CN102195607A - 振动片、振子、电子器件以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够实现小型化和低频化,并且能够高效进行扭转振动的振动片、振子、电子器件以及电子设备。振动片(2)具有进行扭转振动的振动臂(22),振动臂(22)包含由基端侧部分(227b)和基端侧部分(226b)构成的结构部,在宽度方向的剖视图中,基端侧部分(227b)沿Z轴方向设置,基端侧部分(226b)与基端侧部分(227b)连接,其重心相对于基端侧部分(227b)的重心分别在Z轴方向和与Z轴方向垂直的X轴方向上错开,振动臂(22)由于施加电压进行扭转振动。
Description
技术领域
本发明涉及振动片、振子、电子器件以及电子设备。
背景技术
在搭载于电子设备的石英振荡器等电子设备中,具有石英振子等振子。作为上述振子,公知有具有音叉型振动片的振子,音叉型振动片具有以相互平行的方式延伸的两个振动臂(例如,参照专利文献1)。
例如,在专利文献1的石英振子中,在沿宽度方向的截面形成矩形的各振动臂的宽度方向相互相对的一对面配置有2对电极。并且,通过以极性相反的方式对该2对电极中的相互相对的一方的1对电极、和相互相对的另一方的1对电极施加电压,使各振动臂扭转振动。
这样通过使用扭转振动,与使用弯曲振动的振子相比,能够减小温度变化引起的频率变化量。
但是,在专利文献1的石英振子中,如上所述,各振动臂的宽度方向截面形成矩形,因此各振动臂的扭转刚性比较高,从而不能充分使驱动频率低频化。假如使各振动臂变细来降低扭转刚性,则电极的设置面积变小,从而不能有效激励扭转振动。
【专利文献1】日本特开平4-348606号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够实现小型化和低频化,并且能够高效进行扭转振动的振动片、振子以及电子器件。
本发明正是为了解决上述课题的至少一部分而做出的,可作为以下的方式或应用例来实现。
[应用例1]
本应用例的振动片,其特征在于,
所述振动片具有进行扭转振动的至少1个振动臂,
所述振动臂包含由第1部分和第2部分构成的结构部,在宽度方向的剖视图中,所述第1部分沿第1方向设置,所述第2部分与所述第1部分连接,其重心相对于所述第1部分的重心分别在所述第1方向和与所述第1方向垂直的第2方向上错开,
所述第1部分由于施加电压而在所述振动臂的长度方向上伸缩振动,
所述第2部分由于施加所述电压而在所述振动臂的长度方向上实质上不伸缩振动或者以与所述第1部分错开的相位进行伸缩振动。
根据这种本应用例,能够使用伸缩振动来激励扭转振动。因此,能够有效激励扭转振动。结果,能够实现使用了这种振动片的振子的低驱动电压化。
此外,与振动臂的宽度方向截面形成矩形的情况相比能够抑制振动臂的扭转刚性。因此,能够实现振动片的小型化,并且能够充分降低扭转振动的频率。
如上,能够提供能够实现小型化和低频化,并且能够高效进行扭转振动的振动片。
[应用例2]
在本应用例的振动片中,优选的是,所述第1部分和所述第2部分分别形成沿着所述振动臂的长度方向的长板状,相互的宽度方向上的端部彼此以相互的板面垂直的方式连接。
由此,能够通过在形成矩形的宽度方向截面的振动臂设置矩形槽等的简单加工,形成具有第1部分和第2部分的振动臂。
[应用例3]
在本应用例的振动片中,优选的是,所述振动臂构成为包含多个所述结构部。
由此,能够比较简单地将振动臂的扭转振动的频率、振幅等条件设为期望条件。
[应用例4]
在本应用例的振动片中,优选的是,所述振动臂以沿该振动臂的长度方向排列的方式设置有多个所述结构部。
由此,能够比较简单且有效地进一步降低振动臂的扭转振动的频率。
[应用例5]
在本应用例的振动片中,优选的是,所述振动臂以隔着沿该振动臂的长度方向的中心轴相对的方式设置有1对所述结构部。
由此,能够防止或抑制振动臂的扭转振动的扭转中心轴相对于沿振动臂的长度方向的中心轴错开的情况。因此,在使用了这种振动片的振子中,能够减小振动泄漏。
[应用例6]
在本应用例的振动片中,优选的是,所述振动臂以遍及该振动臂的长度方向上的整个区域的方式设置有所述结构部。
由此,能够比较简单且有效地进一步降低振动臂的扭转振动的频率。
[应用例7]
在本应用例的振动片中,优选的是,所述振动臂以关于沿该振动臂的长度方向的中心轴对称的方式形成。
由此,能够防止或抑制振动臂的扭转振动的扭转中心轴相对于沿振动臂的长度方向的中心轴错开的情况。因此,在使用了这种振动片的振子中,能够减小振动泄漏。
[应用例8]
在本应用例的振动片中,优选的是,在所述振动臂的前端部设置有质量部,所述质量部在所述振动臂的所述宽度方向的剖视图中的截面积比所述结构部大。
由此,能够使振动片更小型,并且能够进一步降低振动臂的扭转振动的频率。
[应用例9]
在本应用例的振动片中,优选的是,该振动片具有多个所述振动臂。
由此,能够更有效地激励振动臂的扭转振动。
[应用例10]
在本应用例的振动片中,优选的是,该振动片具有1对所述振动臂,该1对所述振动臂以相互平行的方式设置,相互朝相同方向进行扭转振动。
由此,能够防止或抑制连接1对振动臂的基端部彼此的部分产生非本意的振动(厚度方向的振动)。因此,能够防止或抑制从振动片的振动泄漏。
[应用例11]
在本应用例的振动片中,优选的是,所述振动臂由压电体材料构成。
由此,能够用在振动臂的表面形成电极这样比较简单的结构,使振动臂扭转振动。因此,能够实现振动片的小型化和低成本化。
[应用例12]
在本应用例的振动片中,优选的是,所述振动臂由非压电体材料构成,在所述振动臂的所述第1部分上设置有具有压电薄膜的压电元件。
例如,在使用硅作为非压电性材料的情况下,能够通过蚀刻以高精度的尺寸精度形成振动臂。因此,能够比较简单地得到具有期望的振动特性的振动片。
[应用例13]
本应用例的振子,其特征在于,该振子具有:
上述应用例的振动片;以及
收纳所述振动片的封装。
由此,能够提供能够实现小型化和低频化,并且能够高效进行扭转振动的振子。
[应用例14]
本应用例的电子器件,其特征在于,该电子器件具有:
上述应用例的振动片;以及
驱动所述振动片的电子部件。
由此,能够提供能够实现小型化和低频化,并且能够高效进行扭转振动的电子器件。
[应用例15]
本应用例的电子设备,其特征在于,该电子设备具有:
上述应用例的振动片;以及
驱动所述振动片的电子部件。
由此,能够提供能够实现小型化和低频化,并且能够高效进行扭转振动的电子设备。
附图说明
图1是示出本发明第1实施方式的电子设备的俯视图。
图2是图1所示的电子设备的剖视图。
图3是示出图1所示的电子设备具有的振动片的俯视图(省略电极图示后的图)。
图4是示出图1所示的电子设备具有的振动片的仰视图。
图5是图1所示的电子设备具有的振动片的剖视图((a)是沿图1中的A-A线的剖视图,(b)是沿图1中的B-B线的剖视图)。
图6是用于说明图5所示的振动片具有的振动臂的动作的部分放大立体图。
图7是示出本发明第2实施方式的电子设备具有的振动片的俯视图。
图8是图7所示的振动片的剖视图(振动臂的宽度方向的剖视图)。
图9是示出本发明第3实施方式的电子设备具有的振动片的俯视图。
图10是图9所示的振动片的剖视图(振动臂的宽度方向的剖视图)。
图11是示出本发明第4实施方式的电子设备具有的振动片的俯视图。
图12是图11所示的振动片的剖视图(振动臂的宽度方向的剖视图)。
图13是示出本发明第5实施方式的电子设备具有的振动片的俯视图。
图14是图13所示的振动片的剖视图(振动臂的宽度方向的剖视图)。
图15是示出本发明第6实施方式的电子设备具有的振动片的俯视图。
图16是图15所示的振动片的剖视图(振动臂的宽度方向的剖视图)。
图17是示出本发明第7实施方式的电子设备具有的振动片的俯视图。
图18是示出本发明第8实施方式的电子设备具有的振动片的俯视图。
图19是示出作为本发明的电子设备一例的便携电话机的概略的立体图。
图20是作为本发明的电子设备一例的便携电话机的电路框图。
标号说明
1:电子设备;2:振动片;2A:振动片;2B:振动片;2C:振动片;2D:振动片;2E:振动片;3:电子部件;4:封装;21:基部;21F:基部;21G:基部;22:振动臂;22A:振动臂;22E:振动臂;23:振动臂;23A:振动臂;23B:振动臂;23C:振动臂;23E:振动臂;24:压电体;24A:压电体;24B:压电体;24C:压电体;24D:非压电体;24E:压电体;24F:压电体;24G:压电体;25:激励电极组;26:激励电极组;27:连接电极;28:连接电极;29:布线;30:布线;31:粘接部件;41:底基板;42:框部件;43:框部件;44:盖部件;45a:电极;46a:电极;46b:电极;47a:外部端子;47c:外部端子;48a:粘接剂;221:槽;222:槽;223:部分;223E:部分;223a:前端侧部分;223b:基端侧部分;224:部分;224E:部分;224a:前端侧部分;224b:基端侧部分;225:部分;225a:前端侧部分;225b:基端侧部分;226:部分;226a:前端侧部分;226b:基端侧部分;227:部分;227:基端侧部分;227E:部分;227a:前端侧部分;227b:基端侧部分;227b:前端侧部分;227b:基端侧部分;229:压电元件;231:槽;232:槽;233:部分;233E:部分;234:部分;234E:部分;235:部分;236:部分;237:部分;237E:部分;239:压电元件;251A:激励电极;251E:激励电极;251a:激励电极;251b:激励电极;252A:激励电极;252E:激励电极;252a:激励电极;252b:激励电极;253E:激励电极;253a:激励电极;253b:激励电极;254E:激励电极;254a:激励电极;254b:激励电极;261A:激励电极;261E:激励电极;261a:激励电极;261b:激励电极;262A:激励电极;262C:激励电极;262E:激励电极;262a:激励电极;263B:激励电极;263C:激励电极;263E:激励电极;263a:激励电极;264B:激励电极;264E:激励电极;264a:激励电极;421:延长部;451:金属线;461:金属线;462:金属线;2291:电极;2292:压电体层;2392:压电体层;2293:电极;a1:拉伸量;a2:拉伸量;S:内部空间;T:转矩;t:力;y1:轴线;y2:轴线;300:便携电话机;301:LCD;302:按键;303:话筒;304:脉宽调制/编码块;305:调制器/解调器块;306:送话器;307:天线开关;308:天线;309:接收滤波器;310:受话器;311:扬声器;312:控制器;313:RAM;314:ROM;315:温度补偿石英振荡器;316:受话器用合成器;317:送话器用合成器。
具体实施方式
以下,根据附图所示的实施方式具体说明本发明的振动片、振子、电子器件以及电子设备。
<第1实施方式>
图1是示出本发明第1实施方式的电子设备的俯视图,图2是图1所示的电子设备的剖视图,图3是示出图1所示的电子设备具有的振动片的俯视图(省略电极图示后的图),图4是示出图1所示的电子设备具有的振动片的仰视图,图5是图1所示的电子设备具有的振动片的剖视图((a)是沿图1中的A-A线的剖视图,(b)是沿图1中的B-B线的剖视图),图6是用于说明图5所示的振动片具有的振动臂的动作的部分放大立体图。另外,在各图中,作为相互正交的三个轴,图示了X轴、Y轴、Z轴。此外,以下,将与X轴平行的方向称作“X轴方向”,将与Y轴平行的方向(第1方向)称作“Y轴方向”,将与Z轴平行的方向(第2方向)称作“Z轴方向”。此外,为了方便说明,将图2中的上侧称作“上”、下侧称作“下”、右侧称作“右”、左侧称作“左”。
图1所示的电子器件1具有振动片2、驱动该振动片2的电子部件3、以及收纳振动片2和电子部件3的封装4。在此,振动片2和封装4构成振子。
以下,依次具体说明构成电子器件1的各部分。
(振动片)
首先,说明振动片2。
在本实施方式中,振动片2是图1所示的音叉型压电振动片。该振动片2具有具备基部21和1对振动臂22、23的压电体24,设置于该压电体24上的激励电极组25、26以及连接电极27、28。
压电体24由压电材料构成,作为上述压电材料,例如可列举石英、钽酸锂、铌酸锂、硼酸锂、钛酸钡等。作为压电材料,尤其优选石英。通过使用这种压电体材料构成压电体24(振动臂22、23),能够用在振动臂22、23的表面形成电极(激励电极组25、26等)这样比较简单的结构,使振动臂22、23扭转振动。因此,能够实现振动片2的小型化和低成本化。
在这种压电体24中,1对振动臂22、23以相互平行的方式分别从基部21起延伸设置。由此,压电体24形成音叉型。在本实施方式中,1对振动臂22、23沿X轴方向排列,并分别从基部21起沿Y轴方向延伸。另外,基部21的形状不限于图示,是任意的。
该振动臂22、23分别形成矩形形状,其基部21侧的端部(基端部)是固定端,与基部21相反侧的端部(前端部)是自由端。
此外,如图3所示,在振动臂22,沿其延伸方向(长度方向),设置有宽度方向的截面(与延伸方向垂直的截面)形成矩形的两个槽221、222。槽221形成为偏向振动臂22的上表面的宽度方向上的一侧(在图3中为左侧),另一方面,槽222形成为偏向振动臂22的下表面的宽度方向上的槽221的相反侧(在图3中为右侧)。此外,槽221和槽222设置为在平面图上(从Z轴方向观察时)互相不重叠。这样,振动臂22的宽度方向的截面形成大致S字状(参照图5)。
换言之,振动臂22在其宽度方向的截面(XZ截面)上观察时,由以下部分构成:沿Z轴方向互相平行的3个部分(第1部分)223、225、227,沿X轴方向连接部分223和部分225的下端部(Z轴方向上的一端部)彼此的部分(第2部分)224,沿X轴方向连接部分225和部分227的上端部(Z轴方向上的另一端部)彼此的部分226。
同样,在振动臂23,沿其延伸方向(长度方向),设置有宽度方向的截面形成矩形的两个槽231、232。槽231形成为偏向振动臂23的上表面的宽度方向上的一侧(在图3中为左侧),另一方面,槽232形成为偏向振动臂23的下表面的宽度方向上的槽231的相反侧(在图3中为右侧)。此外,槽231和槽232设置为在平面图上(从Z轴方向观察时)互相不重叠。这样,振动臂23的宽度方向的截面形成大致S字状(参照图5)。
换言之,振动臂23在其宽度方向的截面(XZ截面)上观察时,由以下部分构成:沿Z轴方向互相平行的3个部分(第1部分)233、235、237,沿X轴方向连接部分233和部分235的下端部(Z轴方向上的一端部)彼此的部分(第2部分)234,沿X轴方向连接部分235和部分237的上端部(Z轴方向上的另一端部)彼此的部分236。
此外,在振动臂22的前端部,设置有宽度方向的截面面积比形成有槽221、222的部分(结构部)大的质量部(锤头)228。同样,在振动臂23的前端部,设置有宽度方向的截面面积比形成有槽231、232的部分(结构部)大的质量部(锤头)238。由此,能够使振动片2更小型,并且能够进一步降低振动臂22、23的扭转振动的频率。另外,该质量部228、238根据需要设置即可,也可以省略。
在这种振动臂22上,设置有用于向振动臂22施加电压(电场)的激励电极组25,另一方面,在振动臂23上,设置有用于向振动臂23施加电压(电场)的激励电极组26。
激励电极组25由以下电极构成:设置于前述的振动臂22的宽度方向上的一侧(槽221侧)的侧面上的激励电极251a、251b,设置于槽221的壁面上的激励电极252a、252b,设置于槽222的壁面上的激励电极253a、253b,设置于振动臂22的宽度方向上的另一侧(槽222侧)的侧面上的激励电极254a、254b。
激励电极251a、252a、253a、254a以与振动臂22的槽221、222的前端侧部分对应的方式设置,激励电极251b、252b、253b、254b以与振动臂22的槽221、222的基端侧部分对应的方式设置。
同样,激励电极组26由以下电极构成:设置于前述的振动臂23的宽度方向上的一侧(槽231侧)的侧面上的激励电极261a、261b,设置于槽231的壁面上的激励电极262a、262b,设置于槽232的壁面上的激励电极263a、263b,设置于振动臂23的宽度方向上的另一侧(槽232侧)的侧面上的激励电极264a、264b。
激励电极261a、262a、263a、264a以与振动臂23的槽231、232的前端侧部分对应的方式设置,激励电极261b、262b、263b、264b以与振动臂23的槽231、232的基端侧部分对应的方式设置。
这种激励电极251a、252b、253a、254b、261a、262b、263a、264b经由布线29与连接电极27电连接。此外,激励电极251b、252a、253b、254a、261b、262a、263b、264a经由布线30与连接电极28电连接。
由此,在连接电极27和连接电极28之间施加电压时,以激励电极251a、252b、253a、254b、261a、262b、263a、264b,和激励电极251b、252a、253b、254a、261b、262a、263b、264a成为相反极性的方式,分别向振动臂22的部分223、225、227以及振动臂23的部分233、235、237施加X轴方向的电压。此外,能够利用压电材料的反压电效应,以某个恒定频率(共振频率)使各振动臂22、23扭转振动。此外,在各振动臂22、23扭转振动时,在连接电极27、28之间,由于压电材料的压电效应,以某个恒定频率产生电压。振动片2能够利用这些性质,产生以共振频率振动的电信号。
这种激励电极组25、27,连接电极27、28以及布线29、30分别能够通过铝、铝合金、银、银合金、铬、铬合金、金等导电性优异的金属材料形成。
此外,作为这些电极的形成方法,可列举溅射法、真空蒸镀法等物理成膜法、CVD等化学蒸镀法、喷墨法等各种涂敷法等。
在此,具体说明各振动臂22、23的动作(扭转振动的原理)。
在本实施方式中,如图3所示,振动臂22绕沿着其延伸方向(长度方向)的轴线y1扭转振动。并且,振动臂23绕沿着其延伸方向(长度方向)的轴线y2在与振动臂22相同的方向(同相)扭转振动。
以下,说明振动臂22的动作。另外,振动臂23的动作与振动臂22相同,因此省略其说明。
如图5的(a)所示,如前所述,激励电极251a设置于振动臂22的前端侧的宽度方向上的一侧(槽221侧)的侧面上,激励电极252a设置于槽221的前端侧壁面上,激励电极253a设置于槽222的前端侧壁面上,激励电极254a设置于振动臂22的前端侧的宽度方向上的另一侧(槽222侧)的侧面上。
由此,在激励电极251a和激励电极252a之间施加电压时,在振动臂22的部分223的前端侧部分223a产生X轴方向的电场。由于该电场,上述前端侧部分223a沿Y轴方向拉伸或收缩。
此外,在激励电极252a和激励电极253a之间施加电压时,在振动臂22的部分226的前端侧部分226a产生X轴方向的电场。由于该电场,上述前端侧部分226a沿Y轴方向拉伸或收缩。该前端侧部分226a的拉伸或收缩与前端侧部分223a相互不同(反相)地产生。
此外,在激励电极253a和激励电极254a之间施加电压时,在振动臂22的部分227的前端侧部分227a产生X轴方向的电场。由于该电场,上述前端侧部分227a沿Y轴方向拉伸或收缩。该前端侧部分227a的拉伸或收缩与前端侧部分223a以相同相位(同相)产生。
另一方面,即使如上所述那样施加电压,振动臂22的部分224的前端侧部分224a和部分226的前端侧部分226a实质上也不分别产生Y轴方向上的拉伸或收缩。
此外,如图5的(b)所示,如前所述,激励电极251b设置于振动臂22的基端侧的宽度方向上的一侧(槽221侧)的侧面上,激励电极252b设置于槽221的基端侧壁面上,激励电极253b设置于槽222的基端侧壁面上,激励电极254b设置于振动臂22的基端侧的宽度方向上的另一侧(槽222侧)的侧面上。
由此,在激励电极251b和激励电极252b之间施加电压时,在振动臂22的部分223的基端侧部分223b产生X轴方向的电场。由于该电场,上述基端侧部分223b沿Y轴方向拉伸或收缩。该基端侧部分223b的拉伸或收缩与上述前端侧部分223a相互不同(反相)地产生。
此外,在激励电极252b和激励电极253b之间施加电压时,在振动臂22的部分226的基端侧部分226b产生X轴方向的电场。由于该电场,上述基端侧部分226b沿Y轴方向拉伸或收缩。该基端侧部分226b的拉伸或收缩与前端侧部分225a和基端侧部分223b相互不同(反相)地产生。
此外,在激励电极253b和激励电极254b之间施加电压时,在振动臂22的部分227的基端侧部分227b产生X轴方向的电场。由于该电场,上述基端侧部分227b沿Y轴方向拉伸或收缩。该基端侧部分227b的拉伸或收缩与基端侧部分223b以相同相位(同相)产生,并且与前端侧部分227a相互不同(反相)地产生。
另一方面,即使如上所述那样施加电压,振动臂22的部分224的基端侧部分224b和部分226的基端侧部分226b实质上也不分别产生Y轴方向上的拉伸或收缩。
这种振动臂22包含由前端侧部分223a(第1部分)和前端侧部分224a(第2部分)构成的第1结构部(结构部),在宽度方向的截面中观察振动臂22的前端侧部时,前端侧部分223a沿Z轴方向(第1方向)设置,前端侧部分224a与前端侧部分223a连接,其重心相对于前端侧部分223a的重心分别在Z轴方向和与Z轴方向垂直的X轴方向(第2方向)上错开。
此外,振动臂22包含由前端侧部分225a(第1部分)和前端侧部分224a(第2部分)构成的第2结构部(结构部),在宽度方向的截面中观察振动臂22的前端侧部时,前端侧部分225a沿Z轴方向(第1方向)设置,前端侧部分224a与前端侧部分225a连接,其重心相对于前端侧部分225a的重心分别在Z轴方向和与Z轴方向垂直的X轴方向(第2方向)上错开。
此外,振动臂22包含由前端侧部分225a(第1部分)和前端侧部分226a(第2部分)构成的第3结构部(结构部),在宽度方向的截面中观察振动臂22的前端侧部时,前端侧部分225a沿Z轴方向(第1方向)设置,前端侧部分226a与前端侧部分225a连接,其重心相对于前端侧部分225a的重心分别在Z轴方向和与Z轴方向垂直的X轴方向(第2方向)上错开。
此外,振动臂22包含由前端侧部分227a(第1部分)和前端侧部分226a(第2部分)构成的第4结构部(结构部),在宽度方向的截面中观察振动臂22的前端侧部时,前端侧部分227a沿Z轴方向(第1方向)设置,前端侧部分226a与前端侧部分227a连接,其重心相对于前端侧部分227a的重心分别在Z轴方向和与Z轴方向垂直的X轴方向(第2方向)上错开。
此外,振动臂22包含由基端侧部分223b(第1部分)和基端侧部分224b(第2部分)构成的第5结构部(结构部),在宽度方向的截面中观察振动臂22的基端侧部时,基端侧部分223b沿Z轴方向(第1方向)设置,基端侧部分224b与基端侧部分223b连接,其重心相对于基端侧部分223b的重心分别在Z轴方向和与Z轴方向垂直的X轴方向(第2方向)上错开。
此外,振动臂22包含由基端侧部分225b(第1部分)和基端侧部分224b(第2部分)构成的第6结构部(结构部),在宽度方向的截面中观察振动臂22的基端侧部时,基端侧部分225b沿Z轴方向(第1方向)设置,基端侧部分224b与基端侧部分225b连接,其重心相对于基端侧部分225b的重心分别在Z轴方向和与Z轴方向垂直的X轴方向(第2方向)上错开。
此外,振动臂22包含由基端侧部分225b(第1部分)和基端侧部分226b(第2部分)构成的第7结构部(结构部),在宽度方向的截面中观察振动臂22的基端侧部时,基端侧部分225b沿Z轴方向(第1方向)设置,基端侧部分226b与基端侧部分225b连接,其重心相对于基端侧部分225b的重心分别在Z轴方向和与Z轴方向垂直的X轴方向(第2方向)上错开。
此外,振动臂22包含由基端侧部分227b(第1部分)和基端侧部分226b(第2部分)构成的第8结构部(结构部),在宽度方向的截面中观察振动臂22的基端侧部时,基端侧部分227b沿Z轴方向(第1方向)设置,基端侧部分226b与基端侧部分227b连接,其重心相对于基端侧部分227b的重心分别在Z轴方向和与Z轴方向垂直的X轴方向(第2方向)上错开。
在此,根据图6,在基端侧部分226b(第2部分)和基端侧部分227b(第1部分)之间代表性地说明作用(第8结构部的作用)。
如前所述,基端侧部分227b(第1部分)由于施加电压(例如交变电压)而在振动臂22的长度方向(Y轴方向)上伸缩振动。
此外,基端侧部分226b(第2部分)由于施加所述电压而在振动臂22的长度方向上实质上不伸缩振动。
由此,如图6所示,在基端侧部分227b要沿Y轴方向拉伸时,该拉伸被实质上不拉伸的基端侧部分226b部分限制(阻止)。因此,基端侧部分227b的与基端侧部分226b的相反侧的拉伸量a1比基端侧部分227b靠基端侧部分226b侧的拉伸量a2大。因此,基端侧部分227产生朝Z轴方向弯曲的力。
此外,这种力t作用于基端侧部分226b的宽度方向(X轴方向)上的一端部(即从重心错开的部分)。因此,受到这种力的基端侧部分226b不仅朝Z轴方向弯曲,还以扭转的方式变形。
此外,在振动臂22的基端侧部分,固定于基部21一侧(基端侧)的刚性比前端侧高,因此以前端侧倾斜的方式进行扭转变形,从而产生转矩T。
如上所述,基端侧部分226b在基端侧部分227b的Y轴方向将伸缩振动转换为扭转振动。由此,通过基端侧部分226b和基端侧部分227b的相互作用,由它们构成的第8结构部扭转振动。
这种基端侧部分227b和基端侧部分226b分别形成沿振动臂22的长度方向的长板状,以相互的板面垂直的方式连接相互的短边方向上的端部彼此。因此,能够通过在形成矩形的宽度方向截面的振动臂设置矩形槽等的简单加工,形成具有基端侧部分227b和基端侧部分226b的振动臂22。
与这种基端侧部分226b和基端侧部分227b(第8结构部)同样,基端侧部分223b和基端侧部分224b(第5结构部)、基端侧部分225b和基端侧部分224b(第6结构部)、基端侧部分225b和基端侧部分226b(第7结构部)分别产生转矩T。
此外,前端侧部分226a和前端侧部分227a(第1结构部)、前端侧部分223a和前端侧部分224a(第2结构部)、前端侧部分225a和前端侧部分224a(第3结构部)、前端侧部分225a和前端侧部分226a(第4结构部)也分别与基端侧部分226b和基端侧部分227b同样地扭转变形,产生转矩T。
这样,各结构部通过第1部分和第2部分的相互作用扭转振动,由此,振动臂22扭转振动。
根据这种振动片2,能够使用伸缩振动来激励扭转振动。因此,能够有效激励扭转振动。结果,能够实现使用了这种振动片2的振子的低驱动电压化。
此外,与振动臂的宽度方向截面形成矩形的情况相比能够分别抑制振动臂22、23的扭转刚性。因此,能够实现振动片2的小型化,并且能够充分降低扭转振动的频率。
此外,这种振动臂22构成为包含多个结构部(上述第1~8结构部)。由此,能够比较简单地将振动臂22的扭转振动的频率、振幅等条件设为期望条件。
此外,振动臂22以沿其长度方向排列的方式设置有多个结构部(上述第1~4结构部和第5~8结构部)。由此,能够比较简单且有效地进一步降低振动臂22的扭转振动的频率。
此外,振动臂22以隔着沿该振动臂22的长度方向的中心轴(轴线y1)相对的方式设置有1对结构部(上述第1结构部和第4结构部、第2结构部和第3结构部、第5结构部和第8结构部、第6结构部和第7结构部)。由此,能够防止或抑制振动臂22的扭转振动的扭转中心轴相对于沿振动臂22的长度方向的中心轴(轴线y1)错开的情况。因此,在使用了这种振动片2的振子中,能够减小振动泄漏。
此外,振动臂22以关于沿该振动臂22的长度方向的中心轴(轴线y1)对称的方式形成。由此,能够防止或抑制振动臂22的扭转振动的扭转中心轴相对于沿振动臂22的长度方向的中心轴(轴线y1)错开的情况。因此,在使用了这种振动片2的振子中,能够减小振动泄漏。
与以上那样的振动臂22相关的效果,对于与振动臂22同样构成的振动臂23也相同。
此外,在具有这种振动臂22、23的振动片2中,能够更有效地激励振动臂22、23的扭转振动。
尤其是振动臂22、23以相互平行的方式设置,相互朝相同方向进行扭转振动,因此能够防止或抑制连接1对振动臂22、23的基端部彼此的部分产生非本意的振动(厚度方向的振动)。因此,能够防止或抑制从振动片2的振动泄漏。
(封装)
接着,说明收纳/固定振动片2的封装4。
封装4在其平面图上形成大致长方形。如图2所示,这种封装4具有板状的底基板41,框状的框部件42、43,以及板状的盖部件44。底基板41、框部件42、框部件43和盖部件44从下侧朝上侧依次层积而成,底基板41和框部件42、框部件42和框部件43、以及框部件43和盖部件44分别利用粘接剂或钎料等接合。并且,封装4在用底基板41、框部件42、框部件43和盖部件44划分而成的内部空间S中,收纳振动片2和电子部件3。另外,在图1中,省略了盖部件44的图示。
作为底基板41的构成材料,优选是具有绝缘性(非导电性)的材料,能够使用例如各种玻璃、氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物系陶瓷等各种陶瓷材料,聚酰亚胺等各种树脂材料等。
此外,作为框部件42,43和盖部件44的构成材料,能够使用例如与底基板41相同的构成材料,Al、Cu那样的各种金属材料,和各种玻璃材料等。尤其是在作为盖部件44的构成材料使用了玻璃材料等具有透光性的材料的情况下,在振动片2上预先形成金属覆盖部(未图示)时,即使在将振动片2收纳到封装4内后,也隔着盖部件44向所述金属覆盖部照射激光,去除所述金属覆盖部来减少振动片2的质量(质量削减方式),由此能够进行振动片2的频率调节。
此外,如图1和图2所示,框部件42具有以其一部分(在图2中为左侧部分)面对内部空间S的方式延长的延长部421。
在该延长部421的上表面,涂敷(盛放)有环氧系、聚酰亚胺系等的粘接剂48a、48b,并且,在该粘接剂48a、48b上,载置有上述振动片2。并且,通过使粘接剂48a、48b固化,将振动片2可靠地固定于延长部421。
另外,也可以在该延长部421的上表面设置后述的1对电极46a、46b,并且使用含有导电性粒子的环氧系、聚酰亚胺系等的导电性粘接剂作为粘接剂48a、48b来进行振动片2的固定。此时,通过在翻转振动片2的表背后的状态下进行固定,能够经由粘接剂48a、48b,对连接电极27、28和1对电极46a、46b进行电连接。
如图1或图2所示,在底基板41的上表面,经由绝缘性(非导电性)的粘接剂、粘接片等粘接部件31,接合有电子部件3。
此外,在底基板41的上表面,设置有1对电极45a、45b,该1对电极45a、45b经由利用例如引线接合技术形成的金属线(接合线)451、452与电子部件3的电极部(未图示)电连接。
另外,也可以替代粘接部件31和金属线451、452,而通过所谓的侧焊将电子部件3固定在底基板41上,并且将电子部件3与1对电极45a、45b电连接。
并且,在底基板41的上表面,设置有1对电极46a、46b,电极46a经由与上述同样形成的金属线461与振动片2的连接电极27电连接,电极46b经由与上述同样形成的金属线462与振动片2的连接电极28电连接。
此外,1对电极46a、46b经由未图示的布线,与上述1对电极45a、45b电连接。
另一方面,如图2所示,在底基板41的下表面,以位于其四角的方式设置有4个外部端子47a、47b、47c、47d。
这4个外部端子47a~47d中的外部端子47a、47b分别是经由在贯通形成于底基板41的通孔中设置的导体柱,与上述1对电极45a、45b电连接的热端子。此外,其他两个外部端子47c、47d分别是在将封装4安装至安装用基板时,用于提高接合强度并且使封装4和安装用基板之间的距离均匀的虚设端子。
这种电极45a、45b、46a、46b和外部端子47a~47d分别能够在例如镀钨和镍的基底层实施镀金而形成。
另外,也可以根据需要在底基板41的下表面形成用于进行后述的电子部件3的特性检查、或电子部件3内的各种信息(例如,电子设备的温度补偿信息)的改写(调节)的写入端子。
(电子部件)
电子部件3是例如集成电路元件(IC),与振动片2电连接,具有驱动振动片2的功能。能够通过在该电子部件3形成振荡电路来将电子设备1构成为压电振荡器。此外,能够通过在电子部件3形成角速度检测电路来将电子设备1构成为压电陀螺仪。
根据以上说明的第1实施方式,能够使用伸缩振动来激励扭转振动。因此,能够有效激励扭转振动。结果,能够实现使用了这种振动片2的振子的低驱动电压化。
此外,与振动臂的宽度方向截面形成矩形的情况相比能够抑制振动臂22、23的扭转刚性。因此,能够实现振动片2的小型化,并且能够充分降低扭转振动的频率。
如上,能够提供能够实现小型化和低频化,并且能够高效进行扭转振动的振动片2以及具有该振动片2的振子和电子设备1。
<第2实施方式>
接着,说明本发明的电子设备的第2实施方式。
图7是示出本发明第2实施方式的电子设备具有的振动片的俯视图,图8是图7所示的振动片的剖视图(振动臂的宽度方向的剖视图)。
以下,对于第2实施方式的电子设备,以与上述实施方式的不同点为中心进行说明,对于相同事项,省略其说明。
第2实施方式的电子设备除了振动臂的宽度方向截面形状和激励电极的配置不同以外,与第1实施方式大致相同。另外,在图7、8中,对与上述实施方式相同的结构,标注相同标号。此外,在图7中,省略了用于对激励电极进行通电的布线和连接电极的图示。
如图7所示,本实施方式的电子设备的振动片2A具有压电体24A和设置于该压电体24A上的激励电极251A、252A、261A、262A,压电体24A具有基部21和1对振动臂22A、23A。
如图8所示,1对振动臂22A、23A的宽度方向截面分别形成L字状。
该振动臂22A在其宽度方向截面(XZ截面)上进行观察时,由沿着Z轴方向的部分(第1部分)223、和沿着X轴方向与部分223的下端部(Z轴方向上的一端部)连接的部分(第2部分)224构成。
同样,振动臂23A在其宽度方向截面(XZ截面)上进行观察时,由沿着Z轴方向的部分(第1部分)233、和沿着X轴方向与部分233的下端部(Z轴方向上的一端部)连接的部分(第2部分)234构成。
在振动臂22A的部分223的与部分224相反侧的面上,设置有激励电极251A,在部分223的靠部分224侧的面上和部分224的上侧的面上,设置有激励电极252A。
由此,在激励电极251A和激励电极252A之间施加电压时,在振动臂22A的部分223产生X轴方向的电场。由于该电场,上述部分223沿Y轴方向拉伸或收缩。
同样,在振动臂23A的部分233的与部分234相反侧的面上,设置有激励电极261A,在部分233的靠部分234侧的面上和部分234的上侧的面上,设置有激励电极262A。
由此,在激励电极261A和激励电极262A之间施加电压时,在振动臂23A的部分233产生X轴方向的电场。由于该电场,上述部分233沿Y轴方向拉伸或收缩。
另一方面,部分224、234(第2部分)由于施加所述电压,在振动臂22A、23A的长度方向上实质上不伸缩振动。
这种由部分223、224构成的结构部、和由部分233、234构成的结构部分别与上述实施方式的结构部同样地产生旋转力矩。由此,能够使振动臂22A、23A扭转振动。
由部分223、224构成的结构部以遍及振动臂22A的长度方向上的整个区域的方式设置,由部分233、234构成的结构部以遍及振动臂23A的长度方向上的整个区域的方式设置。由此,能够比较简单且有效地进一步降低振动臂22A、23A的扭转振动的频率。另外,由部分223、224构成的结构部不需要在振动臂22A的长度方向上完全遍及整个区域设置,只要遍及大致整个区域设置即可。对于由部分233、234构成的结构部也同样如此。
利用以上说明的第2实施方式,也能够起到与上述第1实施方式相同的效果。
<第3实施方式>
接着,说明本发明的电子设备的第3实施方式。
图9是示出本发明第3实施方式的电子设备具有的振动片的俯视图,图10是图9所示的振动片的剖视图(振动臂的宽度方向的剖视图)。
以下,对于第3实施方式的电子设备,以与上述实施方式的不同点为中心进行说明,对于相同事项,省略其说明。
第3实施方式的电子设备除了振动臂的宽度方向截面形状和激励电极的配置不同以外,与第1实施方式大致相同。此外,第3实施方式的电子设备除了1对振动臂中的一个振动臂的宽度方向截面姿势不同以外,与第2实施方式大致相同。另外,在图9、10中,对与上述实施方式相同的结构,标注相同标号。此外,在图9中,省略了用于对激励电极进行通电的布线和连接电极的图示。
如图9所示,本实施方式的电子设备的振动片2B具有压电体24B和设置于该压电体24B上的激励电极251A、252A、263B,264B,压电体24B具有基部21和1对振动臂22A、23B。
如图10所示,振动臂23B的宽度方向截面形成L字状,但是成为使振动臂22A绕中心轴旋转180°后的姿势(朝向)。即,振动臂22A和振动臂23B以关于在它们之间沿着Y轴方向的线段旋转对称的方式形成。
该振动臂23B在其宽度方向截面(XZ截面)上进行观察时,由沿着Z轴方向的部分(第1部分)237、和沿着X轴方向与部分237的上端部(Z轴方向上的一端部)连接的部分(第2部分)236构成。
在振动臂23B的部分237的与部分236相反侧的面上,设置有激励电极264B,在部分237的靠部分236侧的面上和部分236的下侧的面上,设置有激励电极263B。
由此,在激励电极263B和激励电极264B之间施加电压时,在振动臂23B的部分237产生X轴方向的电场。由于该电场,上述部分237沿Y轴方向拉伸或收缩。
另一方面,部分236(第2部分)由于施加所述电压,在振动臂23B的长度方向上实质上不伸缩振动。
这种由部分236、237构成的结构部与上述实施方式的结构部同样产生旋转力矩。由此,能够使振动臂23B扭转振动。尤其是如上所述振动臂22A和振动臂23B以旋转对称的方式形成,因此能够在使振动臂22A和振动臂23B以同相振动时,防止或抑制非本意振动的产生。
利用以上说明的第3实施方式,也能够起到与上述第1实施方式相同的效果。
<第4实施方式>
接着,说明本发明的电子设备的第4实施方式。
图11是示出本发明第4实施方式的电子设备具有的振动片的俯视图,图12是图11所示的振动片的剖视图(振动臂的宽度方向的剖视图)。
以下,对于第4实施方式的电子设备,以与上述实施方式的不同点为中心进行说明,对于相同事项,省略其说明。
第4实施方式的电子设备除了振动臂的宽度方向截面形状和激励电极的配置不同以外,与第1实施方式大致相同。此外,第4实施方式的电子设备除了1对振动臂中的一个振动臂的宽度方向截面姿势不同以外,与第2实施方式大致相同。另外,在图11、12中,对与上述实施方式相同的结构,标注相同标号。此外,在图11中,省略了用于对激励电极进行通电的布线和连接电极的图示。
如图11所示,本实施方式的电子设备的振动片2C具有压电体24C和设置于该压电体24C上的激励电极251A、252A、262C,263C,压电体24C具有基部21和1对振动臂22A、23C。
如图12所示,振动臂23C的宽度方向截面形成L字状,但是振动臂22A和振动臂23C以关于在它们之间与Y轴方向和Z轴方向平行的面对称的方式形成。
该振动臂23C在其宽度方向截面(XZ截面)上进行观察时,由沿着Z轴方向的部分(第1部分)235、和沿着X轴方向与部分235的下端部(Z轴方向上的一端部)连接的部分(第2部分)234构成。
在振动臂23C的部分235的与部分234相反侧的面上,设置有激励电极263C,在部分235的靠部分234侧的面上和部分234的上侧的面上,设置有激励电极262C。
由此,在激励电极262C和激励电极263C之间施加电压时,在振动臂23C的部分235产生X轴方向的电场。由于该电场,上述部分235沿Y轴方向拉伸或收缩。
另一方面,部分234(第2部分)由于施加所述电压,在振动臂23C的长度方向上实质上不伸缩振动。
这种由部分234、235构成的结构部与上述实施方式的结构部同样产生旋转力矩。由此,能够使振动臂23C扭转振动。尤其是如上所述振动臂22A和振动臂23C以面对称的方式形成,因此能够在使振动臂22A和振动臂23C以同相振动时,防止或抑制非本意振动的产生。
利用以上说明的第4实施方式,也能够起到与上述第1实施方式相同的效果。
<第5实施方式>
接着,说明本发明的电子设备的第5实施方式。
图13是示出本发明第5实施方式的电子设备具有的振动片的俯视图,图14是图13所示的振动片的剖视图(振动臂的宽度方向的剖视图)。
以下,对于第5实施方式的电子设备,以与上述实施方式的不同点为中心进行说明,对于相同事项,省略其说明。
第5实施方式的电子设备除了振动臂和基部的结构不同以外,与第1实施方式大致相同。此外,第5实施方式的电子设备除了使用非压电性材料构成振动臂和基部,并且替代驱动电极而在振动臂设置压电元件以外,与第2实施方式大致相同。另外,在图13、14中,对与上述实施方式相同的结构,标注相同标号。此外,在图13中,省略了用于对激励电极进行通电的布线和连接电极的图示。
如图13所示,本实施方式的电子设备的振动片2D具有由非压电体材料构成的非压电体24D和设置于该非压电体24D上的压电元件229、239,非压电体24D具有基部21和1对振动臂22A、23A。
如图14所示,振动臂22A在其宽度方向截面(XZ截面)上进行观察时,由沿着Z轴方向的部分(第1部分)223、和沿着X轴方向与部分223的下端部(Z轴方向上的一端部)连接的部分(第2部分)224构成。
同样,振动臂23A在其宽度方向截面(XZ截面)上进行观察时,由沿着Z轴方向的部分(第1部分)233、和沿着X轴方向与部分233的下端部(Z轴方向上的一端部)连接的部分(第2部分)234构成。
在振动臂22A的部分223的与部分224相反侧的面上,设置有压电元件229。
如图14所示,该压电元件229构成为在部分223的与部分224相反侧的面上,依次层叠有电极2291、压电体层(压电薄膜)2292、电极2293。
由此,在电极2291和电极2293之间施加电压时,在压电体层2292产生X轴方向的电场。由于该电场,压电体层2292沿Y轴方向拉伸或收缩。部分223伴随其沿Y轴方向拉伸或收缩。
同样,在振动臂23A的部分233的与部分234相反侧的面上,设置有压电元件239。
如图14所示,该压电元件239与上述压电元件229同样,构成为在部分233的与部分234相反侧的面上,依次层叠有电极2391、压电体层(压电薄膜)2392、电极2393。
由此,在电极2391和电极2393之间施加电压时,在压电体层2392产生X轴方向的电场。由于该电场,压电体层2392沿Y轴方向拉伸或收缩。部分233伴随其沿Y轴方向拉伸或收缩。
另一方面,部分224、234(第2部分)由于施加所述电压,在振动臂22A、23A的长度方向上实质上不伸缩振动。
这种由部分223、224构成的结构部,和由部分233、234构成的结构部分别与上述实施方式的结构部同样产生旋转力矩。由此,能够使振动臂22A、23A扭转振动。
作为压电体层2292、2392的构成材料(压电材料),分别可列举例如石英、钽酸锂、铌酸锂、硼酸锂、钛酸钡等。
尤其是在本实施方式中,振动臂22A、23A由非压电体材料构成,因此例如在使用硅作为非压电性材料的情况下,与使用作为压电性材料的石英的情况相比,能够通过蚀刻以高精度的尺寸精度形成振动臂22A、23A。因此,能够比较简单地得到具有期望的振动特性的振动片2D。更具体而言,在振动臂22A、23A由作为压电体材料的水晶构成的情况下,对石英实施化学蚀刻来形成振动臂22A、23A的外形时,有时会在振动臂22A、23A的表面产生起因于石英的结晶方位的各向异性蚀刻造成的独特形状/高度的微小突起。但是,在振动臂22A、23A由硅构成的情况下,能够防止这种突起的产生。
利用以上说明的第5实施方式,也能够起到与上述第1实施方式相同的效果。
<第6实施方式>
接着,说明本发明的电子设备的第6实施方式。
图15是示出本发明第6实施方式的电子设备具有的振动片的俯视图,图16是图15所示的振动片的剖视图(振动臂的宽度方向的剖视图)。
以下,对于第6实施方式的电子设备,以与上述实施方式的不同点为中心进行说明,对于相同事项,省略其说明。
第6实施方式的电子设备除了振动臂的宽度方向截面形状和激励电极的配置不同以外,与第1实施方式大致相同。另外,在图15、16中,对与上述实施方式相同的结构,标注相同标号。此外,在图15中,省略了用于对激励电极进行通电的布线和连接电极的图示。
如图15所示,本实施方式的电子设备的振动片2E具有压电体24E和设置于该压电体24E上的激励电极251E、252E、253E、254E、261E、262E、263E、264E,压电体24E具有基部21和1对振动臂22E、23E。
如图16所示,1对振动臂22E、23E的宽度方向截面分别以关于沿着Y轴方向的中心轴旋转对称的方式,形成组合两个L字状后的形状。
该振动臂22E在其宽度方向截面(XZ截面)上进行观察时,由沿着Z轴方向的部分(第1部分)223E、227E,和沿着X轴方向连接部分223E的下端部和部分227E的上端部的部分(第2部分)224E构成。
同样,振动臂23E在其宽度方向截面(XZ截面)上进行观察时,由沿着Z轴方向的部分(第1部分)233E、237E,和沿着X轴方向连接部分233E的下端部和部分237E的上端部的部分(第2部分)234E构成。
在振动臂22E的部分223E的与部分224E相反侧的面上,设置有激励电极251E,在部分223E的靠部分224E侧的面上,设置有激励电极252E,并且,在部分227E的与部分224E相反侧的面上,设置有激励电极254E,在部分227E的靠部分224E侧的面上,设置有激励电极253E。
由此,在激励电极251E和激励电极252E之间施加电压时,在振动臂22E的部分223E产生X轴方向的电场。由于该电场,上述部分223E沿Y轴方向拉伸或收缩。此外,在激励电极253E和激励电极254E之间施加电压时,在振动臂22E的部分227E产生X轴方向的电场。由于该电场,上述部分227E与部分223E同相沿Y轴方向拉伸或收缩。
同样,在振动臂23E的部分233E的与部分234E相反侧的面上,设置有激励电极261E,在部分233E的靠部分234E侧的面上,设置有激励电极262E,并且,在部分237E的与部分234E相反侧的面上,设置有激励电极264E,在部分237E的靠部分234E侧的面上,设置有激励电极263E。
由此,在激励电极261E和激励电极262E之间施加电压时,在振动臂23E的部分233E产生X轴方向的电场。由于该电场,上述部分233E沿Y轴方向拉伸或收缩。此外,在激励电极263E和激励电极264E之间施加电压时,在振动臂23E的部分237E产生X轴方向的电场。由于该电场,上述部分237E与部分233E同相沿Y轴方向拉伸或收缩。
另一方面,部分224E、234E(第2部分)由于施加所述电压,在振动臂22E、23E的长度方向上实质上不伸缩振动。
这种由部分223E、224E构成的结构部、和由部分233E、234E构成的结构部分别与上述实施方式的结构部同样产生旋转力矩。由此,能够使振动臂22A、23A扭转振动。
利用以上说明的第6实施方式,也能够起到与上述第1实施方式相同的效果。
<第7实施方式>
接着,说明本发明的电子设备的第7实施方式。
图17是示出本发明第7实施方式的电子设备具有的振动片的俯视图。
以下,对于第7实施方式的电子设备,以与上述实施方式的不同点为中心进行说明,对于相同事项,省略其说明。
第7实施方式的电子设备除了以下方面以外,与第1实施方式大致相同:除了1对扭转振动臂以外,还设置弯曲振动臂,并且将1对扭转振动臂的扭转振动设为反相。另外,在图17中,省略了激励电极、布线和连接电极的图示。
如图17所示,本实施方式的电子设备的振动片2F具有压电体24F,该压电体24F具有基部21F,扭转振动的1对振动臂22F、23F,以及弯曲振动的振动臂100。
1对振动臂22F、23F以相互平行的方式从基部21F起延伸设置。
此外,1对振动臂22F、23F构成为以相互朝不同方向伸缩的方式(反相)进行伸缩振动。
这种各振动臂22F、23F能够与上述各实施方式的振动臂同样构成。
此外,振动臂100以位于1对振动臂22F、23F之间并与它们平行的方式从基部21F起延伸设置。
此外,振动臂100构成为朝Z轴方向弯曲振动。尤其是在本实施方式中,如前所述,1对振动臂22F、23F相互朝不同方向进行伸缩振动,因此,虽然基部21F的振动臂100的基端部付近伴随该伸缩振动沿厚度方向(Z轴方向)振动,但振动臂100构成为以抵消该基部21F的振动的方式进行弯曲振动。由此,能够减少振动片2F的振动泄漏。
这种振动臂100能够使用与公知的弯曲振动的振动臂相同的振动臂,为了产生上述那样的弯曲振动,根据振动臂100的材料、形状等设置激励电极即可。
利用以上说明的第7实施方式,也能够起到与上述第1实施方式相同的效果。
<第8实施方式>
接着,说明本发明的电子设备的第8实施方式。
图18是示出本发明第8实施方式的电子设备具有的振动片的俯视图。
以下,对于第8实施方式的电子设备,以与上述实施方式的不同点为中心进行说明,对于相同事项,省略其说明。
第8实施方式的电子设备除了设置2对扭转振动臂,并且将相互平行的1对扭转振动臂的扭转振动设为反相以外,与第1实施方式大致相同。另外,在图18中,省略了激励电极、布线和连接电极的图示。
如图18所示,本实施方式的电子设备的振动片2G具有压电体24G,该压电体24G具有1对基部21E,连接部101、102,以及扭转振动的2对振动臂22G、23G。
1对基部21G分别固定于未图示的支撑基板(底基板),以连接该1对基部21G的方式设置有矩形形状的连接部101。
在该连接部101的长度方向上的中途(中间部),以相互在相反方向分别沿X轴方向延伸的方式连接有矩形形状的连接部102。
在该连接部102的一个端部,1对振动臂22G以相互在相反方向分别沿Y轴方向延伸的方式连接。此外,在连接部102的另一个端部,1对振动臂23G以相互在相反方向分别沿Y轴方向延伸的方式连接。
由此,设置有2对相互平行的振动臂22G、23G。此外,1对振动臂22G彼此沿同一线段上设置,同样,1对振动臂23G彼此沿同一线段上进行设置。
此外,相互平行的1对振动臂22G、23G构成为以相互朝相反方向伸缩的方式(反相)进行伸缩振动。
此外,设置于同一线段上的1对振动臂22G彼此构成为相互朝相同方向(从同一方向观察时相互朝相反方向)进行扭转振动。同样,设置于同一线段上的1对振动臂23G彼此构成为相互朝相同方向(从同一方向观察时相互朝相反方向)进行扭转振动。
这种各振动臂22G、23G能够与上述各实施方式的振动臂同样构成。
在这种振动片2G中,当相互平行的1对振动臂22G、23G进行扭转振动时,产生以相互接近远离的方式(沿X轴方向)进行弯曲那样的振动。
在本实施方式中,关于上述振动,相互平行的一方的1对振动臂22G、23G的振动、和相互平行的另一方的1对振动臂22G、23G的振动以相互消除(抵消)的方式产生。因此,能够减少从振动片2G的振动泄漏。
利用以上说明的第8实施方式,也能够起到与上述第1实施方式相同的效果。
上述说明的各实施方式的电子器件可适用于各种电子设备,获得的电子设备可靠性高。
作为具有本发明的电子器件的电子设备,没有特别限定,可举出例如个人计算机(移动型个人计算机)、便携电话机、数字静态照相机、喷墨式排出装置(例如喷墨打印机)、便携型个人计算机、电视、摄像机、录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子记事本(包含通信功能)、电子词典、计算器、电子游戏设备、文字处理器、工作站、可视电话、防盗用电视监视器、电子双筒望远镜、POS终端、医疗设备(例如,电子体温计、血压计、血糖计、心电图测定装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测机、各种测定设备、计量仪器类(例如,车辆、航空器、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器等。
图19和图20示出了作为本发明的电子设备的一例的便携电话机。图19是示出便携电话机的外观概略的立体图,图20是说明便携电话机的电路部的电路框图。
该便携电话机300可使用上述振动片2、2A~2G。在本例中,以采用振动片2的例子进行说明。另外,关于振动片2的结构、作用,采用同一标号等并省略其说明。
如图19所示,便携电话机300设置有作为显示部的LCD(Liquid;Crystal;Display:液晶显示器)301、作为数字等的输入部的按键302、麦克风303、扬声器311以及未图示的电路部等。
如图20所示,在用便携电话机300进行发送的情况下,当使用者将自己的声音输入麦克风303时,经由脉宽调制/编码模块304、调制器/解调器模块305、送话器306、天线开关307从天线308发送。
另一方面,从对方电话机发送出的信号被天线308接收,经由天线开关307、接收滤波器309,从受话器310输入到调制器/解调器模块305。并且,经调制或解调后的信号经由脉宽调制/编码模块304作为声音输出到扬声器311。
其中,设置有用于控制天线开关307、调制器/解调器模块305等的控制器312。该控制器312具有与振动片2电连接的未图示的驱动电路。
控制器312除了控制上述部件以外,还控制作为显示部的LCD301、作为数字等的输入部的按键302以及RAM313、ROM314等,因此,要求高精度。另外,还要求实现便携电话机300的小型化。
作为符合这样的要求的元件,采用上述振动片2。
此外,作为其它构成块,便携电话机300具有温度补偿石英振荡器315、受话器用合成器316、送话器用合成器317等,但省略说明。
以上,根据图示的实施方式说明了本发明的振动片、振子、电子器件以及电子设备,但本发明不限于此,各部分的结构可置换为具有同样功能的任意结构。另外,在本发明中可附加其它任意的结构体。另外,本发明还可以组合所述各实施方式中的任意2个以上结构(特征)。
例如,在上述实施方式中,对一个振动臂包含一个、两个、四个由第1部分和第2部分构成的结构部的情况分别进行了说明,但是上述结构部的数量不限于此,可以是三个,也可以是五个以上。此外,在振动臂包含多个结构部的情况下,只要该结构部配置能够使整个振动臂扭转振动,则可以是任何配置。
此外,在上述实施方式中,对在振动臂的长度方向上的前端侧和基端侧分别设置激励电极(结构部)的情况、和遍及振动臂的长度方向的整个区域设置激励电极(结构部)的情况分别进行了说明,但是激励电极(结构部)可以仅设置于振动臂的基端侧或前端侧的任意一侧,也可以仅设置于振动臂的中央部。
此外,在上述实施方式中,以振动片具有1~4个振动臂作为振动部的情况为例进行了说明,但是不限于此,振动臂的数量也可以是5个以上。
此外,在上述实施方式中,以第2部分由于向第1部分施加电压而实质上不伸长/伸缩为例进行了说明,但是也可以是第2部分由于向第1部分施加电压而以与第1部分错开的相位进行伸缩振动。
另外,本发明的电子设备除了石英振荡器(SPXO)、电压控制石英振荡器(VCXO)、温度补偿石英振荡器(TCXO)、带恒温槽的石英振荡器(OCXO)等压电振荡器之外,还可以适用于陀螺仪传感器等。
Claims (15)
1.一种振动片,其特征在于,
所述振动片具有进行扭转振动的至少1个振动臂,
所述振动臂包含由第1部分和第2部分构成的结构部,在宽度方向的剖视图中,所述第1部分沿第1方向设置,所述第2部分与所述第1部分连接,其重心相对于所述第1部分的重心分别在所述第1方向和与所述第1方向垂直的第2方向上错开,
所述第1部分由于施加电压而在所述振动臂的长度方向上伸缩振动,
所述第2部分由于施加所述电压而在所述振动臂的长度方向上实质上不伸缩振动或者以与所述第1部分错开的相位进行伸缩振动。
2.根据权利要求1所述的振动片,其中,所述第1部分和所述第2部分分别形成沿着所述振动臂的长度方向的长板状,相互的宽度方向上的端部彼此以相互的板面垂直的方式连接。
3.根据权利要求2所述的振动片,其中,所述振动臂构成为包含多个所述结构部。
4.根据权利要求3所述的振动片,其中,所述振动臂以沿该振动臂的长度方向排列的方式设置有多个所述结构部。
5.根据权利要求3所述的振动片,其中,所述振动臂以隔着沿该振动臂的长度方向的中心轴相对的方式设置有1对所述结构部。
6.根据权利要求2所述的振动片,其中,所述振动臂以遍及该振动臂的长度方向上的整个区域的方式设置有所述结构部。
7.根据权利要求2所述的振动片,其中,所述振动臂以关于沿该振动臂的长度方向的中心轴对称的方式形成。
8.根据权利要求1所述的振动片,其中,在所述振动臂的前端部设置有质量部,所述质量部在所述振动臂的所述宽度方向的剖视图中的截面积比所述结构部大。
9.根据权利要求1所述的振动片,其中,该振动片具有多个所述振动臂。
10.根据权利要求9所述的振动片,其中,该振动片具有1对所述振动臂,该1对所述振动臂以相互平行的方式设置,相互朝相同方向进行扭转振动。
11.根据权利要求1所述的振动片,其中,所述振动臂由压电体材料构成。
12.根据权利要求1所述的振动片,其中,所述振动臂由非压电体材料构成,在所述振动臂的所述第1部分上设置有具有压电薄膜的压电元件。
13.一种振子,其特征在于,该振子具有:
权利要求1~12中的任意一项所述的振动片;以及
收纳所述振动片的封装。
14.一种电子器件,其特征在于,该电子器件具有:
权利要求1~12中的任意一项所述的振动片;以及
驱动所述振动片的电子部件。
15.一种电子设备,其特征在于,该电子设备具有:
权利要求1~12中的任意一项所述的振动片;以及
驱动所述振动片的电子部件。
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