JP2016178588A - Vibration element, vibrator, electronic apparatus and mobile body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振動素子、振動子、電子機器および移動体に関するものである。 The present invention relates to a vibration element, a vibrator, an electronic device, and a moving body.
従来から、振動素子として、特許文献1のような構成が知られている。特許文献1に記載の振動素子は、基部および3本の振動腕を有し、両端部に位置する2本の振動腕と中央部に位置する1本の振動腕をZ軸逆相モードで振動させる構成となっている。ここで、仮に、3本の振動腕をX軸方向に振動させるように構成した場合、両端部に位置する2本の振動腕と、中央部に位置する1本の振動腕とで振幅が異なってしまい、振動バランスの悪い振動素子となってしまう。なお、振幅が異なる原因としては、両端部に位置する2本の振動腕と中央部に位置する振動腕とで、基部との接続部の剛性が異なることが考えられる。
Conventionally, a configuration as in
本発明の目的は、優れた振動バランスを有する振動素子、振動子、電子機器および移動体を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a vibration element, a vibrator, an electronic device, and a moving body having an excellent vibration balance.
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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]
本適用例の振動素子は、基部と、
前記基部に接続され、振動方向に並んで配置された少なくとも3本の振動腕と、を有し、
前記3本の振動腕のうち、並び方向の両端に位置する振動腕を第1振動腕とし、前記第1振動腕の間に位置する振動腕を第2振動腕としたとき、
前記第1振動腕の前記振動方向の幅は、前記第2振動腕の前記振動方向の幅よりも大きいことを特徴とする。
これにより、第1振動腕と第2振動腕の振幅の差が小さくなる。そのため、振動バランスが向上し、振動特性に優れる振動素子となる。
[Application Example 1]
The vibration element of this application example includes a base,
Having at least three vibrating arms connected to the base and arranged side by side in the vibration direction;
Among the three vibrating arms, when the vibrating arms positioned at both ends in the arrangement direction are the first vibrating arms and the vibrating arms positioned between the first vibrating arms are the second vibrating arms,
A width of the first vibrating arm in the vibration direction is larger than a width of the second vibrating arm in the vibration direction.
Thereby, the difference in amplitude between the first vibrating arm and the second vibrating arm is reduced. Therefore, the vibration balance is improved and the vibration element is excellent in vibration characteristics.
[適用例2]
本適用例の振動素子では、前記第1振動腕の前記振動方向への振幅をA1とし、
前記第2振動腕の前記振動方向への振幅をA2としたとき、
0.57A1≦A2≦A1
なる関係を満足することが好ましい。
これにより、振動バランスを向上させることができる。
[Application Example 2]
In the vibration element of this application example, the amplitude of the first vibrating arm in the vibration direction is A1,
When the amplitude of the second vibrating arm in the vibration direction is A2,
0.57A1 ≦ A2 ≦ A1
It is preferable to satisfy the following relationship.
Thereby, vibration balance can be improved.
[適用例3]
本適用例の振動素子では、前記第1振動腕の前記幅をW1とし、
前記第2振動腕の前記幅をW2とし、
前記基部の長さをL1としたとき、
これにより、振動バランスを向上させることができる。
[Application Example 3]
In the resonator element according to this application example, the width of the first vibrating arm is W1.
The width of the second vibrating arm is W2,
When the length of the base is L1,
Thereby, vibration balance can be improved.
[適用例4]
本適用例の振動素子では、前記第1振動腕の長さは、前記第2振動腕の長さよりも小さいことが好ましい。
これにより、振動バランスを向上させることができる。
[Application Example 4]
In the resonator element according to this application example, it is preferable that a length of the first vibrating arm is smaller than a length of the second vibrating arm.
Thereby, vibration balance can be improved.
[適用例5]
本適用例の振動素子では、前記第1振動腕および前記第2振動腕は、それぞれ、先端部に錘部を有し、
前記第1振動腕の前記錘部は、前記第2振動腕の前記錘部よりも質量が小さいことが好ましい。
これにより、振動バランスを向上させることができる。
[Application Example 5]
In the resonator element according to this application example, each of the first vibrating arm and the second vibrating arm has a weight portion at a tip portion,
The weight portion of the first vibrating arm preferably has a smaller mass than the weight portion of the second vibrating arm.
Thereby, vibration balance can be improved.
[適用例6]
本適用例の振動素子では、前記第2振動腕を少なくとも2本有し、
1本の前記第1振動腕と1本の前記第2振動腕とで第1振動系を構成し、
他の1本の前記第1振動腕と他の1本の前記第2振動腕とで第2振動系を構成し、
前記第1振動系では、前記第1振動腕と前記第2振動腕とが、前記振動方向に同相で屈曲振動し、
前記第2振動系では、前記第1振動腕と前記第2振動腕とが、前記振動方向に同相で、かつ、前記第1振動系とは逆相で屈曲振動することが好ましい。
これにより、振動漏れを低減することができる。
[Application Example 6]
In the resonator element according to this application example, the resonator element includes at least two second vibrating arms,
One first vibrating arm and one second vibrating arm constitute a first vibrating system,
The other one first vibrating arm and the other one second vibrating arm constitute a second vibrating system,
In the first vibration system, the first vibrating arm and the second vibrating arm bend and vibrate in phase with the vibration direction,
In the second vibration system, it is preferable that the first vibration arm and the second vibration arm bend and vibrate in phase with respect to the vibration direction and in reverse phase with respect to the first vibration system.
Thereby, vibration leakage can be reduced.
[適用例7]
本適用例の振動素子では、前記第1振動系および前記第2振動系では、それぞれ、前記第1振動腕と前記第2振動腕とが、前記振動方向に同相で、かつ、前記基部の厚さ方向に逆相で屈曲振動することが好ましい。
これにより、振動漏れを低減することができる。
[Application Example 7]
In the vibration element of this application example, in the first vibration system and the second vibration system, the first vibration arm and the second vibration arm are in phase with respect to the vibration direction, and the thickness of the base portion is set. It is preferable to bend and vibrate in the opposite direction in the vertical direction.
Thereby, vibration leakage can be reduced.
[適用例8]
本適用例の振動子は、上記適用例の振動素子と、
前記振動素子を収容するパッケージと、を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い振動子となる。
[Application Example 8]
The vibrator of this application example includes the vibration element of the above application example,
And a package for housing the vibration element.
As a result, a highly reliable vibrator is obtained.
[適用例9]
本適用例の電子機器は、上記適用例の振動素子を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
[Application Example 9]
An electronic apparatus according to this application example includes the vibration element according to the application example.
As a result, a highly reliable electronic device can be obtained.
[適用例10]
本適用例の移動体は、上記適用例の振動素子を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体が得られる。
[Application Example 10]
The moving body of this application example includes the vibration element of the above application example.
Thereby, a mobile body with high reliability is obtained.
以下、本発明の振動素子、振動子、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。 Hereinafter, a resonator element, a vibrator, an electronic device, and a moving body of the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
1.振動素子
<第1実施形態>
図1は、本発明の振動素子の第1実施形態を示す平面図である。図2は、図1中のA−A線断面図である。図3は、図1に示す振動素子の駆動状態を示す図である。図4は、振動腕の幅とCI値の関係を示すグラフである。図5は、図1に示す振動素子の駆動状態を示す図である。図6は、振幅とCI値の関係を示すグラフである。図7は、基部の長さと振動腕の幅の相関関係を示すグラフである。なお、以下では、図1に示すように、互いに直交する3軸をX軸、Y軸、Z軸とする。また、説明の便宜上、+Z軸側を「上側」とも言い、−Z軸側を「下側」とも言う。
1. Vibration Element <First Embodiment>
FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of a resonator element according to the invention. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a driving state of the vibration element illustrated in FIG. 1. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the width of the vibrating arm and the CI value. FIG. 5 is a diagram illustrating a driving state of the vibration element illustrated in FIG. 1. FIG. 6 is a graph showing the relationship between amplitude and CI value. FIG. 7 is a graph showing the correlation between the length of the base and the width of the vibrating arm. In the following, as shown in FIG. 1, three axes orthogonal to each other are referred to as an X axis, a Y axis, and a Z axis. For convenience of explanation, the + Z axis side is also referred to as “upper side”, and the −Z axis side is also referred to as “lower side”.
図1に示す振動素子1は、振動基板2と、振動基板2の表面に形成された駆動信号電極71および駆動接地電極72と、駆動信号端子51および駆動接地端子52と、質量調整膜41と、を有している。
1 includes a
振動基板2の構成材料としては、特に限定されず、例えば、水晶、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、四ホウ酸リチウム(Li2B4O7)、ランガサイト(La3Ga5SiO14)等の各種圧電体材料を用いることができる。ただし、これらの中でも、振動基板2の構成材料としては、水晶を用いることが好ましい。水晶を用いることで、他の材料と比較して優れた周波数温度特性を有する振動素子1が得られる。なお、以下では、振動基板2を水晶で構成した場合について説明する。また、振動基板2の厚さとしては、特に限定されず、例えば、50μm〜250μm程度とすることができる。
The constituent material of the
図1に示すように、振動基板2は、水晶の結晶軸であるX軸(電気軸)およびY軸(機械軸)で規定されるXY平面に広がりを有し、Z軸(光軸)方向に厚みを有する板状をなしている。すなわち、振動基板2は、Zカット水晶板で構成されている。なお、本実施形態では、Z軸が振動基板2の厚さ方向と一致しているが、これに限定されず、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軸を振動基板2の厚さ方向に対して若干(例えば、±15°未満程度)傾けてもよい。
As shown in FIG. 1, the
このような振動基板2は、基部21と、基部21の+Y軸側の端部から+Y軸側へ延出する4本の振動腕22、23、24、25と、を有している。
Such a vibrating
基部21は、振動腕22、23、24、25を支持している。また、基部21は、XY平面に広がりを有し、Z軸方向に厚さを有する平板状をなしている。そして、基部21において振動素子1が対象物(例えば、後述するパッケージ8のベース81)に固定される。また、基部21の下面には、駆動信号端子51および駆動接地端子52がX軸方向に並んで設けられている。
The
振動腕22、23、24、25は、X軸方向に並んで設けられ、それぞれ、基部21から+Y軸側へ延出している。また、振動腕(第1振動腕)22、25は、基部21の両端部に位置し、これら振動腕22、25の間に振動腕(第2振動腕)23、24が位置している。また、平面視で、振動腕22、25の外側の辺22a、25aと基部21の両端の辺21aとがほぼ一直線上に位置している。
The vibrating
振動素子1では、このような振動腕22〜25のうち、+X軸側に位置する2本の振動腕22、23で第1振動系20Aが構成され、−X軸側に位置する2本の振動腕24、25で第2振動系20Bが構成されている。
In the
また、図2に示すように、これら振動腕22、23、24、25の横断面形状は、略平行四辺形となっている。また、振動腕22、24の横断面形状である平行四辺形と、振動腕23、25の横断面形状である平行四辺形とは、互いに反対側へ傾いており、YZ平面に対して対称となっている。
Moreover, as shown in FIG. 2, the cross-sectional shape of these vibrating
また、振動腕22、23、24、25の先端部にはそれぞれ質量調整膜41が設けられている。例えば、必要に応じて質量調整膜41の一部を除去したり、質量調整膜41上にさらに質量を設けたりして、質量を変化させることで、振動腕22、23、24、25の周波数や振幅を調整することができる。このような質量調整膜41は、金属膜で構成されている。
In addition,
また、振動腕22、23、24、25上には、駆動信号電極71および駆動接地電極72が配置されている。駆動信号電極71は、振動腕22、23の両主面(上下面)および振動腕24、25の両側面に配置されており、駆動接地電極72は、振動腕22、23の両側面および振動腕24、25の両主面(上下面)に配置されている。また、各駆動信号電極71は、図示しない配線を介して駆動信号端子51に電気的に接続されており、各駆動接地電極72は、図示しない配線を介して駆動接地端子52に電気的に接続されている。
A
そのため、駆動信号端子51および駆動接地端子52を介して駆動信号電極71および駆動接地電極72間に交番電圧を印加すると、振動腕22〜25は、図3に示すように屈曲振動する。すなわち、振動腕22、23は、X軸同相モードで屈曲振動し、振動腕24、25は、X軸同相モードで、かつ、振動腕22、23とはX軸逆相モードで屈曲振動する。なお、前述したように、振動腕22、23、24、25の横断面形状が平行四辺形であるため、振動腕22、23、24、25のX軸方向の振動バランスが崩れ、振動腕22、23、24、25は、それぞれ、Z軸方向の振動成分を含みながらX軸方向に振動する。具体的には、振動腕22、25は、Z軸同相モードで屈曲振動し、振動腕23、24は、Z軸同相モードで、かつ、振動腕22、25とはZ軸逆相モードで屈曲振動する。
Therefore, when an alternating voltage is applied between the
このような振動によれば、振動腕22、23と振動腕24、25とによってX軸方向の振動がキャンセルされ、振動腕22、25と振動腕23、24によってZ軸方向の振動がキャンセルされる。そのため、振動漏れの少ない振動素子1となる。
According to such vibration, vibration in the X-axis direction is canceled by the vibrating
上述したように、振動腕22〜25をZ軸方向にも振動させる構成とすることで、振動基板2を形成する際のマスクずれの影響を小さくすることができる。すなわち、振動基板2の外形形状は、水晶基板の上面および下面にそれぞれ振動基板2の平面視形状に対応したマスクを形成し、これらマスクを介してウエットエッチングを行うことで得られるが、装置の精度上、一方のマスクが他方のマスクに対してX軸方向にずれて形成されることがよくある。
As described above, by configuring the vibrating
ここで、振動腕22〜25をX軸方向にだけ振動させる振動素子を形成しようとした場合、上記のようなマスクずれが発生すると、振動腕22〜25の横断面形状がくずれ、Z軸方向にも振動する振動素子となってしまう。そのため、マスクずれが生じると、振動特性が著しく低下してしまう。これに対して、初めから、振動腕22〜25をZ軸方向にも振動させる振動素子を形成しようとすれば、マスクずれが生じようが生じまいが、Z軸方向にも振動する振動素子が得られる。このようなことから、本実施形態によれば、マスクずれの影響を小さくすることができる。なお、マスクずれが生じると、振動腕22〜25のZ軸方向の振幅にずれが生じ、Z軸方向の振動を十分にキャンセルできなくなる場合がある。その場合には、例えば、質量調整膜41の一部を除去することで振動腕22〜25の質量を調整し、振動腕22〜25の振幅を揃えればよい。
Here, when an attempt is made to form a vibrating element that vibrates the vibrating
また、図1に示すように、振動素子1では、振動腕22、25の幅(X軸方向の長さ)W1を、振動腕23、24の幅(X軸方向の長さ)W2よりも大きく設計している。すなわち、W1>W2なる関係を満足している。このような関係を満足することで、振動腕22、25を振動腕23、24よりもX軸方向に屈曲させ難くすることができる。
Further, as shown in FIG. 1, in the
前述したように、振動腕22、25は、基部21の両端部に接続され、振動腕23、24は、基部21の中央部に接続されているため、振動腕22、25の基部21との接続部の剛性が、振動腕23、24の基部21との接続部の剛性よりも低くなる。そのため、仮に、振動腕22、25と振動腕23、24が同じ幅(W1=W2)であると、第1振動系20Aにおいては、振動腕22の方が振動腕23よりもX軸方向に屈曲し易くなり(振動腕22、23で固有周波数が大きくずれてしまい)、振動腕22と振動腕23とでX軸方向の振幅に大きな差が生じてしまう。同様に、第2振動系20Bにおいては、振動腕25の方が振動腕24よりもX軸方向に屈曲し易くなり(振動腕25、24で固有周波数が大きくずれてしまい)、振動腕25と振動腕24とでX軸方向の振幅に大きな差が生じてしまう。これにより、CI(クリスタルインピーダンス)値が上昇し、発振し難くなる等の振動特性の悪化を招く。
As described above, the vibrating
そこで、本実施形態では、前述したように、W1>W2なる関係とし、振動腕22、25を振動腕23、24よりもX軸方向に屈曲し難くすることで、振動腕22と振動腕23のX軸方向の振幅の差(固有周波数の差)、および、振動腕25と振動腕24のX軸方向の振幅の差(固有周波数の差)を、それぞれ、小さくしている。これにより、振動腕22、23の振動バランスおよび振動腕25、24の振動バランスが向上し、CI値が低下する。そのため、振動特性に優れた振動素子1となる。
Therefore, in the present embodiment, as described above, the relationship of W1> W2 is established, and the vibrating
ここで、W1、W2の関係としては、W1>W2なる関係の中でも、1.04≦W1/W2≦1.10なる関係を満足することが好ましい。下記の表1は、W1/W2とCI値の関係を示す表であり、CI値は、最も低いCI値を「1.00」として基準化した値である。また、図4は、表1をグラフ化したものである。表1および図4から分かるように、上記関係を満足することでCI値を低く(最小値から約1.1以下に)抑えることができる。 Here, as a relationship between W1 and W2, it is preferable to satisfy a relationship of 1.04 ≦ W1 / W2 ≦ 1.10. Table 1 below is a table showing the relationship between W1 / W2 and the CI value. The CI value is a value obtained by standardizing the lowest CI value as “1.00”. FIG. 4 is a graph of Table 1. As can be seen from Table 1 and FIG. 4, the CI value can be kept low (from the minimum value to about 1.1 or less) by satisfying the above relationship.
また、図5に示すように、振動腕22のX軸方向の振幅をA1とし、振動腕23のX軸方向の振幅をA2としたとき、本実施形態の振動素子1では、A1=A2なる関係を満足している。これにより、振動バランスが特に優れたものとなり、CI値の低い振動素子1となる。
As shown in FIG. 5, when the amplitude of the vibrating
なお、A1、A2の関係としては、A1=A2なる関係を満足していなくてもよく、0.5≦A1/A2≦1.75なる関係を満足するのが好ましく、0.7≦A1/A2≦1.5なる関係を満足するのがより好ましく、0.9≦A1/A2≦1.25なる関係を満足することがさらに好ましい。下記の表2は、A1/A2とCI値の関係を示す表であり、CI値は、最も低いCI値を「1.00」として基準化した値である。また、図6は、表2をグラフ化したものである。表2および図6から分かるように、0.5≦A1/A2≦1.75なる関係を満足することでCI値を約1.1以下とすることができ、0.7≦A1/A2≦1.5なる関係を満足することでCI値を約1.05以下とすることができ、0.9≦A1/A2≦1.25なる関係を満足することでCI値を約1.03以下とすることができる。そのため、上記管関係を満足することで、CI値を低く抑えることができる。 The relationship between A1 and A2 may not satisfy the relationship A1 = A2, but preferably satisfies the relationship 0.5 ≦ A1 / A2 ≦ 1.75, and 0.7 ≦ A1 / It is more preferable to satisfy the relationship of A2 ≦ 1.5, and it is even more preferable to satisfy the relationship of 0.9 ≦ A1 / A2 ≦ 1.25. Table 2 below is a table showing the relationship between A1 / A2 and the CI value. The CI value is a value obtained by standardizing the lowest CI value as “1.00”. FIG. 6 is a graph of Table 2. As can be seen from Table 2 and FIG. 6, by satisfying the relationship of 0.5 ≦ A1 / A2 ≦ 1.75, the CI value can be about 1.1 or less, and 0.7 ≦ A1 / A2 ≦ By satisfying the relationship of 1.5, the CI value can be about 1.05 or less, and by satisfying the relationship of 0.9 ≦ A1 / A2 ≦ 1.25, the CI value is about 1.03 or less. It can be. Therefore, the CI value can be kept low by satisfying the above pipe relation.
次に、幅W1と、幅W2と、基部21の長さ(Y軸方向の長さ)L1の関係について説明する。図7は、横軸をW2/L1(=x)とし、各W2/L1としたときにCI値が最も低くなるW1、W2の比[(W1−W2)/W2](=y)をプロットしたグラフである。このグラフを近似すると、y=0.14x1/2で表される。そして、最小値からのCI値の上昇を1割程度許容するとすれば、W1、W2、L1は、下記式(1)を満足することが好ましい。 Next, the relationship between the width W1, the width W2, and the length (length in the Y-axis direction) L1 of the base 21 will be described. FIG. 7 plots the ratio [(W1-W2) / W2] (= y) of W1 and W2 at which the CI value is the lowest when the horizontal axis is W2 / L1 (= x) and each W2 / L1 is set. It is a graph. When this graph is approximated, it is expressed as y = 0.14x1 / 2 . If it is allowed to allow the CI value to increase from the minimum value by about 10%, W1, W2, and L1 preferably satisfy the following formula (1).
これにより、CI値を低く抑えることができる。
なお、W2/L1としては、特に限定されないが、設計上、0.1以上、0.4以下程度であることが好ましい。
以上、振動素子1について説明した。
As a result, the CI value can be kept low.
Note that W2 / L1 is not particularly limited, but is preferably about 0.1 or more and 0.4 or less in design.
The
本実施形態では、振動基板2の構成材料として水晶(圧電体材料)を用いているが、振動基板2の構成材料としては、これに限定されず、例えば、非圧電体材料を用いることもできる。ただし、この場合には、圧電効果によって、振動腕22〜25を屈曲振動させることができないため、振動腕22〜25に圧電素子等を配置し、この圧電素子の伸縮を利用して、振動腕22〜25を振動させればよい。なお、振動基板2を構成する非圧電体材料としては、例えば、シリコン、石英等が挙げられる。特に、シリコンで振動基板2を構成すると、優れた振動特性を有する振動基板2を比較的安価に実現することができる。また、公知の微細加工技術を用いて、エッチングにより高い寸法精度で振動基板2を形成することができる。
In the present embodiment, crystal (piezoelectric material) is used as the constituent material of the
<第2実施形態>
図8は、本発明の振動素子の第2実施形態を示す平面図である。
Second Embodiment
FIG. 8 is a plan view showing a second embodiment of the resonator element according to the invention.
以下、第2実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。 Hereinafter, the second embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.
第2実施形態は、両端部に位置する振動腕(第1振動腕)と中央部に位置する振動腕(第2振動腕)の長さが異なること以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、図8では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。 The second embodiment is the same as the first embodiment described above except that the length of the vibrating arm (first vibrating arm) located at both ends is different from the length of the vibrating arm (second vibrating arm) located at the center. It is. In FIG. 8, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiment.
図8に示すように、本実施形態の振動素子1では、振動腕22、25の長さ(延在方向の長さ)L2が、振動腕23、24の長さ(延在方向の長さ)L3よりも短くなっている。すなわち、L2<L3なる関係を満足している。このように、振動腕22、25を振動腕23、24よりも短くすることで、振動腕22、25の振幅を振動腕23、24の振幅よりも小さくすることができる。そのため、振動腕22と振動腕23のX軸方向の振幅の差(固有周波数の差)、および、振動腕25と振動腕24のX軸方向の振幅の差(固有周波数の差)を、それぞれ、小さくすることができる。これにより、CI値が低下し、振動特性に優れた振動素子1となる。
As shown in FIG. 8, in the
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発揮することができる。 Also according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be exhibited.
<第3実施形態>
図9は、本発明の振動素子の第3実施形態を示す平面図である。
<Third Embodiment>
FIG. 9 is a plan view showing a third embodiment of the resonator element according to the invention.
以下、第3実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。 Hereinafter, the third embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.
第3実施形態は、各振動腕にハンマーヘッド(錘部)が設けられていること以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、図9では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。 The third embodiment is the same as the first embodiment described above except that each vibrating arm is provided with a hammer head (weight portion). In FIG. 9, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiment.
図9に示すように、本実施形態の振動素子1では、各振動腕22、23、24、25の先端部にハンマーヘッド(錘部)221、231、241、251が設けられており、これらハンマーヘッド221、231、241、251に質量調整膜41が設けられている。そして、ハンマーヘッド221、251の質量が、ハンマーヘッド231、241の質量よりも小さくなっている。このような関係とすることで、振動腕22、25の振幅を振動腕23、24の振幅よりも小さくすることができる。そのため、振動腕22と振動腕23のX軸方向の振幅の差(固有周波数の差)、および、振動腕25と振動腕24のX軸方向の振幅の差(固有周波数の差)を、それぞれ、小さくすることができる。これにより、CI値が低下し、振動特性に優れた振動素子1となる。
As shown in FIG. 9, in the
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発揮することができる。 Also according to the third embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be exhibited.
<第4実施形態>
図10は、本発明の振動素子の第4実施形態を示す平面図である。
<Fourth embodiment>
FIG. 10 is a plan view showing a fourth embodiment of the resonator element according to the invention.
以下、第4実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。 Hereinafter, the fourth embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.
第4実施形態は、基部の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、図10では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。 The fourth embodiment is the same as the first embodiment described above except that the configuration of the base is different. In FIG. 10, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiment.
図10に示すように、本実施形態の振動素子1では、基部21が、振動腕22よりも+X軸方向に延びており、振動腕25よりも−X軸方向に延びている。このような場合、+X軸方向への突出長さL4が、振動腕22の幅W1の2倍以下程度であれば、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。−X軸側の突出長さL4についても同様である。
As shown in FIG. 10, in the
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発揮することができる。 According to the fourth embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be exhibited.
<第5実施形態>
図11は、本発明の振動素子の第5実施形態を示す平面図である。図12は、図11中のB−B線断面図である。図13は、(a)が駆動振動モードを示す模式図、(b)が検出振動モードを示す模式図である。図14は、(a)が駆動振動モード時の検出信号を示す図、(b)が検出振動モード時の検出信号を示す図である。
<Fifth Embodiment>
FIG. 11 is a plan view showing a fifth embodiment of the resonator element according to the invention. 12 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. FIG. 13A is a schematic diagram showing a driving vibration mode, and FIG. 13B is a schematic diagram showing a detection vibration mode. 14A is a diagram illustrating a detection signal in the driving vibration mode, and FIG. 14B is a diagram illustrating a detection signal in the detection vibration mode.
以下、第5実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。 Hereinafter, the fifth embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiments, and description of similar matters will be omitted.
第5実施形態は、振動素子を角速度検出素子として用いること以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、図11ないし図14では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。 The fifth embodiment is the same as the first embodiment described above except that a vibration element is used as the angular velocity detection element. 11 to 14, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the above-described embodiment.
本実施形態の振動素子1では、振動基板2が各種非圧電体材料で構成されている。振動基板2を構成する非圧電体材料としては、例えば、シリコン、石英等が挙げられる。特に、振動基板2を構成する非圧電体材料としてはシリコンが好ましい。シリコンで振動基板2を構成すると、優れた振動特性を有する振動基板2を比較的安価に実現することができる。また、公知の微細加工技術を用いて、エッチングにより高い寸法精度で振動基板2を形成することができる。そのため、以下では、説明の便宜上、振動基板2をシリコンで構成した場合について説明する。
In the
図11に示すように、基部21の下面には駆動信号端子51、駆動接地端子52、検出信号端子53および検出接地端子54がX軸方向に並んで設けられている。
As shown in FIG. 11, a
また、振動腕22の上面には1対の駆動用圧電素子31、32と、検出用圧電素子61と、が設けられている。駆動用圧電素子31、32は、振動腕22の幅方向に離間して上面の両端部に配置されており、検出用圧電素子61は、これら駆動用圧電素子31、32の間であって上面の幅方向中央部に配置されている。このような駆動用圧電素子31、32をY軸方向に逆相で伸縮させることで、振動腕22をX軸方向に屈曲振動させることができる。一方、検出用圧電素子61は、振動腕22のZ軸方向の振動に応じて伸縮し、当該伸縮に応じた電荷を発生する。
A pair of driving
また、振動腕23の上面には1対の駆動用圧電素子33、34と、検出用圧電素子62と、が設けられている。駆動用圧電素子33、34は、振動腕23の幅方向に離間して上面の両端部に配置されており、検出用圧電素子62は、これら駆動用圧電素子33、34の間であって上面の幅方向中央部に配置されている。このような駆動用圧電素子33、34をY軸方向に逆相で伸縮させることで、振動腕23をX軸方向に屈曲振動させることができる。一方、検出用圧電素子62は、振動腕23のZ軸方向の振動に応じて伸縮し、当該伸縮に応じた電荷を発生する。
A pair of driving
また、振動腕24の上面には1対の駆動用圧電素子35、36と、検出用圧電素子63と、が設けられている。駆動用圧電素子35、36は、振動腕24の幅方向に離間して上面の両端部に配置されており、検出用圧電素子63は、これら駆動用圧電素子35、36の間であって上面の幅方向中央部に配置されている。このような駆動用圧電素子35、36をY軸方向に逆相で伸縮させることで、振動腕24をX軸方向に屈曲振動させることができる。一方、検出用圧電素子63は、振動腕24のZ軸方向の振動に応じて伸縮し、当該伸縮に応じた電荷を発生する。
A pair of driving
また、振動腕25の上面には1対の駆動用圧電素子37、38と、検出用圧電素子64と、が設けられている。駆動用圧電素子37、38は、振動腕25の幅方向に離間して上面の両端部に配置されており、検出用圧電素子64は、これら駆動用圧電素子37、38の間であって上面の幅方向中央部に配置されている。このような駆動用圧電素子37、38をY軸方向に逆相で伸縮させることで、振動腕25をX軸方向に屈曲振動させることができる。一方、検出用圧電素子64は、振動腕25のZ軸方向の振動に応じて伸縮し、当該伸縮に応じた電荷を発生する。
A pair of driving
検出用圧電素子61、62、63、64は、互いに同様の構成である。検出用圧電素子61、62、63、64は、図12に示すように、検出信号電極611、621、631、641と、検出信号電極611、621、631、641と対向配置されている検出接地電極612、622、632、642と、検出信号電極611、621、631、641および検出接地電極612、622、632、642の間に配置されている圧電体層613、623、633、643と、を有している。
The detection
また、検出用圧電素子61、62は、それぞれ、検出信号電極611、621を振動腕22、23側に向けて配置されている。反対に、検出用圧電素子63、64は、それぞれ、検出接地電極632、642を振動腕24、25側に向けて配置されている。また、検出信号電極611〜641は、それぞれ、図示しない配線を介して検出信号端子53に接続されており、検出接地電極612〜642は、それぞれ、図示しない配線を介して検出接地端子54に接続されている。
The detection
また、駆動用圧電素子31、32、33、34、35、36、37、38は、互いに同様の構成である。図12に示すように、駆動用圧電素子31、32、33、34、35、36、37、38は、駆動信号電極311、321、331、341、351、361、371、381と、駆動信号電極311、321、331、341、351、361、371、381と対向配置された駆動接地電極312、322、332、342、352、362、372、382と、駆動信号電極311、321、331、341、351、361、371、381および駆動接地電極312、322、332、342、352、362、372、382の間に配置された圧電体層313、323、333、343、353、363、373、383と、を有している。
The drive
また、図12に示すように、駆動用圧電素子31、33、36、38は、駆動信号電極311、331、361、381を振動腕22、23、24、25側に向けて配置されており、反対に、駆動用圧電素子32、34、35、37は、駆動接地電極322、342、352、372を振動腕22、23、24、25側に向けて配置されている。また、駆動信号電極311〜381は、図示しない配線を介して駆動信号端子51に接続されており、駆動接地電極312〜382は、図示しない配線を介して駆動接地端子52に接続されている。
Further, as shown in FIG. 12, the driving
そのため、駆動信号端子51および駆動接地端子52を介して各駆動用圧電素子31〜38に交番電圧を印加すると、図13(a)に示すように、前述した第1実施形態と同じようにして振動腕22〜25を屈曲振動させることができる(この振動モードを「駆動振動モード」とも言う)。このような駆動振動モードでは、図14(a)に示すように、検出用圧電素子61、63から発生する電荷Q61、Q63と検出用圧電素子62、64から発生する電荷Q62、Q64とが逆相となるため、これらがキャンセルされ、検出信号端子53および検出接地端子54間から取り出される検出信号SSがほぼ0となる。
Therefore, when an alternating voltage is applied to each of the driving
そして、このような駆動振動モードの状態で、振動素子1にY軸まわりの角速度ωyが加わると、コリオリの力が働いて、図13(b)に示すような検出振動モードが新たに励振される。具体的には、振動腕22、23がZ軸同相モードで振動し、振動腕24、25がZ軸同相モードでかつ振動腕22、23とはZ軸逆相モードで振動する。このような検出振動モードが励振されると、図14(b)に示すように、検出用圧電素子61、62、63、64から互いに同相の電荷Q61、Q62、Q63、Q64が発生し、これら電荷Q61、Q62、Q63、Q64を足し合わせた検出信号SSが検出信号端子53および検出接地端子54間から取り出される。そして、取り出した検出信号SSの大きさに基づいて角速度ωyが求められる。
When an angular velocity ωy around the Y axis is applied to the
このような構成では、駆動振動モード時の検出信号SSをほぼ0とすることができるため、ノイズの発生が低減され、角速度ωyの検出精度を高めることができる。さらに、4つの検出用圧電素子61、62、63、64から発生した電荷Q61、Q62、Q63、Q64を足し合わせたものが検出信号SSとなるため、検出信号SSの強度を大きくすることができ、その分、角速度ωyの検出精度を高めることができる。また、駆動振動モード時および検出振動モード時において、振動腕22、23、24、25のX軸方向およびZ軸方向の振動をキャンセルすることができるため、振動素子1の振動漏れを低減することができ、角速度ωyの検出精度がさらに向上する。
In such a configuration, since the detection signal SS in the driving vibration mode can be made substantially zero, the generation of noise can be reduced and the detection accuracy of the angular velocity ωy can be increased. Furthermore, the sum of the charges Q 61 , Q 62 , Q 63 , Q 64 generated from the four detection piezoelectric elements 61 , 62 , 63 , 64 is the detection signal SS, so that the intensity of the detection signal SS is increased. Therefore, the detection accuracy of the angular velocity ωy can be increased accordingly. Further, in the driving vibration mode and the detection vibration mode, vibrations in the X-axis direction and the Z-axis direction of the vibrating
2.振動子
次に、前述した第5実施形態の振動素子1を用いた振動子(角速度検出デバイス)について説明する。
2. Next, a vibrator (angular velocity detection device) using the
図15は、本発明の振動子(角速度検出デバイス)の好適な実施形態を示す図であり、(a)が平面図、(b)が(a)中のC−C線断面図である。 FIG. 15 is a view showing a preferred embodiment of the vibrator (angular velocity detection device) of the present invention, in which (a) is a plan view and (b) is a cross-sectional view taken along the line CC in (a).
図15に示すように、角速度検出デバイス(振動子)10は、振動素子1と、振動素子1を収容するパッケージ8と、を有している。
As shown in FIG. 15, the angular velocity detection device (vibrator) 10 includes a
パッケージ8は、凹部811を有する箱状のベース81と、凹部811の開口を塞いでベース81に接合された板状のリッド82とを有している。そして、凹部811がリッド82によって塞がれることにより形成された収容空間に振動素子1が収納されている。収容空間は、減圧(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。
The
ベース81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や、各種ガラス材料を用いることができる。また、リッド82の構成材料としては、特に限定されないが、ベース81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81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81とリッド82の接合方法は、特に限定されず、例えば、接着材やろう材を介して接合することができる。
The constituent material of the
また、凹部811の底面には、接続端子831、832、833、834が形成されている。これら接続端子831〜834は、それぞれ、ベース81に形成された図示しない貫通電極(ビア)等によって、ベース81の下面(パッケージ8の外周面)に引き出されている。
In addition,
振動素子1は、基部21が導電性接着材861、862、863、864によって凹部811の底面に固定されている。また、導電性接着材861を介して駆動信号端子51と接続端子831とが電気的に接続され、導電性接着材862を介して駆動接地端子52と接続端子832とが電気的に接続され、導電性接着材863を介して検出信号端子53と接続端子833とが電気的に接続され、導電性接着材864を介して検出接地端子54と接続端子834とが電気的に接続されている。導電性接着材861〜864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、シリコーン系、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド系、ビスマレイミド系等の接着材に銀粒子等の導電性フィラーを分散させたものを用いることができる。
The
3.ジャイロセンサー
次に、前述した第5実施形態の振動素子1を備えるジャイロセンサーについて説明する。
3. Next, a gyro sensor provided with the
図16は、ジャイロセンサーの好適な実施形態を示す断面図である。
図16に示すように、ジャイロセンサー100は、角速度検出デバイス10と、ICチップ9とを有している。ICチップ9は、凹部811の底面にろう材等によって固定されている。ICチップ9は、導電性ワイヤーによって各接続端子831〜834と電気的に接続されている(だだし、図16では、接続端子831のみを図示している)。このようなICチップ9は、振動素子1を駆動振動させるための駆動回路や、角速度が加わったときに振動素子1に生じる検出振動を検出する検出回路等を有する。なお、本実施形態では、ICチップ9がパッケージ8の内部に設けられているが、ICチップ9は、パッケージ8の外部に設けられていてもよい。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a preferred embodiment of the gyro sensor.
As shown in FIG. 16, the
4.電子機器
次いで、振動素子1を備える電子機器について、図17〜図19に基づき、詳細に説明する。
4). Electronic Device Next, an electronic device including the
図17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。 FIG. 17 is a perspective view showing the configuration of a mobile (or notebook) personal computer to which the electronic apparatus of the present invention is applied.
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1108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、角速度検知手段(ジャイロセンサー)として機能する振動素子1が内蔵されている。
In this figure, a
図18は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機(スマートフォン、PHS等も含む)の構成を示す斜視図である。 FIG. 18 is a perspective view illustrating a configuration of a mobile phone (including a smartphone, a PHS, and the like) to which the electronic device of the invention is applied.
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1208が配置されている。このような携帯電話機1200には、角速度検知手段(ジャイロセンサー)として機能する振動素子1が内蔵されている。
In this figure, a
図19は、本発明の電子機器を適用したデジタルスチー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。 FIG. 19 is a perspective view showing a configuration of a digital still camera to which the electronic apparatus of the present invention is applied. In this figure, connection with an external device is also simply shown.
デジタルスチールカメラ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。デジタルスチールカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部1310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1310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。
The
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。
A
撮影者が表示部1310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。
When the photographer confirms the subject image displayed on the
また、このデジタルスチールカメラ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、デー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。
In the
このようなデジタルスチールカメラ1300には、角速度検知手段(ジャイロセンサー)として機能する振動素子1が内蔵されている。
Such a
以上のような電子機器は、振動素子1を備えているため、高い信頼性を発揮することができる。
Since the electronic device as described above includes the
なお、本発明の電子機器は、図17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18の携帯電話機、図19のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、スマートフォン、タブレット端末、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。 In addition to the personal computer (mobile personal computer) in FIG. 17, the mobile phone in FIG. 18, and the digital still camera in FIG. 19, the electronic apparatus of the present invention includes, for example, a smartphone, a tablet terminal, an inkjet discharge device ( For example, inkjet printers), laptop personal computers, televisions, video cameras, video tape recorders, car navigation devices, pagers, electronic notebooks (including those with communication functions), electronic dictionaries, calculators, electronic game devices, word processors, workstations, TV phone, crime prevention TV monitor, electronic binoculars, POS terminal, medical equipment (eg, electronic thermometer, blood pressure monitor, blood glucose meter, electrocardiogram measuring device, ultrasonic diagnostic device, electronic endoscope), fish detector, various measuring devices, Instruments (for example, , Gages for vehicles, aircraft, and ships), can be applied to a flight simulator or the like.
4.移動体
次いで、振動素子1を備える移動体について、図20に基づき、詳細に説明する。
図20は、本発明の移動体を適用した自動車の構成を示す斜視図である。
4). Next, the moving body including the
FIG. 20 is a perspective view showing the configuration of an automobile to which the moving body of the present invention is applied.
自動車1500には、角速度検知手段(ジャイロセンサー)として機能する振動素子1が内蔵されており、振動素子1によって車体1501の姿勢を検出することができる。振動素子1の検出信号は、車体姿勢制御装置1502に供給され、車体姿勢制御装置1502は、その信号に基づいて車体1501の姿勢を検出し、検出結果に応じてサスペンションの硬軟を制御したり、個々の車輪1503のブレーキを制御したりすることができる。その他、このような姿勢制御は、二足歩行ロボットやラジコンヘリコプターで利用することができる。以上のように、各種移動体の姿勢制御の実現にあたって、振動素子1が組み込まれる。
The
以上、本発明の振動素子、振動子、電子機器および移動体を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、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。 As described above, the resonator element, the vibrator, the electronic device, and the moving body of the present invention have been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part has the same function. Any configuration can be substituted. In addition, any other component may be added to the present invention. Further, the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of the above embodiments.
また、前述した実施形態では、振動素子が4本の振動腕を有する構成について説明したが、振動腕の数としては、3本以上であれば特に限定されない。 In the above-described embodiment, the configuration in which the vibration element has four vibration arms has been described. However, the number of vibration arms is not particularly limited as long as it is three or more.
1……振動素子
10……角速度検出デバイス
100……ジャイロセンサー
2……振動基板
20A……第1振動系
20B……第2振動系
21……基部
21a……辺
22……振動腕
22a……辺
221……ハンマーヘッド
23……振動腕
231……ハンマーヘッド
24……振動腕
241……ハンマーヘッド
25……振動腕
25a……辺
251……ハンマーヘッド
31、32、33、34、35、36、37、38……駆動用圧電素子
311、321、331、341、351、361、371、381……駆動信号電極
312、322、332、342、352、362、372、382……駆動接地電極
313、323、333、343、353、363、373、383……圧電体層
41……質量調整膜
51……駆動信号端子
52……駆動接地端子
53……検出信号端子
54……検出接地端子
61、62、63、64……検出用圧電素子
611、621、631、641……検出信号電極
612、622、632、642……検出接地電極
613、623、633、643……圧電体層
71……駆動信号電極
72……駆動接地電極
8……パッケージ
81……ベース
811……凹部
82……リッド
831、832、833、834……接続端子
861、862、863、864……導電性接着材
9……ICチップ
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
1108……表示部
1200……携帯電話機
1202……操作ボタン
1204……受話口
1206……送話口
1208……表示部
1300……デジタルスチールカメラ
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
1310……表示部
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
1501……車体
1502……車体姿勢制御装置
1503……車輪
A1、A2……振幅
Q61、Q62、Q63、Q64……電荷
SS……検出信号
ωy……角速度
W1、W2……幅
L1、L2、L3、L4……長さ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記基部に接続され、振動方向に並んで配置された少なくとも3本の振動腕と、を有し、
前記3本の振動腕のうち、並び方向の両端に位置する振動腕を第1振動腕とし、前記第1振動腕の間に位置する振動腕を第2振動腕としたとき、
前記第1振動腕の前記振動方向の幅は、前記第2振動腕の前記振動方向の幅よりも大きいことを特徴とする振動素子。 The base,
Having at least three vibrating arms connected to the base and arranged side by side in the vibration direction;
Among the three vibrating arms, when the vibrating arms positioned at both ends in the arrangement direction are the first vibrating arms and the vibrating arms positioned between the first vibrating arms are the second vibrating arms,
The vibrating element having a width in the vibration direction of the first vibrating arm is larger than a width in the vibrating direction of the second vibrating arm.
前記第2振動腕の前記振動方向への振幅をA2としたとき、
0.57A1≦A2≦A1
なる関係を満足する請求項1に記載の振動素子。 The amplitude of the first vibrating arm in the vibration direction is A1,
When the amplitude of the second vibrating arm in the vibration direction is A2,
0.57A1 ≦ A2 ≦ A1
The resonator element according to claim 1, wherein the relationship is satisfied.
前記第2振動腕の前記幅をW2とし、
前記基部の長さをL1としたとき、
The width of the second vibrating arm is W2,
When the length of the base is L1,
前記第1振動腕の前記錘部は、前記第2振動腕の前記錘部よりも質量が小さい請求項1ないし4のいずれか1項に記載の振動素子。 Each of the first vibrating arm and the second vibrating arm has a weight portion at a tip portion,
5. The vibration element according to claim 1, wherein the weight portion of the first vibrating arm has a smaller mass than the weight portion of the second vibrating arm.
1本の前記第1振動腕と1本の前記第2振動腕とで第1振動系を構成し、
他の1本の前記第1振動腕と他の1本の前記第2振動腕とで第2振動系を構成し、
前記第1振動系では、前記第1振動腕と前記第2振動腕とが、前記振動方向に同相で屈曲振動し、
前記第2振動系では、前記第1振動腕と前記第2振動腕とが、前記振動方向に同相で、かつ、前記第1振動系とは逆相で屈曲振動する請求項1ないし5のいずれか1項に記載の振動素子。 Having at least two second vibrating arms;
One first vibrating arm and one second vibrating arm constitute a first vibrating system,
The other one first vibrating arm and the other one second vibrating arm constitute a second vibrating system,
In the first vibration system, the first vibrating arm and the second vibrating arm bend and vibrate in phase with the vibration direction,
The first vibration arm and the second vibration arm in the second vibration system bend and vibrate in phase in the vibration direction and in opposite phase to the first vibration system. The vibration element according to claim 1.
前記振動素子を収容するパッケージと、を備えることを特徴とする振動子。 The vibration element according to any one of claims 1 to 7,
And a package for housing the vibration element.
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JP2015059149A JP2016178588A (en) | 2015-03-23 | 2015-03-23 | Vibration element, vibrator, electronic apparatus and mobile body |
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WO2019035238A1 (en) * | 2017-08-16 | 2019-02-21 | 株式会社村田製作所 | Resonator and resonance device |
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2015
- 2015-03-23 JP JP2015059149A patent/JP2016178588A/en active Pending
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