(57)【要約】【課題】Ｑ値の低下を抑制することができ、優れた性能を発揮することができる振動素子を提供すること、また、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。【解決手段】本発明の振動素子は、互いに交差する２つの方向を第１の方向および第２の方向としたとき、基部４と、平面視で基部４から第１の方向に延出され、第２の方向に沿って並んで配置されている一対の振動腕５、６と、を有する水晶基板２５を含み、静電力により屈曲振動することを特徴とする。【選択図】図１
2015089052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに交差する２つの方向を第１の方向および第２の方向としたとき、
基部と、
平面視で前記基部から前記第１の方向に延出され、前記第２の方向に沿って並んで配置されている一対の振動腕と、
を有する水晶基板を含み、
静電力により屈曲振動することを特徴とする振動素子。
【請求項２】
請求項１において、
前記振動腕の振動周波数をＦ［ｋＨｚ］、
前記振動腕の前記第２の方向に沿った長さをＷ［μｍ］としたとき、
下式（１）を満足する振動素子。
【数１】
2015089052.tif 000012
【請求項３】
請求項１または２において、
前記振動腕の振動周波数をＦ［ｋＨｚ］、
前記振動腕の前記第１の方向に沿った長さをＬ［μｍ］としたとき、
下式（２）を満足する振動素子。
【数２】
2015089052.tif 000013
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記振動腕は、前記静電力を受ける駆動領域を有し、
前記駆動領域は、平面視で、前記振動腕の前記第１の方向の中間と、前記基部側とは反対側の先端との間に配置されている振動素子。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記振動腕は、
前記第１の方向と前記第２の方向とを含む面に沿った互いに表裏の関係にある第１の主面及び第２の主面と、
前記第１の主面と前記第２の主面とを接続している一対の側面と、
前記一対の側面のうち前記一対の振動腕の両外側に位置している側面に設けられている第１の電極と、
を有し、
前記第１の電極は、駆動電極である第２の電極に対して、空間を介して対向するように配置されている振動素子。
【請求項６】
請求項５において、
前記両外側に位置している側面のうち、前記基部側から前記第１の方向に沿って前記振動腕の全長に占める１／３の領域は、前記水晶基板が露出している振動素子。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項において、
前記振動腕は、前記第１の方向と前記第２の方向とを含む面に沿った互いに表裏の関係にある第１の主面及び第２の主面の少なくとも一方の主面に、前記第１の方向に沿って溝が設けられている振動素子。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項において、
前記振動腕は、
錘部と、
前記錘部と前記基部との間に設けられている腕部と、
を含む振動素子。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項において、
前記水晶基板は、水晶の結晶軸である、電気軸としてのＸ軸、機械軸としてのＹ軸、および光学軸としての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角度θだけ傾けた軸を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前記角度θだけ傾けた軸をＹ’軸とし、前記Ｘ軸および前記Ｚ’軸を含む面を主面とし、前記Ｚ’軸に沿った方向を厚さとする水晶板であり、
前記角度θは、−５°以上＋１５以下である振動素子。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の振動素子と、
前記振動素子が搭載されているパッケージと、
を含むことを特徴とする振動子。
【請求項１１】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の振動素子と、
回路と、
を備えていることを特徴とする発振器。
【請求項１２】
請求項１ないし９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１３】
請求項１ないし９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】
ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピューター、あるいはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通信機器等において、振動子や発振器等の電子デバイスが広く使用されている。
このような電子デバイスに用いられている振動素子として、従来から、駆動手段に静電力を利用した静電駆動型振動素子や、さらにはシリコン基板を用いた静電駆動型振動素子が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
しかしながら、シリコンで構成された振動素子は、温度変化による振動周波数の変動が大きいという問題がある。また、この問題を解決するために、温度変化に起因する振動周波数の変動を補正するために温度特性補正用のＩＣ回路を設けることなどが考えられる。
ところが、ＩＣ回路を設ける分、振動子が大型化してしまう課題があった。また更に、ＩＣ回路を設ける分、電力を多く消費してしまうという問題があった。
また、シリコンで構成された振動素子は、一般的に「熱弾性損失」と呼ばれる熱伝導に起因したＱ値の低下を生じやすいという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭４８−６０５５７号公報
【特許文献２】実開昭４８−６７７２５号公報
【特許文献３】ＵＳＰ７８０８３３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、Ｑ値の低下を低減することができ、優れた性能を発揮することができる振動素子を提供すること、また、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】
【０００６】
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、互いに交差する２つの方向を第１の方向および第２の方向としたとき、
基部と、
平面視で前記基部から前記第１の方向に延出され、前記第２の方向に沿って並んで配置されている一対の振動腕と、
を有する水晶基板を含み、
静電力により屈曲振動することを特徴とする。
これにより、Ｑ値の低下を低減することができ、優れた性能を発揮することができる振動素子を提供することができる。
【０００７】
［適用例２］
本発明の振動素子では、前記振動腕の振動周波数をＦ［ｋＨｚ］、
前記振動腕の前記第２の方向に沿った長さをＷ［μｍ］としたとき、
下式（１）を満足することが好ましい。
【数１】
2015089052.tif 000003
第２の方向に沿った長さが最適化されることで、熱弾性損失をより小さくし、Ｑ値をより高くすることができ、ＣＩ（クリスタルインピーダンス）値をより小さくすることができる。そのため、小型化、低消費電力化に特に優れた振動素子を提供することができる。
【０００８】
［適用例３］
本発明の振動素子では、前記振動腕の振動周波数をＦ［ｋＨｚ］、
前記振動腕の前記第１の方向に沿った長さをＬ［μｍ］としたとき、
下式（２）を満足することが好ましい。
【数２】
2015089052.tif 000004
第１の方向に沿った長さが最適化されることで、熱弾性損失をさらに小さくし、Ｑ値をさらに高くすることができ、ＣＩ（クリスタルインピーダンス）値をさらに小さくすることができる。そのため、小型化、低消費電力化にさらに優れた振動素子を提供することができる。
【０００９】
［適用例４］
本発明の振動素子では、前記振動腕は、前記静電力を受ける駆動領域を有し、
前記駆動領域は、平面視で、前記振動腕の前記第１の方向の中間と、前記基部側とは反対側の先端との間に配置されていることが好ましい。
静電力による振動腕の駆動は、振動変位が大きくなる部分で効率が高くなるため、これにより、駆動効率をより高めることができ、ＣＩ値をより低減することができる。
【００１０】
［適用例５］
本発明の振動素子では、前記振動腕は、
前記第１の方向と前記第２の方向とを含む面に沿った互いに表裏の関係にある第１の主面及び第２の主面と、
前記第１の主面と前記第２の主面とを接続している一対の側面と、
前記一対の側面のうち前記一対の振動腕の両外側に位置している側面に設けられている第１の電極と、
を有し、
前記第１の電極は、駆動電極である第２の電極に対して、空間を介して対向するように配置されていることが好ましい。
これにより、第２の電極に交番電圧を印加することで、第１の電極および第２の電極間に、間欠的に静電力が発生し、ＸＹ’平面内において互いに離間と接近とを繰り返すように振動腕を屈曲振動させることができる。
【００１１】
［適用例６］
本発明の振動素子では、前記両外側に位置している側面のうち、前記基部側から前記第１の方向に沿って前記振動腕の全長に占める１／３の領域は、前記水晶基板が露出していることが好ましい。
屈曲振動を行う振動腕においては、その歪みの大部分は基部側１／３の領域で発生するため、この領域に、振動腕とは異なる熱膨張係数を有する材料が形成されている場合、温度変化に伴ってそれらの界面近傍に熱応力が発生する。これが温度変化に対する振動周波数のヒステリシスやエージングにおける振動周波数のシフトの原因となるので、これにより、信頼性の非常に高い振動素子を提供することができる。
【００１２】
［適用例７］
本発明の振動素子では、前記振動腕は、前記第１の方向と前記第２の方向とを含む面に沿った互いに表裏の関係にある第１の主面及び第２の主面の少なくとも一方の主面に、前記第１の方向に沿って溝が設けられていることが好ましい。
これにより、屈曲振動で発生した熱の流れる経路を長くすることができるので、振動周波数が熱緩和周波数（後述）よりも高い領域において熱弾性損失をさらに抑制することができ、Ｑ値をさらに高めることができる。
【００１３】
［適用例８］
本発明の振動素子では、前記振動腕は、
錘部と、
前記錘部と前記基部との間に設けられている腕部と、
を含むことが好ましい。
錘部を設けることで低下する振動周波数分を相殺するために振動腕の幅を広げることができ、屈曲振動で発生した熱の流れる経路を長くすることができるので、振動周波数が熱緩和周波数（後述）よりも高い領域において熱弾性損失をより小さくし、Ｑ値をより高めることができ、ＣＩ値を特に小さくすることができる。
【００１４】
［適用例９］
本発明の振動素子では、前記水晶基板は、水晶の結晶軸である、電気軸としてのＸ軸、機械軸としてのＹ軸、および光学軸としての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角度θだけ傾けた軸を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前記角度θだけ傾けた軸をＹ’軸とし、前記Ｘ軸および前記Ｚ’軸を含む面を主面とし、前記Ｚ’軸に沿った方向を厚さとする水晶板であり、
前記角度θは、−５°以上＋１５以下であることが好ましい。
これにより、振動素子は、周波数温度特性のより優れた振動特性を発揮することができる。
【００１５】
［適用例１０］
本発明の振動子は、本発明の振動素子と、
前記振動素子が搭載されているパッケージと、
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。
【００１６】
［適用例１１］
本発明の発振器は、本発明の振動素子と、
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。
［適用例１２］
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１３］
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】
【００１７】
【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】図１に示す振動素子の機能を説明するための平面図である。
【図５】図１中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】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７】Ｑ値とｆ／ｆｍの関係を示すグラフである。
【図８】シミュレーションに用いた振動素子モデルの平面図である。
【図９】ＱＴＥＤと幅Ｗ’との関係を示すグラフである。
【図１０】ＱＴＥＤと長さＬ’との関係を示すグラフである。
【図１１】振動腕の幅Ｗ’と振動周波数ｆとの関係を示すグラフである。
【図１２】振動腕の長さＬ’と振動周波数ｆとの関係を示すグラフである。
【図１３】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１４】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１５】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１６】本発明の振動素子を備える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１７】本発明の振動素子を備える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１８】本発明の振動素子を備える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１９】本発明の移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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、図１に示す振動素子の機能を説明するための平面図である。図５は、図１中のＣ−Ｃ線断面図である。図６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７は、Ｑ値とｆ／ｆｍの関係を示すグラフである。図８は、シミュレーションに用いた振動素子モデルの平面図である。図９は、ＱＴＥＤと幅Ｗ’との関係を示すグラフである。図１０は、ＱＴＥＤと長さＬ’との関係を示すグラフである。図１１は、振動腕の幅Ｗ’と振動周波数ｆとの関係を示すグラフである。図１２は、振動腕の長さＬ’と振動周波数ｆとの関係を示すグラフである。
【００１９】
なお、図１〜図６、図８には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ’軸およびＺ’軸が図示されており、これら図示した各矢印の先端側を「＋（プラス）」、基端側を「−（マイナス）」とする。また、Ｘ軸に平行な方向（第２の方向）を「Ｘ軸方向」、Ｙ’軸に平行な方向（第１の方向）を「Ｙ’軸方向」、Ｚ’軸に平行な方向（第３の方向）を「Ｚ’軸方向」という。また、＋Ｚ’側（図２、図３中の上側）を「上」、−Ｚ’側（図２、図３の下側）を「下」ともいう。
図１に示すように、振動子１は、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。
【００２０】
《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。
【００２１】
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。
【００２２】
また、図２および図３に示すように、ベース９１の凹部９１１の底面には、内部端子９５１、９６１、９６２が設けられている。
内部端子９５１には、例えばボンディングワイヤーで構成された配線を介して、振動素子２の保持腕７に設けられた端子７５１が電気的に接続されている。内部端子９６１には、例えばボンディングワイヤーで構成された配線を介して、支持体３５に設けられた端子３９１が電気的に接続されている。また、内部端子９６２には、例えばボンディングワイヤーで構成された配線を介して、支持体３６に設けられた端子３９２が電気的に接続されている。
【００２３】
また、内部端子９５１は、ベース９１を貫通する貫通電極（図示せず）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ている。内部端子９６１、９６２は、ベース９１を貫通する貫通電極（図示せず）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。内部端子９５１、９６１、９６２、端子７５１、３９１、３９２、外部端子９５３、９６３および前記貫通電極としては、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）、Ｔｉ（チタン）等の下地層に、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）などの被膜を積層した金属被膜等が挙げられる。
【００２４】
《振動素子》
図１に示すように、振動素子２は、水晶基板２５と、水晶基板２５に設けられた第１の電極８１、８２と、第２の電極３１、３２と、第２の電極３１、３２が設けられている支持体３５、３６と、を有している。
図２に示すように、水晶基板２５は接合部材９３を介してベース９１に固定されている。また、図３に示すように、支持体３５が接合部材９４を介して、支持体３６が接合部材９５を介して、それぞれ、ベース９１に固定されている。なお、接合部材９３、９４、９５の構成としては、それぞれ、特に限定されず、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂等を含んで構成された接着剤等が挙げられる。
【００２５】
なお、本実施形態では、水晶基板２５と支持体３５、３６とは別体で形成されているが、これに限定されるものではなく、振動の影響を受け難い基部４から支持体３５、３６を延出してもよい。このように一体で形成することで、第１の電極８１と第２の電極３１、第１の電極８２と第２の電極３２、との距離を精度よく形成することができるので、ＣＩ値の製造ばらつきが少なくなる。
【００２６】
（水晶基板）
水晶基板２５は、水晶で構成されており、水晶の結晶軸である、電気軸としてのＸ軸、機械軸としてのＹ軸、および光学軸としてのＺ軸のうち、Ｘ軸を回転軸として、Ｚ軸をＹ軸の−Ｙ方向へ＋Ｚ側が回転するように所定の角度（例えば、１５°未満）傾けた軸をＺ’軸、Ｙ軸をＺ軸の＋Ｚ方向へ＋Ｙ側が回転するように所定の角度（例えば、１５°未満）傾けた軸をＹ’軸とし、Ｘ軸およびＹ’軸を含む面を主面とし、Ｚ’軸に沿った方向を厚さとする、所謂Ｚカット水晶板である。このような構成の水晶基板２５では、水晶基板２５の長手方向をＹ’軸、短手方向をＸ軸、さらに厚さ方向をＺ’軸と定めることができる。また、本実施形態では、基部４の上面は、水晶の＋Ｚ’面であり、基部４の下面は、水晶の−Ｚ’面である。なお、Ｙ’軸およびＺ’軸は、それぞれ、Ｙ軸およびＺ軸に一致していてもよい（すなわち前記所定角度が０°であってもよい）。
なお、本発明に用いられる水晶基板は、Ｚカット水晶板に限定されるものではなく、ＡＴカット、ＢＴカット、ＳＴカット、ＣＴカット、ＤＴカット、ＧＴカット及びＳＣカット等の水晶板を広く適用できることは言うまでもない。
【００２７】
図１に示すように、水晶基板２５は、基部４と、基部４の一方の端部から＋Ｙ’軸方向に延出する１対（２つ）の振動腕（第１、第２の振動腕）５、６と、基部４の先端から＋Ｙ’軸方向に延出する保持腕７とを有している。これら基部４、振動腕５、６、および保持腕７は、一体に形成されている。
また、前述したように、保持腕７は、接合部材９３を介してベース９１に固定されている（図２参照）。一方、基部４および振動腕５、６は、ベース９１に対して所定の距離離間している。
【００２８】
また、水晶基板２５の厚さ（振動腕５、６、および基部４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、７０μｍ以上、３００μｍ以下程度であるのが好ましく、１００μｍ以上、１５０μｍ以下程度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、例えば、ウエットエッチングによって水晶基板２５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。また、ドライエッチングによって水晶基板２５を形成（パターニング）する場合には不要部が形成されないので、振動漏れを効果的に低減することができる振動素子２を形成することができる。特に上述したように支持体３５、３６を水晶基板２５と一体で形成する場合には、第１の電極８１と第２の電極３１、第１の電極８２と第２の電極３２、との間にウエットエッチングに起因する不要部が形成されないので互いに平行に向き合った形状及び間隙が精度よく形成でき、静電力によって効率よく振動させることができる。
【００２９】
基部４は、Ｘ軸およびＹ’軸に平行な平面であるＸＹ’平面に広がり、Ｚ’軸方向を厚さ方向とする板状をなしている。基部４は、振動腕５、６が延出している部分（本体部４１）と、振動漏れを低減する縮幅部４２とを有している。
縮幅部４２は、本体部４１の基端側（振動腕５、６が延出している側とは反対側）に設けられている。また、縮幅部４２は、その幅（Ｘ軸方向に沿った長さ）が振動腕５、６から離れるに従い漸減する。このような縮幅部４２を有することにより、振動素子２の振動漏れを効果的に抑制することができる。
【００３０】
図４を参照しつつ、具体的に説明すると次のようになる。なお、説明を簡単にするために、振動素子２の形状は、Ｙ’軸に平行な所定の軸に対して対称であるとする。
まず、図４（ａ）に示すように、縮幅部４２が設けられていない場合について説明する。振動腕５、６が互いに離間するように屈曲変形した場合、振動腕５が接続されている付近の本体部４１では、矢印で示したように時計回りの回転運動に近い変位が発生し、振動腕６が接続されている付近の本体部４１では、矢印で示したように反時計回りの回転運動に近い変位が発生する（ただし、厳密には回転運動ということができるような運動ではないため、便宜的に「回転運動に近い」とする）。これらの変位のＸ軸方向成分は、互いに反対方向を向いているから、本体部４１のＸ軸方向中央部において相殺され、＋Ｙ’軸方向の変位が残ることになる（ただし、厳密にはＺ’軸方向の変位も残るが、ここでは省略する）。すなわち、本体部４１は、Ｘ軸方向（第２方向）中央部が＋Ｙ’軸方向に変位するような屈曲変形をする。この＋Ｙ’軸方向の変位を有する本体部４１のＹ’軸方向中央部に接着材を形成し、接着材を介してパッケージに固定すると、＋Ｙ軸方向変位に随伴する弾性エネルギーが接着材を介して外部に漏洩する。これが振動漏れという損失であり、Ｑ値の劣化の原因となり、結果としてＣＩ値の劣化となる。
【００３１】
これに対して、図４（ｂ）に示すように、縮幅部４２が設けられている場合では、縮幅部４２がアーチ状（曲線状）の輪郭を有しているため、上述した回転運動に近い変位は、縮幅部４２において互いにつっかえることになる。すなわち、縮幅部４２のＸ軸方向中央部においては、本体部４１のＸ軸方向中央部と同様にＸ軸方向の変位が相殺され、それと共に、Ｙ’軸方向の変位が抑制されることになる。さらに、縮幅部４２の輪郭がアーチ状であるから、本体部４１で発生しようとする＋Ｙ’軸方向の変位をも抑制することになる。この結果、縮幅部４２が設けられた場合の基部４のＸ軸方向中央部の＋Ｙ’軸方向の変位は、縮幅部４２が設けられていない場合に比べて遥かに小さくなる。すなわち、振動漏れの小さい振動素子２を得ることができる。
なお、本実施形態では、縮幅部４２の輪郭がアーチ状をしているが、上述のような作用を呈するものであればこれに限るものではない。例えば、輪郭が複数の直線によって、段差状に形成されている縮幅部であってもよい。
【００３２】
振動腕５、６は、Ｘ軸方向に並び、かつ、互いに平行となるように基部４の先端から＋Ｙ’軸方向に延出している。これにより、振動素子２は、周波数温度特性のより優れた振動特性を発揮することができる。また、振動腕５、６は、それぞれ、長手形状をなしており、その基端が固定端となり、先端が自由端となっている。
振動腕５、６は、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（腕部５１、６１よりもＸ軸方向に沿った長さが長い広幅な錘部）５９、６９とを有している。ハンマーヘッド５９、６９によって低下する屈曲振動周波数を相殺するように腕部５１、６１の幅（X軸方向長さ）を広くすることによって、屈曲振動周波数は所定の周波数（例えば３２．７６８ｋＨｚ）を一定に保ったまま、屈曲振動時に腕部５１、６１において発生する熱の流れる経路を長くすることができる。これによって、振動周波数が熱緩和周波数（後述）よりも高い領域において、熱弾性損失を減少させることでＱ値を大きくすることができる。
【００３３】
図５に示すように、腕部５１は、ＸＹ’平面で構成された一対の主面（第１、第２の主面）５１１、５１２と、Ｙ’Ｚ’平面で構成され、一対の主面５１１、５１２を接続する一対の側面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。各溝５２、５３は、Ｙ’軸方向に延在し、先端が腕部５１とハンマーヘッド５９との境界部に位置し、基端が基部４に位置している。このような腕部５１は、溝５２、５３が形成されている部分では、略Ｈ型の横断面形状をなしている。
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。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。
【００３４】
振動腕５は、第１の電極８１、８２間に交番電圧を印加することにより略面内方向（ＸＹ’平面方向）に屈曲振動する。図６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。このような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言う。
【００３５】
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、ｆｍ＝１／（２πτ）で求めることができる（ただし、式中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）。
【００３６】
また、振動腕５が平板構造（断面形状が矩形の構造）であると見做したときの熱緩和周波数をｆｍ０とすれば、ｆｍ０［Ｈｚ］は下式で求めることができる。
ｆｍ０＝πｋ／（２ρＣｐａ２）‥‥（１）
なお、πは円周率、ｋ［Ｎ／（Ｋ・ｓ）］は振動腕５の振動方向の熱伝導率、ρ［ｋｇ／ｍ３］は振動腕５の質量密度、Ｃｐ［Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）］は振動腕５の熱容量、ａ［ｍ］は振動腕５の振動方向の幅（実効幅）である。式（１）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。
【００３７】
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。
【００３８】
図７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（振動腕の横断面形状がＨ型の場合）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（連結腕の横断面形状が矩形の場合）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（３）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。
【００３９】
【数３】
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【００４０】
更に、ｆ／ｆｍ０＞１の関係に限定すれば、より高いＱ値を得ることができる。
なお、図７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。
【００４１】
また、前述したように、各溝５２、５３の先端がハンマーヘッド５９まで延びていると、各溝５２、５３の先端周辺で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おそれが減少する。また、各溝５２、５３の基端が基部４まで延びていると、振動腕５と基部４の境界部周辺での応力集中が緩和される。そのため、例えば、衝撃が加わった際に発生する折れや欠けのおそれが減少する。
【００４２】
また、溝５２、５３は、図４に示すように、横断面において、腕部５１の厚みを二等分する線分に対して対称的（上下対称）に形成されているのが好ましい。これにより、振動腕５の不要な振動を抑制でき、振動腕５を効率的に水晶基板２５の面内方向（ＸＹ’平面方向）に振動させることができる。
また、図４に示すように、溝５２、５３の深さとしては、特に限定されないが、溝５２５の深さをＤ１とし、溝５３の深さをＤ２（本実施形態では、Ｄ１＝Ｄ２）としたとき、６０％≦（Ｄ１＋Ｄ２）／Ｄ＜１００％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、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。
【００４３】
更に、図５に示すように、振動腕の側面と溝の内壁との間に位置する振動腕の主面である側壁５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂの幅（Ｘ軸方向の長さ）としては、特に限定されないが、屈曲振動周波数をＦ［ｋＨｚ］とすれば、３２７．６８／Ｆ［μｍ］以下の範囲であることが好ましい。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、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、側壁５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂの幅（Ｘ軸方向の長さ）を１３１．０７２／Ｆ［μｍ］以上とすれば、側壁の＋Ｚ’軸方向に面した領域と、−Ｚ’軸方向に面した領域とに発生する歪みの減少に伴う温度変化の減少によって、側壁内で発生する＋Ｚ´方向と−Ｚ´軸方向への熱の流れに起因する熱弾性損失を低減することができる。
なお、本発明においては、周波数の表記をｆ［Ｈｚ］、Ｆ［ｋＨｚ］に分けたが、両者にはｆ＝Ｆ×１０００の関係がある。
【００４４】
以上、腕部５１について説明した。なお、本実施形態では、腕部５１は、一対の主面５１１、５１２の双方に溝５２、５３が設けられていたが、溝は、一対の主面５１１、５１２のうちの少なくとも一方の主面に設けられていてもよい。また、本発明において、溝は、必要に応じて設けられていなくてもよい。
また、腕部６１は、腕部５１と同様の構成である。すなわち、腕部６１は、図１、図５に示すように、ＸＹ’平面で構成された一対の主面６１１、６１２と、Ｙ’Ｚ’平面で構成され、一対の主面６１１、６１２を接続する一対の側面６１３、６１４とを有している。また、腕部６１は、主面６１１に開放する有底の溝６２と、主面６１２に開放する有底の溝６３とを有している。各溝６２、６３は、Ｙ’軸方向に延在し、先端が腕部６１とハンマーヘッド６９との境界部に位置し、基端が基部４に位置している。また、腕部５１と同様に、腕部６１についても、溝６２、６３を形成することによって、上述した効果と同様の効果が得られる。
【００４５】
ハンマーヘッド５９は、腕部５１よりも幅（Ｘ軸方向の長さ）が広く、腕部５１からＸ軸方向の両側へ突出している。振動腕５、６の先端側をこのような構成とすることで、振動腕５の全長Ｌを抑えつつ、振動腕５、６の先端側の質量を高めることができる。そのため、ハンマーヘッド５９を設けることによって、振動素子２の小型化をさらに図ることができ、所望の振動周波数を得ることがより容易となる。
【００４６】
また、本実施形態では、ハンマーヘッド５９の長さＨは、振動腕５の長さＬの略１／２となっているが、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の長さ（Ｙ軸方向の長さ）をＨとしたとき、振動腕５は、１８．３％≦Ｈ／Ｌ≦５９．３％なる関係を満足しているのが好ましく、２３．８％＜Ｈ／Ｌ＜５３．１％なる関係を満足しているのがより好ましく、３５．０％≦Ｈ／Ｌ≦４１．０％なる関係を満足しているのがさらに好ましい。このような数値範囲を満足することにより、振動素子２のＣＩ値が低く抑えられるため、振動損失が特に少なく、特に優れた振動特性を有する振動素子２となる。
【００４７】
ここで、本実施形態では、振動腕５の基端を、側面５１４が基部４と接続されている箇所と、側面５１３が基部４と接続されている箇所を結んだ線分の振動腕５の幅（Ｘ軸方向の長さ）中心に位置する箇所に設定している。また、ハンマーヘッド５９の基端を、腕部５１の先端部に設けられたテーパー部中にて、その幅が腕部５１の幅の１．５倍となっている箇所に設定している。
【００４８】
また、腕部５１の幅（Ｘ軸方向の長さ）をＷとし、ハンマーヘッド５９の幅（Ｘ軸方向の長さ）をＷ１としたとき、１．５≦Ｗ１／Ｗ≦１０．０なる関係を満足するのが好ましく、１．６≦Ｗ１／Ｗ≦７．０なる関係を満足しているのがより好ましい。このような数値範囲を満足することにより、ハンマーヘッド５９の幅を広く確保することができる。そのため、ハンマーヘッド５９の長さＨが上述のように比較的短くても、ハンマーヘッド５９による質量効果を十分に発揮することができる。
【００４９】
なお、Ｌ≦２μｍ、好ましくは、Ｌ≦１μｍとすることで、携帯型音楽機器やＩＣカードのようなものに搭載する発振器に使用する、小型な振動素子２を得ることができる。また、Ｗ≦１００μｍ、好ましくは、Ｗ≦５０μｍとすることで、上記Ｌの範囲においても、低消費電力を実現する発振回路に使用する、低周波で共振する振動素子２を得ることができる。
【００５０】
また、ハンマーヘッド５９の表裏主面のうち少なくとも一方には、周波数調整用の錘材料が形成されていてもよい。
また、ハンマーヘッド６９は、ハンマーヘッド５９と同様の構成である。すなわち、ハンマーヘッド６９は、腕部６１よりも幅（Ｘ軸方向の長さ）が広く、腕部６１からＸ軸方向の両側へ突出している。
【００５１】
図１および図３に示すように、ハンマーヘッド５９は、ＸＹ’平面で構成された一対の主面（第１、第２の主面）５９３、５９４と、ＸＹ’平面に交差する平面（本実施形態ではＹ’Ｚ’平面）で構成され、一対の主面５９３、５９４を接続する一対の側面５９１と側面５９２とを有している。側面５９１と側面５９２とは、振動腕５の両外側に位置している。また、ハンマーヘッド６９も同様に、ＸＹ’平面で構成された一対の主面（第１、第２の主面）６９３、６９４と、ＸＹ’平面に交差する平面（本実施形態ではＹ’Ｚ’平面）で構成され、一対の主面６９３、６９４を接続する一対の側面６９１と側面６９２とを有している。側面６９１と側面６９２とは、振動腕６の両外側に位置している。
側面５９１は、後述する支持体３５側に、側面６９１は、支持体３６側に位置している。また、側面５９２と側面６９２は、空間を隔てて対向している。また、側面５９１、６９１には、それぞれ第１の電極８１、８２が形成されている。
【００５２】
図１に示すように、保持腕７は、振動腕５、６の間に位置し、基部４の先端から＋Ｙ’軸方向に延出している。また、保持腕７の先端は、ハンマーヘッド５９、６９の基端よりも基部４側に位置している。また、保持腕７の上面には、前述したように、端子７５１が設けられている。
また、前述したように、保持腕７は、その一方の主面（−Ｚ’軸側の面）側に、接合部材９３が接合されている（図２参照）。このように、保持腕７により水晶基板２５がパッケージ９に固定されることで、基部４にパッケージ９に固定するための固定用部位を設けることを省略することができる。前述したように、基部４の縮幅部４２によって、保持腕７には振動腕５、６の振動が伝達され難くなっている。そのため、保持腕７をパッケージ９に固定する固定部として用いることにより、振動漏れを効果的に低減することができる。
【００５３】
また、保持腕７のＺ’軸方向に沿った厚さ（高さ）Ｔ２は、基部４、および振動腕５、６の厚さＴよりも厚くなっている。なお、基部４の厚さと、振動腕５、６の厚さとは等しくなっている。保持腕７の厚さＴ２は、振動腕５、６の寸法等に応じて決められ、特に限定されないが、Ｔ×１．１以上、Ｔ×１．５以下であることが好ましい。これにより、保持腕７により振動素子２をパッケージ９に対してより安定的に固定することができるとともに、振動子１の小型化を図ることができる。また、振動腕５、６および基部４がベース９１に接触することをより効果的に防止することができる。なお、パッケージ９側に搭載用のパッドが設けられている場合には、Ｔ２≦Ｔであってもよい。
【００５４】
また、保持腕７は、幅（Ｘ軸方向の長さ）がほぼ一定となっている先端部７１と、先端部７１よりも基端側に設けられ、先端部７１の平均幅よりも平均幅が狭い幅減少部７２とを有している。幅減少部７２を設けることにより、衝撃時に幅減少部７２と先端部７１との境界や幅減少部７２と基部４との境界に応力が集中することを防ぎ、破損の虞を低減することができる。
なお、図１では幅減少部７２は±Ｘ方向から平面視で円弧状にくりぬかれた形状となっているが、幅減少部７２の構成は、これに限定されない。例えば、輪郭が複数の直線によって、段差状に形成されている幅減少部であってもよい。
【００５５】
幅減少部７２の幅（最小幅）Ｗ５は、先端部７１の幅（平均幅）Ｗ４の２０〜５０％であるのが好ましく、２５〜４５％であるのがより好ましい（図４（ｂ）参照）。これにより、振動腕５、６が共にＸ軸方向に屈曲振動するＸ同相モードの振動周波数をメインモードの振動周波数からより確実に遠ざけることができると共に、衝撃によって幅減少部７２が破損してしまう虞を低減することができる。したがって、より優れた振動特性を安定して発揮する振動子１を得ることができる。
【００５６】
以上、水晶基板２５について説明した。次に、この水晶基板２５上に形成された第１の電極８１、８２について説明する。
（第１の電極）
前述したように、振動腕５、６の側面５９１、６９１には、それぞれ第１の電極８１、８２が設けられている（図１および図４参照）。第１の電極８１、８２は、グランド電位である。
図１および図４に示すように、第１の電極８１、８２は、それぞれ、側面５９１、６９１の全面にわたって形成されているがこれに限るものではなく、側面５９１、６９１の一部であってもよい。側面５９１、６９１の＋Ｙ’軸方向（振動腕５、６の先端側）に設けられた場合は、静電容量の増大を抑圧しつつＣＩ値を低くすることができる。
【００５７】
また、第１の電極８１は、ハンマーヘッド５９上に形成された配線８１１と、溝５２の内面に形成された配線８１２と、基部４および保持腕７上に形成された配線８１３を介して、端子７５１に電気的に接続されている。また、第１の電極８２は、ハンマーヘッド６９上に形成された配線８２１と、溝６２の内面に形成された配線８２２と、基部４および保持腕７上に形成された配線８２３を介して、端子７５１に電気的に接続されている。なお、配線８１１〜８１３は、第１の電極８１を端子７５１に電気的に接続するものでれば、その構成（形状等）は特に限定されず、側壁５１ａ、５１ａ、５２ａ、５２ｂの＋Ｚ’面や−Ｚ’面上に形成されてもよい。また、配線８２１〜８２３についても同様である。
また、第１の電極８１、８２、配線８１１〜８１３、配線８２１〜８２３の構成材料としては、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、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）、窒化チタン（ＴｉＮ）等の金属材料、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の導電材料を用いることができる。これらの中でも特に、ＮｉやＡｕは、水晶の熱膨張係数に近いので、Ｎｉ層を下地にしてその上にＡｕ層を形成することで、第１の電極８１、８２、配線８１１〜８１３、配線８２１〜８２３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２を得ることができる。
以上、第１の電極８１、８２について説明した。次に、第２の電極３１、３２を支持する支持体３５、３６について説明する。
【００５８】
（支持体）
図１および図４に示すように、支持体３５、３６は、水晶基板２５の両側に設けられている。支持体３５は、振動腕５の側面（振動腕６とは反対側の側面）５９１側で、振動腕５と空間を隔てて対向配置されている。また、支持体３６は、振動腕６の側面（振動腕５とは反対側の側面）６９１側で、振動腕６と空間を隔てて対向配置されている。
【００５９】
支持体３５、３６は、ぞれぞれ、全体形状が立方体状をなしており、側面（ＸＹ’平面に交差する面）３５１、３６１には、それぞれ第２の電極３１、３２が形成されている。また、前述したように、支持体３５の上面には端子３９１が、支持体３６の上面には端子３９２が設けられている。
また、支持体３５、３６の長さ（Ｙ軸方向の長さ）Ｈ１は、ハンマーヘッド５９、６９の長さＨと略同じである。また、支持体３５、３６の高さ（Ｚ軸方向に沿った長さ）Ｔ３は、振動腕５、６の高さＴよりも厚くなっている。なお、本実施形態では、支持体３５、３６の長さＨ１、高さＴ３等は、前述したとおりであるが、支持体３５、３６の長さＨ１や高さＴ３は、第２の電極３１、３２の寸法等に応じて決定すればよく、特に限定されない。
【００６０】
また、支持体３５、３６の構成材料としては、特に限定されず、例えば、水晶、サファイア、シリコンのような結晶材料、アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素のようなセラミックス材料、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのようなガラス材料、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、フェノール系樹脂のような樹脂材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６１】
また、支持体３５と振動腕５との離間距離、支持体３６と振動腕６との離間距離は、１０μｍ以下にすることが好ましく、１μｍ以下にすることが更に好ましい。こうすることによって、より大きな静電力が作用してＣＩ値を小さくすることができる。
以上、支持体３５、３６について説明した。次に、第２の電極３１、３２について説明する。
【００６２】
（第２の電極）
前述したように、支持体３５の側面３５１には駆動電極である第２の電極３１が、支持体３６の側面３６１には、駆動電極である第２の電極３２が設けられている（図１および図４参照）。第２の電極３１、３２には、駆動電圧として、交流電圧が印加される。また、必要に応じて、第２の電極３１、３２には、交番電圧に加え、直流電圧が印加される。
【００６３】
また、第２の電極３１は、側面３５１の全面にわたって形成されている。第２の電極３１は、そのＹ’方向の長さが第１の電極８１のＹ’方向の長さとほぼ等しく、そのＺ’方向の長さ（高さ）が第１の電極８１のＺ’方向の長さ（高さ）よりも長くなっている。すなわち、第２の電極３１は、そのＹ’Ｚ’平面における面積が第１の電極８１のＹ’Ｚ’平面における面積よりも大きくなっている。また、第２の電極３１は、第１の電極８１と空間を隔てて、第１の電極８１の全体を含むように対向配置されている。
【００６４】
また、第２の電極３２は、側面３６１の全面にわたって形成されている。第２の電極３２は、そのＹ’方向の長さが第１の電極８２のＹ’方向の長さとほぼ等しく、そのＺ’方向の長さ（高さ）が第１の電極８２のＺ’方向の長さよりも長くなっている。すなわち、第２の電極３２は、そのＹ’Ｚ’平面における面積が第１の電極８２のＹ’Ｚ’平面における面積よりも大きくなっている。また、第２の電極３２は、第１の電極８２と空間を隔てて、第１の電極８２の全体を含むように対向配置されている。
【００６５】
なお、本実施形態では、上述したように、第２の電極３１のＹ’Ｚ’平面における面積の方が、第１の電極８１のＹ’Ｚ’平面における面積よりも大きくなっているが、第２の電極３１と、第１の電極８１とのＹ’Ｚ’平面における面積比はこれに限定されない。例えば、第１の電極８１および第２の電極３１のＹ’Ｚ’平面における面積は同じであってもよい。なお、第２の電極３２と、第１の電極８２との面積比についても同様である。
【００６６】
また、図１および図４に示すように、第２の電極３１は、支持体３５上に形成された配線３９５を介して、端子３９１に電気的に接続されている。また、第２の電極３２は、支持体３６上に形成された配線３９６を介して、端子３９２に電気的に接続されている。なお、配線３９５は、第２の電極３１を端子３９１に電気的に接続するものでれば、その構成（形状等）は特に限定されない。また、配線３９６についても同様である。
また、第２の電極３１、３２の構成材料としては、特に限定されず、例えば、第１の電極８１、８２で述べた材料を用いることができる。
以上、振動素子２の構成について説明した。
【００６７】
上述したように、振動素子２は、第１の電極８１、８２、および第２の電極３１、３２を有している。振動素子２は、第２の電極３１、３２に同じ交番電圧が印加されると、第２の電極３１と第１の電極８１との間、および、第２の電極３２と第１の電極８２との間に、間欠的に静電力が発生する。静電引力が発生すると、振動腕５の先端部が支持体３５側に、振動腕６の先端部が支持体３６側に接近する。また、静電引力が発生していない、または静電引力が弱くなると、支持体３５、３６に接近していた振動腕５の先端部および振動腕６の先端部は、それぞれ、その復元力により、元の位置に戻ろうとする。また、静電斥力が発生している場合には、さらに強く元の位置に戻ろうとする。このように、第２の電極３１、３２に同じ交番電圧が印加されると、振動腕５、６は、ＸＹ’平面内において互いに離間と接近とを繰り返すように所定の周波数で屈曲振動する。すなわち、振動腕５、６は、いわゆるＸ逆相モードで振動する。
【００６８】
また、第２の電極３１、３２に、交番電圧に加えて直流電圧が印加されていることで、振動腕５は支持体３５に、振動腕６は支持体３６に引きつけられることでそれらの離間距離が減少し、交番電圧のみが印加されているときに比べ、第２の電極３１と第１の電極８１との間、および、第２の電極３２と第１の電極８２との間に、さらに強い静電引力が発生する。そのため、静電引力が発生したときに、振動腕５の先端部が支持体３５側に、振動腕６の先端部が支持体３６側に、さらに強く引き付けられる。このように、第２の電極３１、３２に交番電圧に加えて直流電圧が印加されていることで、振動腕５、６の駆動をより大きくすることができ、駆動効率をさらに向上させることができる。
【００６９】
前述したように、振動腕５、６は、その先端側（本実施形態では、第１の電極８１、８２が設けられているハンマーヘッド５９、６９）が、静電力の作用により駆動する。つまり、振動腕５、６の先端側が、静電力の作用により駆動する駆動領域である。振動腕５、６の先端側ほど、振動腕５、６を駆動させたときに、振動腕５、６内で大きく変位する。そのため、振動腕５、６の先端側を駆動領域とすることで、駆動効率をより高めることができ、ＣＩ値を特に低下させることができる。したがって、駆動領域が、振動腕５、６の先端側から長さの１／２の領域（平面視で、振動腕５、６のＹ’軸方向（第１の方向）の中間と、基部４側とは反対側の先端との間）に形成されていることによって、駆動効率をより高め、ＣＩ値をさらに低下させることができる。
また、本実施形態では、ハンマーヘッド５９、６９の長さがそれぞれ、振動腕５、６の長さの１／２以上であることで、駆動領域の長さが振動腕５、６の長さの１／２となっている。このように、駆動領域の長さが、振動腕５、６の長さの１／２以上であると、駆動効率をさらに高めることができ、ＣＩ値をさらに低下させることができる。
【００７０】
一方、腕部５１、６１の側面５１３、５１４、６１３、６１４には、前述したように、第１の電極８１、８２が設けられてない。すなわち、腕部５１、６１の側面５１３、５１４、６１３、６１４は、第１の電極８１、８２等の膜が設けられていない無膜領域であり、水晶基板２５が露出している部分である。
側面５１３、５１４、６１３、６１４に、第１の電極８１、８２が設けられていると、第１の電極８１、８２と腕部５１、６１との熱膨張係数の違いから、熱応力が発生しやすく、この熱応力が緩和することで振動周波数が変化する。そのため、第１の電極８１、８２の構成材料等によっては、エージング特性や、温度ヒステリシスが悪化するおそれがある。そこで、振動腕５、６の根元部分（本実施形態では腕部５１、６１）を無膜領域とすることで、振動周波数の変動をさらに抑制することができ、Ｑ値の低下をさらに防ぐことができる。その結果、振動素子２の信頼性を非常に高くすることができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、腕部５１、６１の側面５１３、５１４、６１３、６１４に第１の電極８１、８２が設けられてないが、振動腕５、６の基端側１／３（側面５１３、５１４、６１３、６１４の、基部４側からＹ’軸方向に沿った振動腕５、６の全長に占める１／３の領域）が、第１の電極８１、８２および第２の電極３１、３２が設けられていない無膜領域であれば、上述した効果と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
また、振動腕５、６の長さＬや、幅Ｗを所定の寸法に設定することにより、Ｑ値をさらに高め、ＣＩ値をさらに低減することができる。
具体的には、振動腕５、６は、振動腕５、６の振動周波数をＦ［ｋＨｚ］とし、振動腕５、６のＸ軸に沿った長さ（幅）をＷ［μｍ］としたとき、下記式（１）で示される条件を満足することが好ましい。
【００７３】
【数４】
2015089052.tif 000006
【００７４】
振動腕５が、上記式（１）を満足することにより、温度特性に特に優れ、Ｑ値をより高くすることができ、ＣＩ値をより低くすることができる。このため、振動子１の更なる小型化を図ることができるとともに、振動子１の低消費電力化をさらに図ることができる。
なお、振動腕５、６の幅Ｗは、本実施形態では、腕部５１、６１の幅Ｗである。これは、屈曲振動する振動腕においては、その基端側で大きな歪みが発生する、即ち、基端側が振動に支配的であることに起因するためである。
また、振動腕５、６は、振動腕５、６の振動周波数をＦ［ｋＨｚ］とし、振動腕５、６のＹ’軸に沿った長さをＬ［μｍ］としたとき、下記式（２）で示される条件を満足することが好ましい。
【００７５】
【数５】
2015089052.tif 000007
【００７６】
振動腕５が、上記式（１）を満足することにより、温度特性に特に優れ、Ｑ値を特に高くし、ＣＩ値を特に低くすることができる。このため、振動子１の小型化をさらに図ることができるとともに、振動子１の低消費電力化をさらに図ることができる。
また、上記式（１）および式（２）の双方を満たすことにより、温度特性に非常に優れるとともに、Ｑ値をより高くすることができ、よって、信頼性を非常に高い振動素子２となる。
【００７７】
以下に、発明者らが行ったシミュレーション結果に基づいて、式（１）を満たすことにより、温度特性に優れるとともに、より高いＱ値を得ることができること、式（２）を満たすことにより温度特性に優れるとともに、より高いＱ値を得ることができることについて証明する。
図８に、シミュレーションに用いた振動素子モデル２’を示す。図８に示すように、振動素子モデル２’は、Ｘ軸に沿った長さ（幅）をＷ’［μｍ］とし、Ｙ’軸に沿った長さをＬ’［μｍ］とし、Ｚ’軸に沿った長さ（高さ）をＴ’［μｍ］とした。また、振動素子モデル２’は、面２９が固定面であり、ＸＹ’平面内を屈曲振動する片持ち梁である。また、振動素子モデル２’には、Ｚカット水晶板を用いた。なお、以下では、図８に示す振動素子モデル２’を代表して用いているが、本実施形態における振動素子２等においても、下記に示すシミュレーション結果とほとんど差が無いことが証明されている。
片持ち梁の振動周波数ｆは、下記式（４）に示すように、幅Ｗ’に比例して長さＬ’の２乗に反比例するが、この際の比例係数（式（４）におけるａ）は幅Ｗ’と長さＬ’、厚さＴ’と長さＬ’の寸法比にも多少依存する。
【００７８】
【数６】
2015089052.tif 000008
（式（４）中、ａは比例係数である。）
【００７９】
そこで、振動素子モデル２’の幅Ｗ’、長さＬ’、高さＴ’の値をそれぞれ変更し、長さＬ’を一定にして幅Ｗ’を変更した場合の比例係数ａと、長さＬ’を一定にして幅Ｗ’を変更した場合の比例係数ａとをそれぞれ求め、この求めた比例係数ａの値から近似式を算出した。なお、長さＬ’を変更した場合にも、求めた近似式に近似されていることを確認している。振動素子の設計の観点からは、所望の振動周波数ｆ、所望の長さＬ’が前提になるから、上式（４）から幅Ｗ’が決定されることになる。
そして、これらを基に、下記式（６）および式（７）より、振動素子モデル２’の熱弾性損失のみを考慮したＱ値（ＱＴＥＤ）を求めることができる。
【００８０】
【数７】
2015089052.tif 000009
（式（６）および式（７）中、ρは質量密度［ｋｇ／ｍ３］、Ｃｐは熱容量［Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）］、ｃは長さＬ’方向の伸縮に関する弾性スチフネス定数［Ｎ／ｍ２］、Θは環境の絶対温度［Ｋ］、ｆは振動周波数［Ｈｚ］、ｋは幅Ｗ’方向に関する熱伝導率［Ｎ／（Ｋ・ｓ）］である。）
【００８１】
図９に、振動周波数ｆが５００×１０３［Ｈｚ］、即ちＦが５００［ｋＨｚ］の場合の、ＱＴＥＤと幅Ｗ’との関係を示す。
図９に示すグラフは、横軸が幅Ｗ’であり、縦軸がＱＴＥＤである。また、図９のグラフには、Ｚカット水晶板を用いた振動素子モデル２’におけるＱＴＥＤとともに、Ｓｉ基板を用いた振動素子モデルにおけるＱＴＥＤを示す。なお、Ｓｉ基板を用いた振動素子モデルのＱＴＥＤは、上記のＺカット水晶板を用いた振動素子モデル２’のＱＴＥＤを求めた方法と同様の方法により算出した。
また、以下の説明では、Ｚカット水晶板を用いた振動素子モデル２’を、単に「水晶の振動素子モデル２’」といい、Ｓｉ基板を用いた振動素子モデルのＱＴＥＤを、単に「Ｓｉの振動素子モデル」ということもある。
【００８２】
図９のグラフによれば、幅Ｗ’が所定の幅（長さ）以上のとき、水晶の振動素子モデル２’のＱＴＥＤの方が、Ｓｉの振動素子モデルのＱＴＥＤよりも大きなっていることが分かる。このように、同一振動周波数、同一幅の水晶の振動素子モデル２’とＳｉの振動素子モデルとを比較した場合、所定の幅Ｗ’以上のとき、水晶の振動素子モデル２’のＱＴＥＤの方が、Ｓｉの振動素子モデルのＱＴＥＤよりも大きくなる領域があることが分かる。さらに、水晶の振動素子モデル２’は水晶板を用いているため、Ｓｉの振動素子モデルに比べ、優れた温度特性を発揮する。したがって、幅Ｗ’が所定の幅以上であれば、水晶の振動素子モデル２’の用いた方が、温度特性により優れるとともに、より高いＱＴＥＤが得られることが分かる。
【００８３】
図１０に、振動周波数ｆが５００×１０３［Ｈｚ］、即ちＦが５００［ｋＨｚ］の場合の、ＱＴＥＤと長さＬ’との関係を示す。なお、図１０に示すグラフは、横軸が長さＬ’であり、縦軸がＱＴＥＤである。
図１０のグラフによれば、長さＬ’が所定の長さ以上のとき、水晶の振動素子モデル２’のＱＴＥＤの方が、Ｓｉの振動素子モデルのＱＴＥＤよりも大きなっていることが分かる。このように、長さＬ’についても幅Ｗ’と同様に、同一振動周波数、同一長さの水晶の振動素子モデル２’とＳｉの振動素子モデルとを比較した場合、所定の長さＬ’以上のとき、水晶の振動素子モデル２’のＱＴＥＤの方が、Ｓｉの振動素子モデルのＱＴＥＤよりも大きくなる領域があることが分かる。したがって、長さＬ’が所定の数値以上であれば、水晶の振動素子モデル２’の用いた方が、温度特性により優れるとともに、より高いＱＴＥＤが得られることが分かる。
【００８４】
また、振動周波数ｆを変化させ、各振動周波数ｆにおける、水晶の振動素子モデル２’のＱＴＥＤと幅Ｗ’との関係と、Ｓｉの振動素子モデルのＱＴＥＤと幅Ｗ’との関係とを求めた。そして、各振動周波数ｆにおける、水晶の振動素子モデル２’のＱＴＥＤの方が、Ｓｉの振動素子モデルのＱＴＥＤよりも大きくなる最小の幅Ｗｍｉｎを算出した。
各振動周波数ｆと、その振動周波数ｆにおける最小の幅Ｗｍｉｎとの関係を図１１に示す。なお、図１１に示すグラフは、横軸が振動周波数Ｆ［ｋＨｚ］であり、縦軸が各振動周波数Ｆにおける最小の幅Ｗｍｉｎである。
図１１の結果から、振動周波数をＦ［ｋＨｚ］とし、幅Ｗ’［μｍ］としたとき、下記式（１）を満たすことにより、ＱＴＥＤの高い振動素子２が得られることが分かる。
【００８５】
【数８】
2015089052.tif 000010
【００８６】
また、振動周波数ｆを変化させ、各振動周波数ｆにおける、水晶の振動素子モデル２’のＱＴＥＤと長さＬ’との関係と、Ｓｉの振動素子モデルのＱＴＥＤと長さＬ’との関係と、を求めた。そして、各振動周波数ｆにおける、水晶の振動素子モデル２’のＱＴＥＤの方が、Ｓｉの振動素子モデルのＱＴＥＤよりも大きくなる最小の長さＬｍｉｎを算出した。
【００８７】
また、各振動周波数ｆと、その振動周波数ｆにおける最小の長さＬｍｉｎとの関係を図１２に示す。なお、図１２に示すグラフは、横軸が振動周波数Ｆ［ｋＨｚ］であり、縦軸が各振動周波数Ｆにおける最小の長さＬｍｉｎである。
図１２の結果から、振動周波数をＦ［ｋＨｚ］とし、長さＬ’［μｍ］としたとき、下記式（２）を満たすことにより、ＱＴＥＤの高い振動素子２が得られることが分かる。
【００８８】
【数９】
2015089052.tif 000011
【００８９】
したがって、式（１）を満足することによって、より高いＱ値が得られ、より優れた振動特性を有する振動素子２となり、また、式（２）を満足することによって、より高いＱ値が得られ、より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。
【００９０】
＜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１３は、本発明の第２実施形態にかかる振動子が有する振動素子の上面図である。
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。
【００９１】
図１３に示すように、第２実施形態の振動素子２は、支持体３５および３６を有しておらず、第２の電極３１が水晶基板２５に設けられている。
具体的には、第１の電極８１がハンマーヘッド５９の側面５９２に設けられており、第２の電極３１がハンマーヘッド６９の側面６９２に設けられている。第１の電極８１、第２の電極３１は、それぞれ側面５９２、６９２の全面にわたって形成されている。第１の電極８１のＹ’Ｚ’平面における面積と、第２の電極３１のＹ’Ｚ’平面における面積とは、略同じになっている。また、第１の電極８１と第２の電極３１とは、空間を隔てて対向配置されている。
【００９２】
第１の電極８１は、ハンマーヘッド５９上に形成された配線８１１と、溝５２の内面に形成された配線８１２と、基部４および保持腕７上に形成された配線８１３を介して、端子７５１に電気的に接続されている。また、第２の電極３１は、ハンマーヘッド６９上に形成された配線３９７と、溝６２の内面に形成された配線３９８と、基部４および保持腕７上に形成された配線３９９を介して、端子７５２に電気的に接続されている。
端子７５１は、例えばボンディングワイヤーで構成された配線を介して、内部端子９５１に電気的に接続されている。また、端子７５２は、例えばボンディングワイヤーで構成された配線を介して、内部端子９５２に電気的に接続されている。
【００９３】
第２の電極３１に交番電圧が印加されると、第２の電極３１および第１の電極８１の間に、間欠的に静電引力が発生し、振動腕５、６は、第１実施形態と同様に、ＸＹ平面内において互いに離間と接近とを繰り返すように所定の周波数で屈曲振動する。
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。
また、第２実施形態の振動素子２は、支持体３５および３６を有していないため、振動子１の小型化をより一層図ることができる。
【００９４】
＜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１４は、本発明の第３実施形態にかかる振動子が有する振動素子の上面図である。
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。
【００９５】
第１実施形態の振動素子２は、２つの振動腕５、６を有していたが、第３実施形態の振動素子２は、図１４に示すように、４つの振動腕５、６、５’、６’を有している。
具体的には、第３実施形態の振動素子２は、図１４に示すように、水晶基板２５と、第１の電極８１、８２、８１’、８２’と、第２の電極３１、３２、３１’、３２’と、支持体３５、３６、３５’、３６’と、を有している。
【００９６】
水晶基板２５は、基部４と、振動腕５、６、５’、６’と、保持腕７、７’とを有している。
振動腕５’、６’は、振動腕５、６と同様の構成である。すなわち、振動腕５’は、腕部５１’、とハンマーヘッド５９’とを有しており、振動腕６’は、腕部６１’、とハンマーヘッド６９’とを有している。また、ハンマーヘッド５９’、６９’の側面５９１’、６９１’には、それぞれ第１の電極８１’、８２’が設けられている。
また、保持腕７’は、保持腕７と同様の構成である。また、保持腕７’の上面には端子７５１’が形成されており、端子７５１’は、例えばボンディングワイヤーで構成された配線を介して、内部端子９５１’に電気的に接続されている。
【００９７】
第１の電極８１’、８２’は、第１の電極８１、８２と同様の構成である。すなわち、第１の電極８１’は、ハンマーヘッド５９’上に形成された配線８１１’と、溝５２’の内面に形成された配線８１２’と、基部４および保持腕７’上に形成された配線８１３’を介して、端子７５１’に電気的に接続されている。また、第１の電極８２’は、ハンマーヘッド６９’上に形成された配線８２１’と、溝６２’の内面に形成された配線８２２’と、基部４および保持腕７’上に形成された配線８２３’を介して、端子７５１’に電気的に接続されている。
【００９８】
支持体３５’、３６’は、支持体３５、３６と同様の構成である。すなわち、支持体３５’は、振動腕５’の側面５９１’側で、振動腕５’と空間を隔てて対向配置されている。支持体３６’は、振動腕６’の側面６９１’側で、振動腕６’と空間を隔てて対向配置されている。支持体３５’、３６’の側面３５１’、３６１’には、それぞれ第２の電極３１’、３２’が形成されている。
【００９９】
第２の電極３１’、３２’は、第２の電極３１、３２と同様の構成である。すなわち、第２の電極３１’は、そのＹ’Ｚ’平面における面積が第１の電極８１’のＹ’Ｚ’平面における面積よりも大きくなっている。第２の電極３１’は、第１の電極８１’と空間を隔てて、第１の電極８１’の全体を含むように対向配置されている。また、第２の電極３２’は、そのＹ’Ｚ’平面における面積が第１の電極８２’のＹ’Ｚ’平面における面積よりも大きくなっている。第２の電極３２’は、第１の電極８２’と空間を隔てて、第１の電極８２’の全体を含むように対向配置されている。
【０１００】
また、第２の電極３１’は、支持体３５’上に形成された配線３９５’を介して、端子３９１’に電気的に接続されている。第２の電極３２’は、支持体３６’上に形成された配線３９６’を介して、端子３９２’に電気的に接続されている。また、端子３９１’は、例えばボンディングワイヤーで構成された配線を介して、内部端子９６１’に電気的に接続されている。また、端子３９２’は、例えばボンディングワイヤーで構成された配線を介して、内部端子９６２’に電気的に接続されている。
【０１０１】
上記のような構成の第３実施形態の振動素子２は、第２の電極３１、３２、３１’、３２’に同じ交番電圧が印加されると、第２の電極３１と第１の電極８１との間、第２の電極３２と第１の電極８２との間、第２の電極３１’と第１の電極８１’との間、第２の電極３１’と第１の電極８１’との間に、間欠的に静電引力が発生する。そのため、振動腕５、６は、ＸＹ’平面内において互いに離間と接近とを繰り返すように所定の周波数で屈曲振動し、振動腕５’、６’も同様に、ＸＹ’平面内において互いに離間と接近とを繰り返すように所定の周波数で屈曲振動する。
【０１０２】
このような第３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。
また、第３実施形態の振動素子２は、第１実施形態の振動素子２よりも多くの振動腕を有している。よって、第３実施形態の振動素子２によれば、駆動効率の向上をより一層図ることができる。
【０１０３】
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１５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１５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。
【０１０４】
図１５に示すように、ベース９１は、上面に開放した凹部９１１と、下面に開放した凹部９１２とを有している。
凹部９１１には、振動素子２が収容されている。一方、凹部９１２には、ＩＣチップ１１０が収納されている。ＩＣチップ１１０は、接着剤を介してベース９１に固定されている。また、凹部９１２内には、少なくとも２つの外部端子９５３、９６３が形成されている。外部端子９５３は、ボンディングワイヤーによってＩＣチップ１１０と電気的に接続されているとともに、図示しない貫通電極や層間配線を介して内部端子９５１と電気的に接続されている。同様に、外部端子９６３は、ボンディングワイヤーによってＩＣチップ１１０と電気的に接続されているとともに、図示しない貫通電極や層間配線を介して内部端子９６１、９６２と電気的に接続されている。また、凹部９１２内には樹脂材料７００が充填されており、この樹脂材料７００によって、ＩＣチップ１１０が封止されている。
【０１０５】
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（駆動回路）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。
なお、図１５の構成では、ＩＣチップ１１０が下面に開放した凹部９１２に配置されている構成について説明したが、ＩＣチップ１１０の配置は、特に限定されず、例えば、上面に開放した凹部９１１に配置されていてもよい。
【０１０６】
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１６は、本発明の振動素子を備える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。
【０１０７】
図１７は、本発明の振動素子を備える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。
【０１０８】
図１８は、本発明の振動素子を備える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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
なお、本発明の振動素子を備える電子機器は、図１６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１７の携帯電話機、図１８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）、フライトシュミレーター等に適用することができる。
【０１１２】
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１９は、本発明の移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。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。
【０１１３】
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。
【符号の説明】
【０１１４】
１……振動子  ２……振動素子  ２５……水晶基板  ２’ ……振動素子モデル  ２９……面  ４……基部  ４１……本体部  ４２……縮幅部  ５、６、５’、６’ ……振動腕  ５１、６１、５１’、６１’ ……腕部  ５２、５３、５２’ ……溝  ６２、６３、６２’ ……溝  ５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ……側壁  ５１１……主面（腕部５１の第１の主面）  ５１２……主面（腕部５１の第２の主面）  ５１３、５１４、６１３、６１４……側面  ６１１……主面（腕部６１の第１の主面）  ６１２……主面（腕部６１の第２の主面）  ５９、６９、５９’、６９’ ……ハンマーヘッド  ５９３……主面（ハンマーヘッド５９の第１の主面）  ５９４……主面（ハンマーヘッド５９の第２の主面）  ６９３……主面（ハンマーヘッド６９の第１の主面）  ６９４……主面（ハンマーヘッド６９の第２の主面）  ５９１、５９２、６９１、６９２、５９１’、６９１’……側面  ７、７’ ……保持腕  ７１……先端部  ７２……幅減少部  ７５１、７５２、７５１’ ……端子  ８１，８２，８１’，８２’ ……第１の電極  ８１１、８１２、８１３、８１１’、８１２’、８１３’ ……配線  ８２１、８２２、８２３、８２１’、８２２’、８２３’ ……配線  ３５、３６、３５’、３６’ ……支持体  ３５１、３６１、３５１’、３６１’ ……側面  ３１，３２，３１’，３２’ ……第２の電極  ３９１、３９２、３９１’、３９２’ ……端子  ３９５、３９６、３９５’、３９６’ ……配線  ３９７、３９８、３９９……配線  ９……パッケージ  ９１……ベース  ９２……リッド  ９１１、９１２……凹部  ９３、９４、９５……接合部材  ９５１、９５２、９５１’ ……内部端子  ９６１、９６２、９６１’、９５２’ ……内部端子  ９５３、９６３……外部端子  １００……発振器  １１０……ＩＣチップ  ７００……樹脂材料  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……携帯電話機  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  Ｌ、Ｌ’……全長  Ｈ、Ｈ１……長さ  Ｗ、Ｗ１、Ｗ’、Ｗ４、Ｗ５……幅  Ｔ、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ’……長さ（高さ）  Ｓ……収容空間  Ｄ１、Ｄ２……溝の深さ
【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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