セル、光源および光検出部が収納されている場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、原子セルおよび光検出部を収納しているパッケージと、光源を収納しているパッケージとの２つのパッケージに分割してもよい。この場合、原子セルおよび光検出部をパッケージに収納した構造体と光源をパッケージに収納した構造体とのうちの少なくとも一方を本発明の電子デバイスとすることが可能である。
【０１６０】
また、前述した実施形態の原子発振器が備えるパッケージ部は、磁気センサー、量子メモリー等にも適用可能である。
【０１６１】
また、前述した実施形態では、本発明の電子デバイスを、量子干渉効果を利用した原子発振器に適用した場合を例に説明したが、気密封止したパッケージ内に機能部品を収納した電子デバイスであれば、これに限定されず、例えば、二重共鳴法を利用した原子発振器、水晶発振器等の発振器、角速度センサー等の慣性センサー等に適用することも可能である。すなわち、パッケージ内に収納される機能部品は、前述した実施形態の部品に限定されず、例えば、水晶振動片、センサー素子片等であってもよい。
【符号の説明】
【０１６２】
１…原子発振器、２…原子セルユニット、３…パッケージ、５…支持部材、６…ガス吸着構造体、６Ａ…ガス吸着構造体、６Ｂ…ガス吸着構造体、６Ｃ…ガス吸着構造体、６Ｄ…ガス吸着構造体、６Ｅ…ガス吸着構造体、１０…パッケージ部（電子デバイス）、１１…制御部、２０…原子セルモジュール（機能部品）、２１…原子セル、２２…光源（光源部）、２３…光学系、２４…光検出部（受光部）、２５…ヒーター、２６…温度センサー、２７…コイル、２８…基板、２９…接続部材、３１…基体（ベース部）、３２…蓋体（蓋部）、３３…接合部材、３４…端子、３５…封止材、５１…脚部、５２…連結部、５３…貫通孔、６１…導体部、６２…発熱抵抗体、６２Ａ…発熱抵抗体、６２Ｂ…発熱抵抗体、６２Ｃ…発熱抵抗体、６２Ｄ…発熱抵抗体、６２Ｅ…発熱抵抗体、６３…ゲッター材、１００…測位システム、１１１…光源制御部、１１２…温度制御部、１１３…磁場制御部、２００…ＧＰＳ衛星、２１１…胴体部、２１２…光透過部、２１３…光透過部、２１４…貫通孔、２３１…光学部品、２３２…光学部品、２９１…接続部材、２９２…接続部材、３００…基地局装置、３０１…アンテナ、３０２…受信装置、３０３…アンテナ、３０４…送信装置、３１１…孔、４００…ＧＰＳ受信装置、４０１…アンテナ、４０２…衛星受信部、４０３…アンテナ、４０４…基地局受信部、６１１…導体ポスト、６１２…内部端子、６１３…外部端子、６２１…第１部分、６２１Ａ…第１部分、６２１Ｂ…第１部分、６２１Ｃ…第１部分、６２１Ｄ…第１部分、６２１Ｅ…第１部分、６２２…第２部分、６２２Ｄ…第２部分、６２３…部分、６２４…第２部分、６２５…部分、６２５Ｃ…部分、６２６…第２部分、６２６Ｃ…第２部分、６２７…第１部分、６２７Ｃ…第１部分、６２８…第２部分、６２８Ｃ…第２部分、６２９…部分、６２９Ｅ…部分、６３０…第２部分、１５００…移動体、１５０１…車体、１５０２…車輪、Ｈ１…突出高さ、Ｌ１…長さ、Ｌ２…長さ、Ｌ３…距離、ＬＬ…光、Ｓ…内部空間、Ｓ１…内部空間、Ｔ２…厚さ、Ｔ１１…厚さ、Ｔ１２…厚さ、Ｔ１３…厚さ、Ｗ１…幅、Ｗ２…幅、Ｗ１１…幅、Ｗ１２…幅、ａ…光軸
【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】
2018121269.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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