(57)【要約】【課題】振動漏れの防止、および振動子の小型化を図ることを可能とする輪郭振動子を提供する。【解決手段】上記課題を解決するための輪郭振動子は、輪郭滑りモードの振動が励起される振動部１２と、前記振動部１２との間に間隙を設けて配置された支持部１４と、前記振動部１２における振動の節を基端として設けられた接続アーム１６と、前記接続アーム１６と前記支持部１４との間に、前記接続アーム１６と平行に設けられた補助アーム１８と、前記接続アーム１６の先端部１６ａと前記補助アーム１８の一方の端部１８ａ、前記補助アーム１８の他方の端部１８ｂと前記支持部１４とをそれぞれ連結する連結部２０とを有することを特徴とする。【選択図】図１
2008166903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輪郭振動モードの振動が励起される振動部と、
前記振動部との間に間隙を設けて配置された支持部と、
前記振動部を基端として設けられた接続アームと、
前記接続アームと前記支持部との間に、前記接続アームと平行に設けられた補助アームと、
前記接続アームの先端部と前記補助アームの一方の端部、前記補助アームの他方の端部と前記支持部とをそれぞれ連結する連結部とを有することを特徴とする輪郭振動子。
【請求項２】
輪郭振動モードの振動が励起される振動部と、
前記振動部との間に間隙を設けて配置された支持部と、
前記振動部における振動の節を基端として設けられた接続アームと、
前記接続アームと前記支持部との間に、前記接続アームと平行に設けられた補助アームと、
前記接続アームの先端部と前記補助アームの一方の端部、前記補助アームの他方の端部と前記支持部とをそれぞれ連結する連結部とを有することを特徴とする輪郭振動子。
【請求項３】
前記補助アームを複数設け、前記連結部での連結は、それぞれ他方の端部と一方の端部とを互い違いに連結することを特徴とした請求項１または請求項２に記載の輪郭振動子。
【請求項４】
前記補助アームおよび支持部は、前記接続アームを中心として、線対称に設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の輪郭振動子。
【請求項５】
前記接続アームと連結部の繋ぎ目および／または補助アームと連結部の繋ぎ目にフィレット加工を施したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の輪郭振動子。
【請求項６】
前記振動部を輪郭滑り振動モードを奏する形態としたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の輪郭振動子。
【請求項７】
前記振動部をラーメモードの振動モードを奏する形態としたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の輪郭振動子。
【請求項８】
点在する支持部をそれぞれ連結し、枠状に形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の輪郭振動子。
【請求項９】
前記振動部の厚みを他の部位よりも薄くしたことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の輪郭振動子。
【請求項１０】
前記振動部、前記接続アーム、並びに前記補助アーム、および前記連結部の厚みを他の部位よりも薄くしたことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の輪郭振動子。
【請求項１１】
前記支持部を連結した枠状部分の内側領域を、前記枠状部分よりも薄く形成したことを特徴とする請求項８に記載の輪郭振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輪郭滑りモード、ラーメモードを主振動モードとする輪郭振動子に係り、特に支持部を介した振動漏れの防止、および小型化に好適な輪郭振動子に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１４は、輪郭滑りモードの振動を励起する輪郭振動子の基本的形態を示す図である。すなわち、振動を励起する振動部２と、この振動部２を支持する支持部４、および支持部４と振動部２とを接続する接続アーム３とを基本とする。このような基本構成を有する輪郭振動子１では、接続アーム３を介して支持部４へと振動が伝播される振動漏れが生ずることが知られており、これがＱ値の低下を招くとして問題視されてきた。
【０００３】
このような振動漏れは、接続アーム３が幅を有するが故に生ずる現象である。振動部２に設けられる接続アーム３は基本的に、節と呼ばれる振動に寄与しない点（振動振幅が０になる点）に設けられる。このため、接続アーム３が線であれば接続アーム３に屈曲運動が生ずることは無い。しかし、振動部２を支持するための強度を得るために、接続アーム３には少なくとも最低限の幅が必要とされる。このため、接続アーム３は節からズレた部分にあたる振動部にも接続されることとなる。節からズレた部分は励振時に変形を生ずるため、当該部分に接続された接続アーム３の一部には、引張りや圧縮の力が加わることとなり、結果として接続アーム３に屈曲振動が生ずることとなる。
【０００４】
このような問題に対して特許文献１には、接続アームに伝播される振動が、支持部に伝播される振動漏れを防止、あるいは抑制するための技術が開示されている。特許文献１に開示されている輪郭振動子の基本的思想は、振動部と支持部との間に配置される接続アームの幅を狭くし、長さを長くするというものである。また、特許文献１には、図１５に示すように、接続アーム３に孔を形成したロ字状部５を有する形態も開示されている。なお、このような形態を有する輪郭振動子１ａは、特許文献２にも記載されている。また、特許文献３には、輪郭振動子の外形形成にパウダービームを利用することが記載されている。
【特許文献１】特公平８−３１７５８号公報
【特許文献２】特開２００３−１１０４００号公報
【特許文献３】特開２００１−３１３５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１や２に開示されている輪郭振動子によれば、振動部から支持部までの距離が増すと共に、機械的強度も低下するのであるから、理論上は振動部から支持部に伝播される振動も低減すると考えられる。しかし、特許文献１に開示された内容に基づいて輪郭振動子を製造したところ、振動漏れの緩和効果は特筆すべきほどのものでは無かった。
【０００６】
そして、特許文献１や２に開示されている輪郭振動子では、接続アームを細く長くすることを基本としているため、その接続アームの先端側に位置することとなる支持部までの距離が長くなってしまう。このため、振動子自体の小型化が困難となるという問題も生ずる。
【０００７】
本発明では、従来よりの課題である振動漏れの防止、および振動子の小型化を図ることを可能とする輪郭振動子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る輪郭振動子は、輪郭振動モードの振動が励起される振動部と、前記振動部との間に間隙を設けて配置された支持部と、前記振動部を基端として設けられた接続アームと、前記接続アームと前記支持部との間に、前記接続アームと平行に設けられた補助アームと、前記接続アームの先端部と前記補助アームの一方の端部、前記補助アームの他方の端部と前記支持部とをそれぞれ連結する連結部とを有することを特徴とする。このような構成の輪郭振動子によれば、必ずしも節に接続アームを設けることができなかった場合であっても、振動漏れの防止、あるいは抑制をすることができ、Ｑ値の向上を図ることができる。また、従来に比べて接続アームの長さを短くした場合であっても、振動漏れの防止・抑制効果を奏することができるため、振動子の小型化を図ることができる。
【０００９】
また、上記目的を達成するための本発明に係る輪郭振動子は、輪郭振動モードの振動が励起される振動部と、前記振動部との間に間隙を設けて配置された支持部と、前記振動部における振動の節を基端として設けられた接続アームと、前記接続アームと前記支持部との間に、前記接続アームと平行に設けられた補助アームと、前記接続アームの先端部と前記補助アームの一方の端部、前記補助アームの他方の端部と前記支持部とをそれぞれ連結する連結部とを有することを特徴とすることが望ましい。このような構成の輪郭振動子によれば、振動漏れの防止、あるいは抑制をすることができ、Ｑ値の向上を図ることができる。また、従来に比べて接続アームの長さを短くした場合であっても、振動漏れの防止・抑制効果を奏することができるため、振動子の小型化を図ることができる。
【００１０】
また、上記のような特徴を有する輪郭振動子では、前記補助アームを複数設け、前記連結部での連結は、それぞれ他方の端部と一方の端部とを互い違いに連結すると良い。振動漏れの抑制効果を有する補助アームの数を増やすことにより、振動漏れを抑制する効果を高めることが可能となる。
【００１１】
また、上記のような特徴を有する輪郭振動子では、前記補助アームおよび支持部は、前記接続アームを中心として、線対称に設けるようにすると良い。補助アームおよび支持部を線対称に設けることによれば、振動部を支える際のバランスを良好に保つことが可能となる。よって、振動部を励振させた場合であっても、安定して保持することが可能となる。
【００１２】
また、上記のような特徴を有する輪郭振動子では、前記接続アームと連結部の繋ぎ目および／または補助アームと連結部の繋ぎ目にフィレット加工を施すようにすると良い。フィレット加工により繋ぎ目にＲ（丸み）をもたせるようにすることで、角部に応力が集中することを避けることが可能となる。よって、振動や衝撃に対する耐性を向上させることができる。
【００１３】
また、上記のような特徴を有する輪郭振動子では、前記振動部を輪郭滑り振動モードを奏する形態とすることができる。輪郭滑りモードの振動を励起する振動部は、その外周に節を有するためである。
【００１４】
また、上記のような特徴を有する輪郭振動子では、前記振動部をラーメモードの振動モードを奏する形態としても良い。ラーメモードの振動を励起する振動部であっても振動部の外周に節を有する。このため、上記のような接続アーム、補助アームおよび連結部を用いて支持部との接続を図ることにより、振動漏れの防止・抑制効果を奏することができる。
【００１５】
また、上記のような特徴を有する輪郭振動子では、点在する支持部をそれぞれ連結し、枠状に形成しても良い。各補助アームに連結された支持部のそれぞれを直接連結し、支持部を１つの枠状体とすることにより、輪郭振動子の機械的強度を向上させることができる。
【００１６】
また、上記のような特徴を有する輪郭振動子では、前記振動部の厚みを他の部位よりも薄くすることもできる。振動部の厚みを薄くすることにより、輪郭振動の励振効率を高くすることが可能となる。また、振動部以外の部位の厚みを振動部よりも厚くすることで、輪郭振動子全体としての機械的強度を保つことが可能となる。さらに、振動部に直接接続された接続アームや、これに連結された補助アームの厚みを振動部よりも厚くしておくことで、落下時の衝撃等に対する耐性、すなわち耐衝撃特性等を高く保つことができる。
【００１７】
また、上記のような特徴を有する輪郭振動子では、前記振動部、前記接続アーム、並びに前記補助アーム、および前記連結部の厚みを他の部位よりも薄くしても良い。接続アームや補助アーム、および連結部の形状形成は、振動部と共に行われる薄肉化の後となる。薄肉部の加工は、ウェットエッチングを行う場合であっても異方性エッチングの影響を受け難い。このため、微細加工を行う際に特に有利となる。
【００１８】
さらに、上記のような特徴を有する輪郭振動子では、前記支持部を連結した枠状部分の内側領域を、前記枠状部分よりも薄く形成しても良い。外周に厚肉の枠状部分を残すことにより、輪郭振動子の機械的強度を確保することができる。また、その内側領域を薄肉化することにより、高い周波数の振動を励起することが可能となる。さらに、薄肉化する領域を、枠状部の内側といった単純な領域指定とすることで、マスクの形成等が容易となる。さらにまた、接続アームや補助アーム、および連結部等の形状形成は、薄肉化された後に成されるため、ウェットエッチングにより加工を行う場合であっても、異方性エッチングの影響を受け難く、微細加工を行う際に有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の輪郭振動子に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明に係る一部の実施形態であり、本発明の技術的思想は以下の実施形態に拘束されるものでは無い。
【００２０】
以下に示す主な実施形態に係る輪郭振動子は、基本的に圧電基板より構成されるものであるが、本発明の輪郭振動子にはシリコン基板等により構成されるものも含まれる。シリコン基板等により構成される振動子には、振動モードをラーメモードとするものがあり、このような振動モードの振動子には、振動部を支持部と接続アームにより浮かせた状態で支持する形態を採るという点に共通点を有する。このため、構成材料および駆動形態を異ならせた場合であっても、振動漏れに関して同様な課題を有することとなる。以下に示す実施の形態では、輪郭振動子を構成する際に圧電基板を用いる場合を中心として説明した上で、輪郭振動子を構成する基板としてシリコン基板を用いた場合について捕捉的に説明することとする。
【００２１】
圧電特性を有する基板（圧電基板）として知られている部材としては、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、圧電セラミックス等様々なものがあるが、本実施形態では、輪郭滑りモードを励起し、温度特性が良好なものとして知られている水晶を基板材料とする場合について説明する。
【００２２】
水晶基板において、輪郭滑りモードの振動を励起するとされているカット角は、ＣＴカットやＤＴカットと呼ばれるカット角で切り出された基板である。それぞれのカット角をＩＲＥ標記法で示すと、ＣＴカットは、ｙｘｌ３７°４０´、ＤＴカットはｙｘｌ−５２°３０´と示すことができる。図２に、ＤＴカットの水晶基板のイメージを示し、ＩＲＥ標記法における各軸と基板の関係について説明する。なお、図２中におけるＺ軸、Ｘ軸、Ｙ軸はそれぞれ、結晶の成長軸（光軸）をＺ軸、Ｚ軸と垂直に交差する電気軸をＸ軸、Ｘ軸と直交する機械軸をＹ軸としている。このような軸配置において、ＩＲＥ標記法でｙｘｌθと示された場合には、Ｙ軸方向に基板の厚みをとり、Ｘ軸方向に基板の長さをとり、長さの基準とした軸（すなわちＸ軸）を基準としてθの回転角を有する基板であるということになる。なおここでθは基準となる軸に対して右ネジの方向（図２に示す例では反時計周り方向）をプラスとする。
【００２３】
次に、図１を参照して、本発明の輪郭振動子に係る第１の実施形態について説明する。本実施形態に係る輪郭振動子１０も、基本とする構成は、上記背景技術の項で述べた輪郭振動子と同様で、振動部１２、支持部１４、および接続アーム１６とを有する。本実施形態における輪郭振動子１０が特徴とするところは、前記接続アーム１６と支持部１４との間に、前記接続アーム１６と平行な補助アーム１８を設け、この補助アーム１８を介して接続アーム１６と支持部１４とを連結した点にある。
【００２４】
前記振動部１２は、輪郭滑りモードの振動を励起するための要素であり、表裏にあたる主面には、振動部１２に電圧を印加するための図示しない励振電極が形成される。輪郭滑りモードの振動を奏する振動部１２は、表裏面を他の部材（例えば実装基板等）から浮かせた状態で支持する必要がある。このため振動部１２は、後述する接続アーム１６を介して支持される形態が採られている。ここで、輪郭滑りモードの振動を励起する振動部１２には、節と呼ばれる点が存在する。ここでいう節とは、振動を励起する振動部１２において振動しない点（振動振幅が０になる点）であり、換言すれば、電圧による変形を生じさせない点である。図１に示す形態の振動部１２では、点Ａ〜点Ｅで示す点がそれぞれ節となる。なお、図１に示す形態の振動部１２における励振時の変形形態を模式的に表すと、図中に破線で示したようなものとなる。
【００２５】
前記支持部１４は、輪郭振動子１０を実装基板等に固定するための基点となる要素である。支持部１４には、前記振動部１２に形成された励振電極に対して電圧を提供するための図示しない入出力端子が形成されており、入出力端子と励振電極とは、詳細を後述する接続アーム１６や補助アーム１８を介して引き回された引出し電極（不図示）により電気的に接続されている。
【００２６】
前記接続アーム１６は、前記振動部１２の振動を阻害せず、振動部１２を支持するための要素である。接続アーム１６は、振動部１２の振動を阻害することを防ぐために、振動部１２の節を基端１６ｂとして設けられる。図１に示す形態では、振動部１２の外周に接している節は点Ａと点Ｃであることより、この２点を基端１６ｂとして対象に接続アーム１６を形成する（点Ｂ、点Ｄ、点Ｅで示す節は、振動部１２の内面に存在している）。ここで、励起された振動の阻害を防ぐ観点からは、振動部１２と他の要素との接点は少ない方が望ましいが、１つの節にのみ接続アーム１６を設けた場合には、機械的強度が弱い点、および励振時に振動部１２全体が振られてしまうといった点に問題が生ずることとなるため、接続アーム１６は、前述した２点に設けることとした。
【００２７】
振動部１２における節は変形しないため、接続アーム１６がこの点にのみ接続されていた場合、すなわち接続アーム１６の幅が零であった場合には、接続アーム１６に屈曲振動が生ずることは無い。しかし実際には、振動部１２を支持した状態で、所望する機械的強度を保つためには、必要最低限の幅を持たせる必要があり、こうした場合には、図１にも破線で示すように、接続アーム１６に屈曲振動が生じてしまう。このような屈曲運動は、節の周囲に接続された接続アーム１６の幅部分が、振動部１２の動きに合わせて引張り、あるいは圧縮の力を受けることに起因する。
【００２８】
前記補助アーム１８は、前記支持部１４と前記接続アーム１６の間に介在されて、振動部１２から接続アーム１６へと伝播された屈曲振動が、支持部１４へと伝播されることを防ぐ役割を担う要素である。補助アーム１８は、接続アーム１６と平行に設けられる。そして、接続アーム１６の先端部１６ａと補助アーム１８の一方の端部１８ａ、補助アーム１８の他方の端部１８ｂと支持部１４とがそれぞれ連結部２０により連結されている。そして、図１に示す実施形態では、補助アーム１８と支持部１４、および連結部２０は、接続アーム１６を軸として線対称に設けるようにしている。補助アーム１８や支持部１４、および連結部２０を、このような形態で配置・形成することで、振動部１２が振動を励起した際にバランスを採ることが可能となるからである。また、このような構成とすることで、振動部１２が励振した際に接続アーム１６に屈曲振動が生ずると、補助アーム１８には連結部２０を介して逆方向の引張りおよび圧縮の力が伝播されることとなる。このため、補助アーム１８は、接続アーム１６と反対方向の屈曲を示すこととなる（図１中の破線を参照）。この場合、振動のエネルギーは、１つの接続アーム１６から２つの補助アーム１８へと分散されると共に、伝播距離が長くなる。よって、接続アーム１６に生じた屈曲振動が支持部１４に伝播されて振動漏れが生ずることを防止、あるいは抑制することが可能となる。
【００２９】
上記のような構成の輪郭振動子１０では、振動漏れを防止することによりＱ値が向上することとなる。また、上記のような構成の輪郭振動子では、接続アーム１６の延長線上ではなく、接続アーム１６と平行に、補助アーム１８を配置する形態を採って振動の伝播距離を稼いだために、接続アーム１６単体の長さを短くした場合であっても、振動漏れの防止効果を高めることが可能となった。このため、輪郭振動子１０としての小型化を図ることも可能となった。
【００３０】
このような構成の輪郭振動子１０を水晶基板より形成する場合、その形状はウェットエッチングにより形成することができる。ウェットエッチングによる形状形成は、一般的な工程によれば良いが、具体的な例を示すと次のようなものとなる。まず、基板表面全体にレジスト膜を形成する。その後、所望形状のマスクを用いて露光する。露光後、露光箇所、あるいは非露光箇所を除去する現像工程を経て、基板表面に所望形状のレジスト膜を形成する。そして、所望形状を有するレジスト膜を備えた基板をエッチング液に浸すことで、レジスト膜を被覆されていない部分の水晶のみがエッチングされ、上記形状の輪郭振動子片が形成される。このため、上述した振動部１２、支持部１４、接続アーム１６、補助アーム１８、および連結部２０は、１つの基板から一体に形成されることとなる。
【００３１】
上記説明におけるエッチング方法は、いわゆるウェットエッチングであるが、上記形状の輪郭振動子１０を形成する場合には、サンドブラスト、パウダービーム、ドライエッチングなどによる方法を用いても良い。サンドブラストとパウダービームとは、ノズルから高圧で噴出させる気体に微小な砥粒を混合し、これを水晶基板に衝突させて加工を行うというものであり、その名称の相違はもっぱら使用する砥粒の違いによるところである。このような方法での加工は、基板の結晶方向に関わりなく形状形成ができ、加工効率が高いという利点がある一方、加工面が粗くなる、加工時に基板に衝撃が加えられるため、極めて薄い基板については加工ができないという難点がある。また、ドライエッチングは、水晶基板に対してプラズマやイオンを衝突させて形状形成を行う方法であるため、基板の結晶方向に関わりなく形状形成を行うことができる点、および加工精度が高い点などに利点がある。このため、接続アーム１６と補助アーム１８との隙間、および補助アーム１８と支持部１４との隙間等を狭める場合などに特に有効な加工方法であるといえる。なお、ウェットエッチングは、ドライエッチングに比べてエッチングレートが高いため、加工時間を短くすることができる点、および加工に要する費用が安い点などに利点がある。
【００３２】
次に図３を参照して、第１の実施形態に係る輪郭振動子における第１の変形形態について説明する。本形態で特徴とする部分は、接続アーム１６と支持部１４との間に介在させる補助アームの数を増やした点である。すなわち、接続アーム１６と支持部１４との間に、複数（図３では２つ）の補助アーム１８，１９を配置したのである。補助アーム１８，１９はいずれも接続アーム１６と平行に配置し、それぞれの連結は次のようにしている。すなわち連結部２０は、接続アームの先端部１６ａと補助アーム１８の一方の端部１８ａとの間、補助アーム１８の他方の端部１８ｂと補助アーム１０の一方の端部１９ａとの間、および補助アーム１９の他方の端部１９ｂと支持部１４との間にそれぞれ設けられることとなる。
【００３３】
補助アームの数を増やすことによれば、屈曲振動の伝播距離が増すこととなり、接続アーム１６から支持部１４に対して屈曲振動が伝播されることを防止、あるいは抑制する効果を大きくすることができる。なお、補助アーム１９は、隣接する補助アーム１８と反対（逆相）の屈曲を示すこととなる。
【００３４】
次に図４を参照して、第１の実施形態に係る輪郭振動子における第２の変形形態について説明する。本形態で特徴とする部分は、補助アーム１８あるいは補助アーム１９を介して接続アーム１６に接続されて点在していた支持部１４を枠状の形態とした点である。支持部１４を枠状とすることで、輪郭振動子１０の機械的な強度を増すことが可能となるのである。
【００３５】
なお、上記第１、第２の変形形態では図において、接続アーム１６と支持部１４との間に設ける補助アームは２本であるように示しているが、実施上、補助アームの数をさらに増やした場合であっても、本実施形態の一部であるとみなすことができる。また、上記実施形態を説明する各図では、接続アーム１６と補助アーム１８との間隔と、補助アーム１８と補助アーム１９との間隔、および補助アーム１９と支持部１４との間隔は、全て等しい間隔であるように示している。しかしながら、これらの間隔は異ならせるようにしても良い。各アーム間の間隔、および補助アームと支持部との間隔を異ならせるようにする場合には、接続アーム１６から支持部１４に向けて、徐徐にその間隔を狭めるように設定することが望ましい。接続アーム１６から離れた位置に配置された補助アームほど、伝播される屈曲振動は小さくなるため、隣接する部材間の隙間を狭めた場合であっても干渉等の危険性が少ないからである。また、このような設定とすることによれば、無駄なスペースを排除することができるため、輪郭振動子の小型化にも貢献することができる。
【００３６】
次に、本発明の輪郭振動子に係る第２の実施形態について、図５を参照しつつ説明する。図５は、ラーメモードの振動を励起する形態の振動部を有する輪郭振動子であるが、その基本とする構成は上述した第１の実施形態と同様であるため、対応する部分については図面に１００を足した符号を付して詳細な説明は省略することとする。ラーメモードの振動を励起する振動部１１２は、点Ａ〜点Ｅに示すように、四隅と中心部に節を有する。
【００３７】
実用上、点Ａで示す中心部に接続アームを設けることはできないため、このような形態の振動部１１２では、四隅に位置する点Ｂ〜点Ｅのうちから選択した２つ以上の点に接続アームを設けることとなる。図５に示す形態は、振動部を２点で支持する形態である。４つの節のうちから選択した２つの節に接続アーム１１６を設ける場合、接続アーム１１６は、点Ａを中心として点対称に位置する節に設けることが望ましい。隣接する２つの節に接続アーム１１６を設けた場合には、励振時にバランスが崩れる可能性があるからである。
【００３８】
本実施形態における接続アーム１１６と支持部１１４の関係も、上述した第１の実施形態に係る接続アーム１６と支持部１４との関係に等しく、接続アーム１１６と支持部１１４との間に補助アーム１１８，１１９が設けられ、これらが連結部１２０を介して連結されている。
【００３９】
このような構成の輪郭振動子１１０であっても、上記第１の実施形態と同様に、振動漏れの防止、および振動子の小型化を図ることが可能となる。なお、図５に示す形態は、第１の実施形態における第２の変形形態と同様に、支持部１１４を枠状に形成しているが、図３に示す第１の実施形態における第１の変形形態や、図１に示す形態のように、支持部１１４を点在させる形態としても良い。
【００４０】
次に図６を参照して、第２の実施形態に係る輪郭振動子における第１の変形形態について説明する。本形態で特徴とするところは、振動部１１２の支持を４点支持とした点にある。すなわち、図６に示す形態では、振動部１１２の四隅に位置する節のうちから、点対称な関係にある２つの節を選択し、この節に接続アーム１１６を設けるようにしていた。これに対して本形態では、点Ｂ〜点Ｅとして示す４つの節全てに接続アーム１１６を設けるようにしているのである。このような形態とすることによれば、励振状態にある振動部１１２を安定して支持することが可能となる。
【００４１】
次に、本発明の輪郭振動子に係る第３の実施形態について、図７を参照して説明する。本実施形態に係る輪郭振動子もラーメモードの振動を励起する振動部を有するものであるが、第２の実施形態に示した輪郭振動子とは、振動部の形態を異にする。なお、本実施形態に係る輪郭振動子も、その基本とする構成は上述した第１の実施形態と同様であるため、対応する部分については図面に２００を足した符号を付して詳細な説明は省略することとする。
【００４２】
具体的には、本実施形態に係る輪郭振動子２１０の振動部２１２は、第２の実施形態に係る輪郭振動子１１０の振動部を複数（図７に示す形態では２１２ａ〜２１２ｃで示す３つ）、直線的に並べた形状を有するのである。
【００４３】
このような形態の振動部２１２では、図６に示す形態の振動部１１２に相当する部位２１２ａ〜２１２ｃが、それぞれラーメモードの振動を励起する。このため、図７に示す形態の振動部２１２には、振動する辺は８、節は点Ａ〜点Ｋの１１存在することとなる。このような形態の振動部２１２に対しては、両端の角に位置する４つの節（点Ｂ、点Ｅ、点Ｊ、点Ｋ）に対して接続アーム２１６を設けるようにすることが望ましい。このように接続アーム２１６を設けることにより、振動する辺の数に比べて接続アーム２１６の数を少なくすることができる。これにより、振動漏れの割合を少なくすることができ、振動漏れの防止あるいは抑制効果を高めることができる。また、振動部２１２を、その四隅に位置する４点で支持することにより、励振時においても安定した支持状態を確保することが可能となる。
【００４４】
上記それぞれの実施形態において、接続アーム１６と補助アーム１８、あるいは補助アーム１８と補助アーム１９とを連結する連結部２０と、それぞれのアームとの繋ぎ目には、図８に示すようなフィレット加工を施し、Ｒをつけるようにすると良い。屈曲部にフィレット加工を施してＲを設けることにより、角部に作用する集中応力を分散させることが可能となるからである。
【００４５】
次に、上記それぞれの実施形態に係る輪郭振動子の厚みについて説明する。なお、以下に示す厚みの関係は、上述した全ての実施形態に対して共通することであるため、第１の実施形態における第２の変形形態を例に挙げて、説明することとする。
【００４６】
まず第１の厚み形態は、図９に示すように、振動部１２、支持部１４、接続アーム１６、補助アーム１８，１９、および連結部２０の全てを同じ厚みとするものである。なお、図９において、図９（Ａ）は輪郭振動子１０の平面形状を示す図であり、図９（Ｂ）は同図（Ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す図である。このような形態は、最もシンプルであり、他の形態に比べてエッチング工程の段取りを少なくすることができるため、量産性に優れているということができる。
【００４７】
次に第２の厚み形態は、図１０に示すように、振動部１２の厚みのみを他の部位に比べて薄型化した場合の例を示すものである。なお、図１０において、図１０（Ａ）は輪郭振動子の平面形状を示す図であり、図１０（Ｂ）は同図（Ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す図である。このような形態の場合、振動部１２の厚みを薄くすることで、輪郭振動の励振効率を高くすることが可能となる。また、接続アーム１６は肉厚であるため、支持部１４の機械的強度を確保することが可能となり、耐衝撃性も確保することができる。
【００４８】
次に第３の厚み形態は、図１１に示すように、振動部１２と接続アーム１６並びに補助アーム１８，１９、および連結部２０の厚みを、他の部位、すなわち支持部１４に比べて薄型化した場合の例を示すものである。なお、図１１において、図１１（Ａ）は輪郭振動子の平面形状を示す図であり、図１１（Ｂ）は同図（Ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す図である。このような形態の場合、振動部形成部と共に接続アーム並びに補助アーム形成部、および連結部形成部の厚み調整を行った後、振動部１２、接続アーム１６、並びに補助アーム１８，１９、および連結部２０のそれぞれの形状形成を行うこととなる。このため、接続アーム１６や補助アーム１８，１９の形状形成は、基板を薄型化した上で行うことができるため、結晶構造の影響を受け難くなり、細密な加工が可能となる。
【００４９】
次に第４の厚み形態は、図１２に示すように、支持部１４を繋ぐ外周枠相当部分１４ａの厚みを厚くし、他の部分の厚みを薄くした場合の例を示すものである。なお、図１２において、図１２（Ａ）は輪郭振動子の平面形状を示す図であり、図１２（Ｂ）は同図（Ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す図である。この形態は、図１１に示す第３の厚み形態に類似するが、薄肉化する部分の形態を単純な矩形形状としていることより、マスクの形成等が容易となる。その他の特徴的な作用、効果については上記第３の厚み形態と同様である。
【００５０】
なお、上記説明において、厚肉部から薄肉部への肉厚の移行は、段差を介するように示しているが、厚肉部から薄肉部へかけて傾斜面を形成するようにしても良い。このような形態を採る場合には、薄肉部に所望する面積、形状を確保した上で、厚肉部へと傾斜面を形成することが望ましい。
【００５１】
図１３に示す輪郭振動子３００は、構成基板をシリコンとした、いわゆるシリコンＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）としての輪郭振動子である。このように、構成基板をシリコンとした場合であっても、振動部３１２と支持部３１４との間に、接続アーム３１６と補助アーム３１８，３１９を介在させる構成とすることができる。
【００５２】
このような構成の輪郭振動子３００では、支持部３１４に形成した電極３２１に対して交流電圧を印加することにより、振動部３１２にラーメモードの振動を励起させることができる。なお、このような振動形態を有する輪郭振動子は公知であるため、振動形態に関する詳細な説明については省略することとする。
【００５３】
シリコンＭＥＭＳを構成する部品は非常に小さいため通常は、各部品の組付けという行為は行われず、支持部３１４を固定する台座（不図示）を含む全てをエッチングにより一度に加工する。このため、各部品間に隙間を設けるような場合には、各部品を構成する基板を積層する段階において犠牲層と呼ばれる薄膜を予め形成しておき、これをエッチングすることで部品間の隙間を構成する技術（犠牲層エッチング）が用いられる。ところが、図１３に示す振動部３１２のような広い面積を有する部材の下面に隙間を設ける場合などには、この隙間にエッチング液が浸透せず、犠牲層を十分にエッチングできないことがある。このため、図１３に示す輪郭振動子３００の振動部３１２には、所定の間隔で犠牲層に至る微小な貫通孔３２３を形成し、振動部３１２の下面に位置する犠牲層の広域的なエッチングを可能にしている。
【００５４】
このような構成、駆動形態を有する振動子も、本発明の輪郭振動子の一部とみなすことができ、振動漏れの防止、抑制、および振動子の小型化に際しては、同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１の実施形態に係る輪郭振動子の形態を示す図である。
【図２】実施形態の一例として使用する水晶基板のカット角を示す図である。
【図３】第１の実施形態における第１の変形形態に係る輪郭振動子の形態を示す図である。
【図４】第１の実施形態における第２の変形形態に係る輪郭振動子の形態を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係る輪郭振動子の形態を示す図である。
【図６】第２の実施形態における第１の変形形態に係る輪郭振動子の形態を示す図である。
【図７】第３の実施形態に係る輪郭振動子の形態を示す図である。
【図８】接続アームと補助アーム、および支持部と、連結部にフィレット加工を施した場合の例を示す輪郭振動子の部分拡大図である。
【図９】第１の厚み形態に係る輪郭振動子の例を示す図である。
【図１０】第２の厚み形態に係る輪郭振動子の例を示す図である。
【図１１】第３の厚み形態に係る輪郭振動子の例を示す図である。
【図１２】第４の厚み形態に係る輪郭振動子の例を示す図である。
【図１３】構成機板にシリコンを採用した微小な輪郭振動子の例を示す図である。
【図１４】従来の輪郭振動子の形態を示す図である。
【図１５】従来の輪郭振動子における振動漏れ抑制効果を高める場合の形態を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０………輪郭振動子、１２………振動部、１４………支持部、１６………接続アーム、１８………補助アーム、２０………連結部。
【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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