(57)【要約】【課題】耐衝撃性が高い振動素子、ならびに、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。【解決手段】振動素子２は、基部４と、基部４から−Ｙ’軸方向に延出しているテーパー部４１、４２と、テーパー部４１から−Ｙ’軸方向に延出している振動腕５と、テーパー部４２から−Ｙ’軸方向に延出している振動腕６と、を含む。テーパー部４１、４２は、それぞれＸ軸方向に沿った長さが、−Ｙ’軸方向に向かうにつれて長くなるように構成されており、Ｚ’軸方向からの平面視において、テーパー部４１の（第１）内側縁部と基部４との接続点が、（第１）外側縁部と基部４との接続点よりも＋Ｙ’軸方向に位置しており、同様に、テーパー部４２の（第２）内側縁部と基部４との接続点が、（第２）外側縁部と基部４との接続点よりも＋Ｙ’軸方向に位置している。【選択図】図１
2015097360.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、
平面視で前記基部と接続され、前記第２方向に並び、前記基部から前記第１方向に延出されている第１テーパー部および第２テーパー部と、
平面視で、前記第１テーパー部から前記第１方向に延出されている第１振動腕と、
平面視で、前記第２テーパー部から前記第１方向に延出されている第２振動腕と、
を含み、
前記基部から前記第１テーパー部および前記第２テーパー部が延出されている方向を延出方向、
前記延出方向とは反対の方向を反延出方向としたとき、
前記第１テーパー部および前記第２テーパー部は、
それぞれ、前記第２方向に沿った長さが、前記反延出方向に向かうにつれて長くなっており、
平面視において、
前記第１テーパー部の縁部のうち前記第２テーパー部側に位置する縁部を第１内側縁部、
前記第２テーパー部側とは反対側に位置する縁部を第１外側縁部としたとき、
前記第１内側縁部と前記基部との接続点は、前記第１外側縁部と前記基部との接続点よりも前記反延出方向に配置され、
前記第２テーパー部の縁部のうち前記第１テーパー部側に位置する縁部を第２内側縁部、
前記第１テーパー部側とは反対側に位置する縁部を第２外側縁部としたとき、
前記第２内側縁部と前記基部との接続点は、前記第２外側縁部と前記基部との接続点よりも前記反延出方向に配置されていることを特徴とする振動素子。
【請求項２】
前記第１内側縁部と前記第１振動腕との接続点および前記第１外側縁部と前記第１振動腕との接続点は、前記第１振動腕の前記第１方向に沿った仮想中心線に対して線対称であり、
前記第２内側縁部と前記第２振動腕との接続点および前記第２外側縁部と前記第２振動腕との接続点は、前記第２振動腕の前記第１方向に沿った仮想中心線に対して線対称である請求項１に記載の振動素子。
【請求項３】
平面視において、前記第１内側縁部の形状と前記第１外側縁部の形状とが、前記第１振動腕の前記第１方向沿った仮想中心線に対して線対称であり、
平面視において、前記第２内側縁部の形状と前記第２外側縁部の形状とが、前記第２振動腕の前記第１方向に沿った仮想中心線に対して線対称である請求項１または２に記載の振動素子。
【請求項４】
前記第１内側縁部と前記第２内側縁部との間に設けられ、前記第１内側縁部および前記第２内側縁部から延出されているヒレ部を含み、
前記ヒレ部は、
前記第１内側縁部と前記第１振動腕との接続点よりも前記反延出方向に配置され、
かつ、前記第２内側縁部と前記第２振動腕との接続点よりも前記反延出方向に配置されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の振動素子。
【請求項５】
前記第１振動腕および前記第２振動腕は、それぞれ、互いに表裏の関係にある１対の主面の少なくとも一方に設けられ、前記第１方向に沿って延出されている溝を含み、
前記第１内側縁部と前記第２内側縁部との間に設けられ、前記第１内側縁部および前記第２内側縁部から延出されているヒレ部を含み、
前記ヒレ部は、
前記第１振動腕に設けられている前記溝の前記基部側の端部よりも前記反延出方向に配置され、
かつ、前記第２振動腕に設けられている前記溝の前記基部側の端部よりも前記反延出方向に配置されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の振動素子。
【請求項６】
前記第１振動腕および前記第２振動腕は、それぞれ、互いに表裏の関係にある１対の主面の少なくとも一方に設けられ、前記第１方向に沿って延出されている溝を含み、
前記第１内側縁部と前記第２内側縁部との間に設けられ、前記第１内側縁部および前記第２内側縁部から延出されているヒレ部を含み、
前記第１振動腕に設けられている前記溝の前記基部側の端部は、前記第１内側縁部と前記基部との接続点よりも前記延出方向に配置され、
かつ、前記第２振動腕に設けられている前記溝の前記基部側の端部は、前記第２内側縁部と前記基部との接続点よりも前記延出方向に配置され、
前記ヒレ部は、
前記第１振動腕に設けられている前記溝の前記端部よりも前記反延出方向に配置され、
かつ、前記第２振動腕に設けられている前記溝の前記端部よりも前記反延出方向に配置されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の振動素子。
【請求項７】
前記振動腕は、
錘部と、
前記テーパー部と前記錘部との間に配置されている腕部と、
を含む請求項１ないし６のいずれか１項に記載の振動素子。
【請求項８】
請求項１ないし７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９】
請求項１ないし７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１０】
請求項１ないし７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１１】
請求項１ないし７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する。これら一対の振動腕が互いに接近、離間を交互に繰り返すことにより、一対の振動腕は基部において互いの振動を打ち消し合うように駆動する。
また、一対の振動腕の幅は、その付け根（基部との接続部）に向かってテーパー状に広がっている。このような形状になっていることで、振動腕の表面のスペースが十分に確保され、振動腕に設けられる電極に接続される電気配線を、振動腕に対して容易に敷設することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２９１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の振動素子は、衝撃が加わった際に、振動腕の一部あるいは基部の一部に応力が集中し、圧電材料（水晶）の特性劣化を招いたり、振動腕や基部に亀裂が生じたりする。また、衝撃が大きい場合には、振動腕が折れることもある。
【０００５】
本発明の目的は、耐衝撃性が高い振動素子、ならびに、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】
【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、
平面視で前記基部と接続され、前記第２方向に並び、前記基部から前記第１方向に延出されている第１テーパー部および第２テーパー部と、
平面視で、前記第１テーパー部から前記第１方向に延出されている第１振動腕と、
平面視で、前記第２テーパー部から前記第１方向に延出されている第２振動腕と、
を含み、
前記基部から前記第１テーパー部および前記第２テーパー部が延出されている方向を延出方向、
前記延出方向とは反対の方向を反延出方向としたとき、
前記第１テーパー部および前記第２テーパー部は、
それぞれ、前記第２方向に沿った長さが、前記反延出方向に向かうにつれて長くなっており、
平面視において、
前記第１テーパー部の縁部のうち前記第２テーパー部側に位置する縁部を第１内側縁部、
前記第２テーパー部側とは反対側に位置する縁部を第１外側縁部としたとき、
前記第１内側縁部と前記基部との接続点は、前記第１外側縁部と前記基部との接続点よりも前記反延出方向に配置され、
前記第２テーパー部の縁部のうち前記第１テーパー部側に位置する縁部を第２内側縁部、
前記第１テーパー部側とは反対側に位置する縁部を第２外側縁部としたとき、
前記第２内側縁部と前記基部との接続点は、前記第２外側縁部と前記基部との接続点よりも前記反延出方向に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
これにより、第１テーパー部および第２テーパー部に発生する応力が分散されるので、振動素子に衝撃が加わった場合でも特性劣化や亀裂、折れや欠け等が発生するのを低減することができる。
また、第１テーパー部および第２テーパー部に発生する歪みも分散されるため、熱弾性損失の低減が図られ、Ｑ値を高めることができる。
したがって、耐衝撃性が高くかつＱ値が高い振動素子を得ることができる。
【０００８】
［適用例２］
本発明の振動素子では、前記第１内側縁部と前記第１振動腕との接続点および前記第１外側縁部と前記第１振動腕との接続点は、前記第１振動腕の前記第１方向に沿った仮想中心線に対して線対称であり、
前記第２内側縁部と前記第２振動腕との接続点および前記第２外側縁部と前記第２振動腕との接続点は、前記第２振動腕の前記第１方向に沿った仮想中心線に対して線対称であることが好ましい。
これにより、第１振動腕と第２振動腕とが互いに接近、離間を繰り返すように振動する際の振動安定性を高めることができる。その結果、第１振動腕および第２振動腕の振動漏れをより少なくすることができ、Ｑ値をより高めることができる。
【０００９】
［適用例３］
本発明の振動素子では、平面視において、前記第１内側縁部の形状と前記第１外側縁部の形状とが、前記第１振動腕の前記第１方向沿った仮想中心線に対して線対称であり、
平面視において、前記第２内側縁部の形状と前記第２外側縁部の形状とが、前記第２振動腕の前記第１方向に沿った仮想中心線に対して線対称であることが好ましい。
これにより、第１振動腕と第２振動腕とが互いに接近、離間を繰り返すように振動する際の振動安定性を特に高めることができる。その結果、第１振動腕および第２振動腕の振動漏れを特に少なくすることができ、Ｑ値をさらに高めることができる。
【００１０】
［適用例４］
本発明の振動素子では、前記第１内側縁部と前記第２内側縁部との間に設けられ、前記第１内側縁部および前記第２内側縁部から延出されているヒレ部を含み、
前記ヒレ部は、
前記第１内側縁部と前記第１振動腕との接続点よりも前記反延出方向に配置され、
かつ、前記第２内側縁部と前記第２振動腕との接続点よりも前記反延出方向に配置されていることが好ましい。
これにより、ヒレ部の端部を起点にした亀裂の進展等が起こり難くなり、ヒレ部を設けたとしても振動素子の耐衝撃性が低下するのを抑制することができる。
【００１１】
［適用例５］
本発明の振動素子では、前記第１振動腕および前記第２振動腕は、それぞれ、互いに表裏の関係にある１対の主面の少なくとも一方に設けられ、前記第１方向に沿って延出されている溝を含み、
前記第１内側縁部と前記第２内側縁部との間に設けられ、前記第１内側縁部および前記第２内側縁部から延出されているヒレ部を含み、
前記ヒレ部は、
前記第１振動腕に設けられている前記溝の前記基部側の端部よりも前記反延出方向に配置され、
かつ、前記第２振動腕に設けられている前記溝の前記基部側の端部よりも前記反延出方向に配置されていることが好ましい。
これにより、ヒレ部の端部を起点にした亀裂の進展等が起こり難くなり、ヒレ部を設けたとしても振動素子の耐衝撃性が低下するのを抑制することができる。
【００１２】
［適用例６］
本発明の振動素子では、前記第１振動腕および前記第２振動腕は、それぞれ、互いに表裏の関係にある１対の主面の少なくとも一方に設けられ、前記第１方向に沿って延出されている溝を含み、
前記第１内側縁部と前記第２内側縁部との間に設けられ、前記第１内側縁部および前記第２内側縁部から延出されているヒレ部を含み、
前記第１振動腕に設けられている前記溝の前記基部側の端部は、前記第１内側縁部と前記基部との接続点よりも前記延出方向に配置され、
かつ、前記第２振動腕に設けられている前記溝の前記基部側の端部は、前記第２内側縁部と前記基部との接続点よりも前記延出方向に配置され、
前記ヒレ部は、
前記第１振動腕に設けられている前記溝の前記端部よりも前記反延出方向に配置され、
かつ、前記第２振動腕に設けられている前記溝の前記端部よりも前記反延出方向に配置されていることが好ましい。
これにより、Ｑ値を高めつつ、ヒレ部を設けた場合の振動素子の耐衝撃性の低下を最小限に抑えることができる。
【００１３】
［適用例７］
本発明の振動素子では、前記振動腕は、
錘部と、
前記テーパー部と前記錘部との間に配置されている腕部と、
を含むことが好ましい。
【００１４】
これにより、振動素子の熱弾性損失を減少させてＱ値をより高めることができる。
なお、錘部として例えば腕部の幅を広げた広幅部を設けることができるが、これによって振動周波数は低下する。ただし、その際、腕部の幅を広げることによって、屈曲振動の際に振動腕に発生する熱の移動経路を長くすることができ、これにより、後述する断熱的領域において振動素子の熱弾性損失を減少させることができる。
【００１５】
［適用例８］
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９］
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。
【００１７】
［適用例１０］
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１１］
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】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係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に示す振動子に含まれる振動素子の部分拡大平面図である。
【図５】図１に示す振動子に含まれる振動素子の部分拡大平面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る振動素子の部分拡大平面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る振動素子の他の構成例の部分拡大平面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る振動素子の平面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る振動素子の平面図である。
【図１０】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１１】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１２】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１３】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１４】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】
【００１９】
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
＜第１実施形態＞
まず、本発明の振動子の第１実施形態および本発明の振動素子の第１実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の第１実施形態に係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および図５は、それぞれ図１に示す振動子に含まれる振動素子の部分拡大平面図である。
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。
【００２１】
（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、上面に開口する凹部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。
【００２２】
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。
【００２３】
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に取り付けられているとともに、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。
【００２４】
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。
【００２５】
（振動素子）
図１および図３に示すように、振動素子２は、水晶振動片３と、水晶振動片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。
また、水晶振動片３は、基部４と、基部４から延出する１対のテーパー部４１、４２と、１対のテーパー部４１、４２から延出する１対の振動腕５、６と、支持部７とを有している。
【００２６】
さらに、支持部７は、接続部７２と、基部４と接続部７２とを連結する連結部７１と、接続部７２から延出する保持腕７４、７５とを有している。
水晶振動片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軸をほぼ厚さ方向とする水晶基板であるが、Ｚ軸と厚さ方向とが多少ずれていてもよい。なお、本実施形態に係る水晶振動片３は、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、Ｚ軸が厚さ方向に対して若干傾くように構成されている。
【００２７】
すなわち、この傾ける角度を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振動片３となる。
【００２８】
なお、水晶振動片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振動片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。
【００２９】
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。そして、基部４の＋Ｙ’軸側の端から連結部７１が＋Ｙ’軸方向に延出している。連結部７１の＋Ｙ’軸側の端には、接続部７２が接続されており、接続部７２は、連結部７１からＸ軸方向の両側に延びている。また、連結部７１の−Ｘ軸側の端部からは、保持腕７４が−Ｙ’軸方向に延出しており、＋Ｘ軸側の端部からは、保持腕７５が−Ｙ’軸方向に延出している。保持腕７４、７５は、一対の振動腕５、６の外側に位置しており、保持腕７４、７５の間に一対の振動腕５、６が配置されている。なお、保持腕７４、７５の先端（−Ｙ’軸側の端）は、振動腕５、６の先端（−Ｙ’軸側の端）よりも＋Ｙ’軸側に位置している。
【００３０】
テーパー部４１、４２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−Ｙ’軸側の端から−Ｙ’軸方向に延出している。本実施形態では、テーパー部４１を第１テーパー部とし、テーパー部４２を第２テーパー部とする。これらテーパー部４１、４２は、それぞれ、長手形状をなし、その基端（＋Ｙ’軸側の端）が基部４に接続され、先端（−Ｙ’軸側の端）が振動腕５、６に接続されている。なお、本実施形態では、Ｙ’軸に平行な方向が第１方向に相当し、Ｘ軸に平行な方向が第２方向に相当する。さらに、Ｙ’軸に平行な方向（第１方向）のうち、基部４からテーパー部４１、４２が延出している方向（−Ｙ’軸方向）が延出方向に相当し、その反対の方向（＋Ｙ’軸方向）が反延出方向に相当する。
また、図４では、破線Ｌ１と破線Ｌ２とで挟まれた領域がテーパー部４１であり、図５では、破線Ｌ３と破線Ｌ４とで挟まれた領域がテーパー部４２である。
【００３１】
テーパー部４１がＺ’軸方向から平面視されたとき、そのＸ軸方向に沿った長さは、＋Ｙ’軸方向に向かうにつれて徐々に長くなるように構成されている。一方、Ｚ’軸方向から平面視されたとき、テーパー部４２も、そのＸ軸方向に沿った長さは、＋Ｙ’軸方向に向かうにつれて徐々に長くなるように構成されている。このようなテーパー部４１、４２が基部４と振動腕５、６との間に介挿されることで、振動腕５、６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おそれが減少する。
【００３２】
また、前記平面視において、テーパー部４１の縁部のうち、テーパー部４２側に位置する縁部を「第１内側縁部４１１」とし、テーパー部４２側とは反対側に位置する縁部を「第１外側縁部４１２」とする。換言すれば、「第１外側縁部４１２」は、基部４に設けられている切り欠き部７６の開口７６１側に配置され、「第１内側縁部４１１」は前記切り欠き部７６の内端部７６２側に配置されている。上述したように、テーパー部４１のＸ軸方向に沿った長さが＋Ｙ’軸方向に向かうにつれて徐々に長くなるように構成されていることで、第１内側縁部４１１および第１外側縁部４１２は、＋Ｙ’軸方向に向かうにつれて互いの離間距離が徐々に長くなるように、緩やかな曲線を描いている。
【００３３】
同様に、前記平面視において、テーパー部４２の縁部のうち、テーパー部４１側に位置する縁部を「第２内側縁部４２１」とし、テーパー部４１側とは反対側に位置する縁部を「第２外側縁部４２２」とする。上述したように、テーパー部４２のＸ軸方向に沿った長さが＋Ｙ’軸方向に向かうにつれて徐々に長くなるように構成されていることで、第２内側縁部４２１および第２外側縁部４２２は、＋Ｙ’軸方向に向かうにつれて互いの離間距離が徐々に長くなるように、緩やかな曲線を描いている。
【００３４】
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−Ｙ’軸側の端から−Ｙ’軸方向に延出している。本実施形態では、振動腕５を第１振動腕とし、振動腕６を第２振動腕とする。これら振動腕５、６は、それぞれ、長手形状をなし、その先端（−Ｙ’軸側の端）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錘部としてのハンマーヘッド（広幅部）５９、６９と、を有している。このようなハンマーヘッド５９、６９を備えることにより、振動素子２のＱ値をより高めることができる。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。
【００３５】
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、Ｙ’Ｚ’平面で構成され、１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の境界部およびテーパー部４１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おそれが減少する。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
腕部５１の幅Ｗ１は、腕部５１のＹ’軸方向の全長においてほぼ一定である。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。なお、腕部５１の幅Ｗ１は、前述したようにその全長において一定になるよう設計されるが、製造時に不可避的に生じるずれは許容される。腕部５１の全長における幅Ｗ１のずれの許容量、すなわち幅Ｗ１の最大値と最小値との許容差は、腕部５１の全長に対して１０％以下程度とされる。
【００３９】
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６３の側面に形成されている。
【００４０】
なお、溝５２、５３、６２、６３は、それぞれ必要に応じて設けられればよく、例えば、溝５２、６２を設ける一方、溝５３、６３が省略されていてもよい。
各第１駆動用電極８４は、図示しない配線によって、保持腕７４まで引き出され、第１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、保持腕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。
【００４１】
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。
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。
【００４２】
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、７０ｎｍ以下のＣｒ層上に７０ｎｍ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２０ｎｍ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１００ｎｍ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。
【００４３】
ここで、本実施形態では、テーパー部４１の第１内側縁部４１１の基端と、テーパー部４２の第２内側縁部４２１の基端とが、一致している。このため、第１内側縁部４１１から第２内側縁部４２１にかけて連続する曲線は、＋Ｙ’軸方向に凸の曲線となる。
また、図４に示す第１内側縁部４１１と振動腕５との接続点（第１内側縁部４１１の先端）をＰ１とし、第１内側縁部４１１と基部４との接続点（第１内側縁部４１１の基端）をＰ２とする。また、第１外側縁部４１２と振動腕５との接続点（第１外側縁部４１２の先端）をＰ３とし、第１外側縁部４１２と基部４との接続点（第１外側縁部４１２の基端）をＰ４とする。
【００４４】
一方、図５に示す第２内側縁部４２１と振動腕６との接続点をＰ５とし、第２内側縁部４２１と基部４との接続点（第２内側縁部４２１の基端）をＰ６とする。また、第２外側縁部４２２と振動腕６との接続点をＰ７とし、第２外側縁部４２２と基部４との接続点をＰ８とする。
なお、図４に示す破線Ｌ１は、接続点Ｐ１と接続点Ｐ３とを結ぶ線分であり、破線Ｌ２は、接続点Ｐ２と接続点Ｐ４とを結ぶ線分である。また、図５に示す破線Ｌ３は、接続点Ｐ５と接続点Ｐ７とを結ぶ線分であり、破線Ｌ４は、接続点Ｐ６と接続点Ｐ８とを結ぶ線分である。
なお、テーパー部４１は、図４に示す破線Ｌ１、破線Ｌ２、第１内側縁部４１１および第１外側縁部４１２で囲まれた領域であるといえる。同様に、テーパー部４２は、図５に示す破線Ｌ３、破線Ｌ４、第２内側縁部４２１および第２外側縁部４２２で囲まれた領域であるといえる。
【００４５】
本実施形態では、テーパー部４１は、接続点Ｐ２が接続点Ｐ４よりも＋Ｙ’軸方向（反延出方向）に位置するように構成されている。また、テーパー部４２も、接続点Ｐ６が接続点Ｐ８よりも＋Ｙ’軸方向（反延出方向）に位置するように構成されている。このようにすることで、第１内側縁部４１１や第２内側縁部４２１に発生する応力を分散させることができ、振動素子２に衝撃が加わった際に、テーパー部４１、４２において特性劣化や亀裂、折れや欠け等が発生するのを低減することができる。
【００４６】
また、テーパー部４１、４２に発生する歪みも分散されるため、温度勾配が小さくなり熱流が低減される。それにより、熱弾性損失の低減が図られ、Ｑ値を高めることができる。
さらには、接続点Ｐ２および接続点Ｐ６を上述した位置にしたことで、その分、第１内側縁部４１１および第２内側縁部４２１のＸ軸方向の長さを変えることなく、その全長をより長くとることができる。これにより、第１内側縁部４１１および第２内側縁部４２１の最小曲率半径をより長くすることができるので、水晶振動片３の大型化を避けつつ、テーパー部４１、４２に発生する応力をより分散することができる。
【００４７】
また、テーパー部４１において、第１内側縁部４１１と振動腕５との接続点Ｐ１と、第１外側縁部４１２と振動腕５との接続点Ｐ３は、Ｙ’軸方向において互いに同じ位置にあるのが好ましい。同様に、テーパー部４２においても、第２内側縁部４２１と振動腕６との接続点Ｐ５と、第２外側縁部４２２と振動腕６との接続点Ｐ７は、Ｙ’軸方向において互いに同じ位置にあるのが好ましい。このような条件を満たすテーパー部４１、４２は、それぞれ振動腕５、６が互いに接近、離間を繰り返すように振動する際の振動安定性を高めることに寄与する。このため、振動腕５、６の振動漏れをより少なくすることができ、Ｑ値をより高めることができる。
【００４８】
なお、接続点Ｐ１と接続点Ｐ３とがＹ’軸方向において互いに同じ位置にあるとは、Ｙ’軸方向における位置ずれが水晶振動片３の全長の３％以下または３０μｍ以下のいずれか短い方を満足する状態をいう。接続点Ｐ５と接続点Ｐ７についてもこれと同様である。また、水晶振動片３の全長とは、Ｙ’軸方向における最大長さのことをいう。
上記のことを換言すれば、Ｙ’軸方向に平行な対称軸（仮想中心線）を仮想したとき、接続点Ｐ１と接続点Ｐ３とが重なり、接続点Ｐ５と接続点Ｐ７とが重なることが好ましく、このとき許容される位置ずれは、Ｙ’軸方向において上記範囲内であればよい。
【００４９】
さらに、テーパー部４１が平面視されたとき、第１内側縁部４１１の形状と第１外側縁部４１２の形状は、互いにＹ’軸方向に共通する領域において、Ｙ’軸方向に平行な対称軸（仮想中心線）Ｃ１に対して互いに線対称の関係を満足しているのが好ましい。同様に、テーパー部４２においても、第２内側縁部４２１の形状と第２外側縁部４２２の形状は、互いにＹ’軸方向に共通する領域において、Ｙ’軸方向に平行な対称軸（仮想中心線）Ｃ２に対して互いに線対称の関係を満足しているのが好ましい。このような条件を満たすテーパー部４１、４２は、それぞれ振動腕５、６が互いに接近、離間を繰り返すように振動する際の振動安定性を特に高めることに寄与する。このため、振動腕５、６の振動漏れを特に少なくすることができ、Ｑ値をさらに高めることができる。
【００５０】
なお、第１内側縁部４１１の形状と第１外側縁部４１２の形状とが対称軸Ｃ１に対して互いに線対称の関係を満足しているとは、第１外側縁部４１２を対称軸Ｃ１で折り返したとき、第１内側縁部４１１とのＸ軸方向（第２方向）の長さのずれ量が水晶振動片３の全長の３％以下または３０μｍ以下のいずれか短い方を満足する状態をいう。同様に、第２内側縁部４２１の形状と第２外側縁部４２２の形状とが対称軸Ｃ２に対して互いに線対称の関係を満足しているとは、第２外側縁部４２２を対称軸Ｃ２で折り返したときに、第２内側縁部４２１とのＸ軸方向（第２方向）の長さのずれ量が水晶振動片３の全長の３％以下または３０μｍ以下のいずれか短い方を満足する状態をいう。
【００５１】
また、上述の「互いにＹ’軸方向に共通する領域において」とは、第１内側縁部４１１のうち、接続点Ｐ４よりも＋Ｙ’軸方向に位置している部分については、上記関係から外れていてもよいことを意味している。すなわち、「互いにＹ’軸方向に共通する領域において上記線対称の関係を満足している」とは、第１外側縁部４１２のＹ’軸方向の長さ分において、上記第１内側縁部４１１と第１外側縁部４１２とのずれ量が前記範囲内である状態のことをいう。
【００５２】
また、図４に示すテーパー部４１の接続点Ｐ２と接続点Ｐ４のＹ’軸方向における距離をｄ１としたとき、距離ｄ１は、水晶振動片３の全長の０．１％以上１０％以下であるのが好ましく、０．３％以上７％以下であるのがより好ましく、０．５％以上５％以下であるのがさらに好ましい。距離ｄ１を前記範囲内とすることにより、基部４の機械的強度を低下させることなく、第１内側縁部４１１を十分に大きくすることができ、振動素子２の耐衝撃性をより高めることができる。また、テーパー部４１とテーパー部４２とのＸ軸方向における離間距離を大きくすることなく、第１内側縁部４１１の曲率半径を大きくとることができる。このため、水晶振動片３の小型化を図りつつ、テーパー部４１に発生する応力をより効果的に分散させることができる。
【００５３】
同様に、図５に示すテーパー部４２の接続点Ｐ６と接続点Ｐ８のＹ’軸方向における距離をｄ２としたとき、距離ｄ２は、水晶振動片３の全長の０．１％以上１０％以下であるのが好ましく、０．３％以上７％以下であるのがより好ましく、０．５％以上５％以下であるのがさらに好ましい。距離ｄ２を前記範囲内とすることにより、テーパー部４１についての説明と同様、振動素子２の耐衝撃性をより高めつつ、テーパー部４２に発生する応力をより効果的に分散させることができるとともに、振動素子２を小型化することができる。
さらに、距離ｄ１と距離ｄ２は、互いに同じであるのが好ましく、不可避的に生じる距離ｄ１と距離ｄ２の差も距離ｄ１と距離ｄ２のいずれか短い方の３％以下であるのが好ましい。
【００５４】
また、Ｙ’軸方向における接続点Ｐ１と接続点Ｐ２の距離をｄ３とし、Ｙ’軸方向における接続点Ｐ５と接続点Ｐ６の距離をｄ４としたとき、距離ｄ３および距離ｄ４は、それぞれ水晶振動片３の全長の２％以上２０％以下であるのが好ましく、５％以上１５％以下であるのがより好ましい。これにより、テーパー部４１、４２のＹ’軸方向の長さが必要かつ十分に確保されるので、テーパー部４１、４２に発生する応力をより分散させることができる。また、テーパー部４１、４２に発生する歪みをより分散させることができるので、振動素子２を大型化することなしにＱ値をより高めることができる。
【００５５】
以上、振動素子２の構成を説明した。上述したように、テーパー部４１を、接続点Ｐ２が接続点Ｐ４よりも＋Ｙ’軸方向に位置するように構成し、テーパー部４２を、接続点Ｐ６が接続点Ｐ８よりも＋Ｙ’軸方向に位置するように構成することによって、振動素子２のＱ値を高めつつ、耐衝撃性を高めることができる。また、振動素子２の大型化も低減することができる。
【００５６】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の振動素子の第２実施形態について説明する。
図６は、本発明の第２実施形態に係る振動素子の部分拡大平面図である。
以下、第２実施形態に係る振動素子について、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。
【００５７】
本発明の第２実施形態に係る振動素子は、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。
第２実施形態に係る振動素子２は、第１内側縁部４１１と第２内側縁部４２１との間に設けられたヒレ部４５を有する以外、第１実施形態に係る振動素子２と同様である。ヒレ部４５は、第１内側縁部４１１と第２内側縁部４２１とを跨ぐように設けられ、かつ、第１内側縁部４１１および第２内側縁部４２１からＸＹ’面内に延出するように設けられた部位であるが、このようなヒレ部４５を設けることにより、従来よりも振動素子２の機械的強度（例えば剛性等）を高めるとともに、応力集中のさらなる緩和を図ることができる。
【００５８】
一方、ヒレ部４５の縁部４５１と第１内側縁部４１１との接続点Ｐ９近傍の形状あるいは接続点Ｐ９の位置、および、ヒレ部４５の縁部４５１と第２内側縁部４２１との接続点Ｐ１０近傍の形状あるいは接続点Ｐ１０の位置によっては、かえって応力集中を招き易くなり、振動素子２の耐衝撃性が低下するおそれもある。
そこで、本実施形態では、図６に示すように、ヒレ部４５が、第１内側縁部４１１と振動腕５との接続点Ｐ１よりも＋Ｙ’軸方向（反延出方向）に位置している。また、図６には図示していないものの、ヒレ部４５は、第２内側縁部４２１と振動腕６（図５参照）との接続点Ｐ５（図５参照）よりも＋Ｙ’軸方向（反延出方向）に位置している。ヒレ部４５の位置をこのように設定すれば、ヒレ部４５の端部（接続点Ｐ９および接続点Ｐ１０）を起点にした亀裂の進展等が起こり難くなり、ヒレ部４５を設けたとしても振動素子２の耐衝撃性が低下するのを低減することができる。
【００５９】
このとき、ヒレ部４５の縁部４５１の接続点Ｐ９は、できるだけ＋Ｙ’軸方向に位置しているのが好ましいが、Ｙ’軸方向における接続点Ｐ１と接続点Ｐ９との距離ｄ５は、距離ｄ３（図４参照）の１０％以上であるのが好ましい。同様に、ヒレ部４５の縁部４５１の接続点Ｐ１０は、できるだけ＋Ｙ’軸方向に位置しているのが好ましいが、Ｙ’軸方向における接続点Ｐ５（図５参照）と接続点Ｐ１０との距離は、距離ｄ４（図５参照）の１０％以上であるのが好ましい。これにより、ヒレ部４５を有する振動素子２の耐衝撃性の低下をより十分に低減することができる。
【００６０】
図７は、本発明の第２実施形態に係る振動素子の他の構成例の部分拡大平面図である。
図７に示す振動素子２は、ヒレ部の配置が異なる以外、図６に示す振動素子２と同様である。図７に示すヒレ部４６は、溝５２の基端５２１よりも＋Ｙ’軸方向（反延出方向）に位置している。また、図７には図示していないものの、ヒレ部４６は、溝６２（図５参照）の基端よりも＋Ｙ’軸方向（反延出方向）に位置している。ヒレ部４６の位置をこのように設定すれば、ヒレ部４６の端部（接続点Ｐ１１および接続点Ｐ１２）を起点にした亀裂の進展等がより起こり難くなり、ヒレ部４６を設けたとしても振動素子２の耐衝撃性が低下するのをより十分に低減することができる。
【００６１】
このとき、ヒレ部４６の縁部４６１の接続点Ｐ１１は、できるだけ＋Ｙ’軸方向に位置しているのが好ましいが、Ｙ’軸方向における溝５２の基端５２１と接続点Ｐ１１との距離ｄ６は、距離ｄ３（図４参照）の３％以上であるのが好ましい。同様に、ヒレ部４６の縁部４６１の接続点Ｐ１２は、できるだけ＋Ｙ’軸方向に位置しているのが好ましいが、Ｙ’軸方向における溝６２（図５参照）の基端と接続点Ｐ１２との距離は、距離ｄ４（図５参照）の３％以上であるのが好ましい。これにより、ヒレ部４６を有する振動素子２の耐衝撃性の低下をより十分に低減することができる。
【００６２】
なお、図７に示す振動素子２では、溝５２の基端５２１がテーパー部４１まで延びている。このため、図７に示すヒレ部４６は、溝５２の基端５２１よりも＋Ｙ’軸方向（反延出方向）に位置しているのと同時に、第１内側縁部４１１と振動腕５との接続点Ｐ１よりも＋Ｙ’軸方向（反延出方向）に位置している。また、図７には図示していないものの、ヒレ部４６は、溝６２（図５参照）の基端よりも＋Ｙ’軸方向に位置しているのと同時に、第２内側縁部４２１と振動腕６（図５参照）との接続点Ｐ５（図５参照）よりも＋Ｙ’軸方向に位置している。これにより、Ｑ値を高めつつ、ヒレ部４６を設けた場合の振動素子２の耐衝撃性の低下を最小限に抑えることができる。
また、ヒレ部４５、４６は、縁部４５１、４６１に向けてその厚さ（Ｚ’軸方向の長さ）が漸減していることが好ましい。これにより、振動素子２の機械的強度を高めつつ、応力集中のさらなる緩和を図ることができる。
【００６３】
また、溝５２は、その深さが＋Ｙ’軸方向に向かって漸減している領域を、第１外側縁部４１２が形成されているＹ’軸方向の範囲（テーパー部４１内）に含んでいることが好ましい。こうすることによって、振動素子２の耐衝撃性の低下を最小限に抑えることができる。同様に、溝６２は、その深さが＋Ｙ’軸方向に向かって漸減している領域を、第２外側縁部４２２が形成されているＹ’軸方向の範囲（テーパー部４２内）に含んでいることが好ましい。換言すれば、溝５２の基端５２１は、第１内側縁部４１１と基部４との接続点Ｐ４よりも−Ｙ’軸方向（延出方向）に位置しているのが好ましく、同様に、溝６２の基端は、第２内側縁部４２１と基部４との接続点Ｐ８（図５参照）よりも−Ｙ’軸方向（延出方向）に位置しているのが好ましい。こうすることによって、振動素子２の耐衝撃性の低下を最小限に抑えることができる。
なお、図６、７に示すヒレ部４５、４６の形状は一例であり、ヒレ部４５、４６の形状は限定されるものではない。
【００６４】
このようなヒレ部４５、４６は、水晶基板をウエットエッチングでパターニングして水晶振動片３を形成したときのエッチング残渣部（異形部）として得ることができる。ウエットエッチングを用いる場合、水晶のエッチング異方性に伴うエッチング残渣部が発生するが、テーパー部４１とテーパー部４２との間のような形状が密となっている部分には特にエッチング残渣部が発生し易い。このため、このエッチング残渣部をヒレ部４５、４６として好適に利用することができる。また、このような方法によれば、ヒレ部４５、４６を簡単に形成することができる。
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得ることができる。
【００６５】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の振動素子の第３実施形態について説明する。
図８は、本発明の第３実施形態に係る振動素子の平面図である。
以下、第３実施形態に係る振動素子について、前述した第１、第２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。
【００６６】
本発明の第３実施形態に係る振動素子は、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。
図８に示す振動素子２は、テーパー部４１の第１内側縁部４１１と基部４との接続点（第１内側縁部４１１の基端）Ｐ２と、テーパー部４２の第２内側縁部４２１と基部４との接続点（第２内側縁部４２１の基端）Ｐ６との間に位置する基部４の縁部であって、平面視で直線状をなす縁部４３を有している。このような直線状をなす縁部４３が設けられていることにより、振動腕５と振動腕６との離間距離を、図１に示す振動素子２に比べて広くすることができる。このため、ハンマーヘッド５９、６９のＸ軸方向に沿った長さをより長く確保することができ、図１に示す振動素子２に比べて全長を長くすることなくハンマーヘッド５９、６９の質量をより大きくすることができる。その結果、振動素子２のＱ値をより高めることができる。
【００６７】
また、縁部４３を直線状にしたことで、縁部４３と連結部７１との離間距離をある程度大きく確保することができる。すなわち、縁部４３を直線状にせず、第１内側縁部４１１および第２内側縁部４２１が互いに繋がるまで延長する場合に比べて、接続点Ｐ２（接続点Ｐ６）と連結部７１との離間距離は大きく確保される。このため、この離間距離が小さくなることによる基部４の機械的強度の低下を抑制することができる。さらに、接続点Ｐ２（接続点Ｐ６）と連結部７１との離間距離を大きく確保することにより、基部４の温度勾配を十分に小さくすることができるので、かかる観点からもＱ値をより高めることができる。
【００６８】
縁部４３のＸ軸方向に沿った長さは、特に限定されないが、水晶振動片３の全長の１％以上１２％以下であるのが好ましく、３％以上８％以下であるのがより好ましい。これにより、振動素子２の大型化を抑制しつつ、上述した効果を得ることができる。
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。
【００６９】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の振動素子の第４実施形態について説明する。
図９は、本発明の第４実施形態に係る振動素子の平面図である。
以下、第４実施形態に係る振動素子について、前述した第１〜第３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４実施形態に係る振動素子は、構成が異なる以外は、前述した第３実施形態と同様である。なお、前述した第３実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００７０】
図９に示す振動素子２は、テーパー部４１の第１内側縁部４１１と基部４との接続点（第１内側縁部４１１の基端）Ｐ２と、テーパー部４２の第２内側縁部４２１と基部４との接続点（第２内側縁部４２１の基端）Ｐ６との間に位置する基部４の縁部であって、平面視で−Ｙ’軸方向に凸の曲線状をなす縁部４４を有している。第１内側縁部４１１や第２内側縁部４２１が描く曲線とは反対の方向の突出している凸の曲線状をなすこのような縁部４４が設けられていることにより、振動素子２に衝撃が加わったときの応力集中をさらに緩和することができる。このため、振動素子２の耐衝撃性をさらに高めることができる。
【００７１】
また、縁部４４が設けられていることにより、振動腕５と振動腕６との離間距離を、図１に示す振動素子２に比べて広くすることができる。このため、ハンマーヘッド５９、６９のＸ軸方向に沿った長さをより長く確保することができ、図１に示す振動素子２に比べて全長を長くすることなくハンマーヘッド５９、６９の質量をより大きくすることができる。その結果、振動素子２のＱ値をより高めることができる。
【００７２】
また、縁部４４の平面視形状を−Ｙ’軸方向に凸の曲線状にしたことで、縁部４４と連結部７１との離間距離をさらに大きく確保することができる。この離間距離が小さくなることによる基部４の機械的強度の低下を抑制することができ、かかる観点からも振動素子２の耐衝撃性を高めることができる。さらに、基部４の温度勾配を十分に小さくすることができるので、かかる観点からもＱ値をより高めることができる。
【００７３】
縁部４４のＸ軸方向に沿った長さは、特に限定されないが、水晶振動片３の全長の１％以上１２％以下であるのが好ましく、３％以上８％以下であるのがより好ましい。これにより、振動素子２の大型化を抑制しつつ、上述した効果を得ることができる。
【００７４】
また、縁部４４のＹ’軸方向に沿った長さは、特に限定されないが、水晶振動片３の全長の０．１％以上２％以下であるのが好ましく、０．３％以上１．５％以下であるのがより好ましい。これにより、縁部４４のＸ軸方向に沿った長さにもよるが、縁部４４の曲率半径をそれほど小さくすることなく、上述した効果をより十分に得ることができる。
このような第４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。
【００７５】
２．発振器
次に、本発明の振動素子を備える発振器（本発明の発振器）について説明する。
図１０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１０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。
【００７６】
図１０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。
【００７７】
３．電子機器
次に、本発明の振動素子を備える電子機器（本発明の電子機器）について説明する。
図１１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。
【００７８】
図１２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。
【００７９】
図１３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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
なお、本発明の振動素子を備える電子機器は、図１１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１２の携帯電話機、図１３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等に適用することができる。
【００８３】
４．移動体
次に、本発明の振動素子を備える移動体（本発明の移動体）について説明する。
図１４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）、エアバッグ、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。
【００８４】
また、保持腕の構成は、前述した各実施形態のものに限定されず、例えば、振動腕を取り囲む枠状をなしていてもよい。
また、振動腕が備えるハンマーヘッドは、必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。
また、各実施形態の説明では、振動腕に設けられた各溝のうち、一部の溝について代表的に説明しているが、これらの説明は、残る溝に対して適用されてもよく、適用されなくてもよい。
【００８５】
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】
【００８６】
１……振動子  １１……第１導電性接着材  １２……第２導電性接着材  ２……振動素子  ３……水晶振動片  ４……基部  ４１……テーパー部  ４１１……第１内側縁部  ４１２……第１外側縁部  ４２……テーパー部  ４２１……第２内側縁部  ４２２……第２外側縁部  ４３、４４……縁部  ４５、４６……ヒレ部  ４５１、４６１……縁部  ５……振動腕  ５１……腕部  ５１１、５１２……主面  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  ６９……ハンマーヘッド  ７……支持部  ７１……連結部  ７２……接続部  ７４、７５……保持腕  ７６……切り欠き部  ７６１……開口  ７６２……内端部  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  Ｃ１、Ｃ２……対称軸  Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４……破線  Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２……接続点  ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６……距離  Ｓ……収容空間  Ｔ、ｔ……厚み  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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