CN102195608A - 振动体、振动装置以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够减少不需要的振动模式,从而有效地进行驱动的振动体、振动装置以及电子设备。为此,振动装置的振动体具有:基部;两个振动臂,其以从基部起向Y轴方向延伸、并在与Y轴方向正交的X轴方向上排列的方式而被设置;激励电极,其在各个振动臂上各设置一对,并通过通电而使振动臂振动,其中,在一对激励电极中的至少一个激励电极上,局部地形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔,由此,调节了振动臂的振动特性。

Description

振动体、振动装置以及电子设备
技术领域
本发明涉及一种振动体、具有该振动体的振动装置、和具有该振动装置的电子设备。
背景技术
一直以来,作为被应用于振动装置中的振动体,已知一种具有多个振动臂的音叉型的振动体。
例如,在专利文献1所述的振动体中,具有基部、从该基部起以相互平行的方式延伸的两个振动臂、被设置在各个振动臂上的一对激励电极以及一对侧面激励电极。在这种振动体中,基部以及各个振动臂由水晶构成,并通过向一对激励电极和一对侧面激励电极之间施加电场,从而使各个振动臂进行振动。
虽然这种振动体的振荡信号,主要含有所需的基波的频率的信号成分,但是除了该成分,也含有高次谐波的频率的信号成分。当振动体的高次谐波(高次振动模式)的CI(Crystal Impedance:晶体阻抗)值除以基波(基本振动模式)的CI值后所得的数值,即,CI值比较小时,作为干扰成分的高次谐波的信号成分将增大,从而有可能会在设备中产生异常。
因此,在专利文献1所述的振动体中,通过将激励电极的长度设为振动臂的大约一半左右,从而提高CI值比。
在先技术文献
专利文献1:日本特开2002-280870号公报
但是,当将振动体上的激励电极的长度设为振动臂的大约一半左右时,基波的CI值将增大。因此,在专利文献1所述的振动体中,存在无法有效地进行驱动的问题。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种能够减少不需要的振动模式,从而有效地进行驱动的振动体、具有振动体的振动装置、以及具有振动装置的电子设备。
本发明是为了解决上述课题中的至少一部分而实施的,其能够作为以下的方式或者应用例而实现。
应用例1
本应用例的振动体的特征在于,具有:基部;多个振动臂,其以从所述基部起向第1方向延伸、并在与该第1方向正交的第2方向上排列的方式而被设置;一对激励电极,其被设置在各个所述振动臂上,并通过通电而使所述振动臂振动,其中,在一对所述激励电极中的至少一个激励电极上,局部形成有多个在其厚度方向上贯穿的孔。
由此,本应用例的振动体,能够在增加振动臂上的激励电极在第1方向(振动臂的延伸方向)上的长度的同时,减小电场的密度,从而对振动臂的振动特性进行调节,其中,所述电场为,在一对激励电极之间产生的电场(被施加在振动臂上的电场)中,有助于不需要的振动模式的电场。
通过如此设定,从而本应用例的振动体能够减少不需要的振动模式,从而有效地进行驱动。
应用例2
在上述应用例所涉及的振动体中,优选为,多个所述孔以有偏重地分布于所述第1方向上的方式,而被形成在至少一个所述激励电极上。
由此,振动体能够使高次谐波(高次振动模式)的CI值和基波(基本振动模式)的CI值之间的比率发生变化,从而对振动臂的振动特性进行调节。
应用例3
在上述应用例所涉及的振动体上,优选为,多个所述孔偏重分布于所述激励电极上的、与所述振动臂的所述第1方向上的中央部对应的部分处。
由此,振动体能够降低基波的CI值,并提高高次谐波的CI值,从而提高CI值比(高次谐波CI值/基波CI值)。
应用例4
在上述应用例所涉及的振动体中,优选为,所述孔在所述激励电极的单位面积上所占的面积的比例,从所述振动臂的所述第1方向上的所述中央部起朝向顶端一侧逐渐减少。
由此,振动体能够圆滑并且有效地进行振动臂的激振,并提高高次谐波的CI值,从而提高CI值比(高次谐波CI值/基波CI值)。
应用例5
在上述应用例所涉及的振动体中,优选为,所述孔在所述激励电极的单位面积上所占的面积的比例,从所述振动臂的所述第1方向上的所述中央部起朝向基端一侧逐渐减少。
由此,振动体能够圆滑并且有效地进行振动臂的激振,并提高高次谐波的CI值,从而提高CI值比(高次谐波CI值/基波CI值)。
应用例6
在上述应用例所涉及的振动体上,优选为,当将所述振动臂在所述第1方向上的长度设为L1,将所述振动臂上的所述激励电极在相同方向上的长度设为L2时,满足0.5<L2/L1<1的关系。
由此,振动体能够降低基波的CI值,从而有效地进行振动臂的激振。
应用例7
在上述应用例所涉及的振动体中,优选为,各个所述孔在俯视观察时呈圆形。
由此,振动体能够比较简单地将振动臂调节为所需的振动特性。
应用例8
在上述应用例所涉及的振动体中,优选为,多个所述孔的平均直径为0.01~100μm。
由此,振动体能够在比较容易地进行多个孔的形成的同时,将振动臂调节为所需的振动特性。
应用例9
在上述应用例所涉及的振动体中,优选为,各个所述孔在俯视观察时呈狭缝状。
由此,振动体能够比较简单地将振动臂调节为所需的振动特性。
应用例10
在上述应用例所涉及的振动体中,优选为,所述狭缝状的各个所述孔在所述第2方向上延伸。
由此,振动体能够比较简单地将振动臂调节为所需的振动特性。
应用例11
在上述应用例所涉及的振动体中,优选为,所述狭缝状的所述孔的宽度为0.01~100μm。
由此,振动体能够在比较容易地进行多个孔的形成的同时,将振动臂调节为所需的振动特性。
应用例12
本应用例的振动体的特征在于,具有:基部;多个振动臂,其以从所述基部起向第1方向延伸、并在与该第1方向正交的第2方向上排列的方式而被设置;压电体元件,其被设置在各个所述振动臂上,并通过通电而进行伸缩以使所述振动臂振动;其中,所述压电体元件具有:第1电极层、第2电极层、和位于所述第1电极层以及所述第2电极层之间的压电体层,在所述第1电极层、所述压电体层以及所述第2电极层中的至少一个层上,局部形成有多个在其厚度方向上贯穿的孔。
由此,本应用例的振动体,能够在增加振动臂上的压电体元件在第1方向上的长度的同时,减小电场的密度,从而对振动臂的振动特性进行调节,其中,所述电场为,在第1电极层和第2电极层之间产生的电场(被施加在压电体层上的电场)中,有助于不需要的振动模式的电场。
由此,振动体能够减少不需要的振动模式,从而有效地进行驱动。
应用例13
在上述应用例所涉及的振动体中,优选为,所述振动臂为三个以上,并且通过所述压电元件的伸缩,从而相邻的两个所述振动臂在与所述第1方向以及所述第2方向正交的第3方向上,向相反的方向弯曲振动。
由此,振动体能够在防止振动泄漏的同时,使三个以上的振动臂在第3方向上进行弯曲振动。
应用例14
本应用例的振动装置,其特征在于,具有:上述应用例中任意一个振动体;用于收纳所述振动体的外壳。
由此,振动装置能够通过振动体减少不需要的振动模式,从而有效地进行驱动。
应用例15
本应用例的振动装置的特征在于,具有:上述应用例中任意一个振动体;与所述振动体电连接的电路部;用于收纳所述振动体以及所述电路部的外壳。
由此,由于振动装置具有减少不需要的振动模式的振动体、和电路部,从而可具有优秀的振荡特性。
应用例16
本应用例的电子设备的特征在于,具有:上述应用例的振动装置。
由此,本应用例的电子设备能够减少不需要的振动模式,从而有效地进行驱动,并由此能够实现较高的可靠性。
附图说明
图1为表示本发明的第1实施方式所涉及的振动装置的剖视图。
图2为表示图1所示的振动装置中所具有的振动体的俯视图。
图3为沿图2中的A-A线的剖视图。
图4(a)为,表示图2所示的振动体的振动臂在延伸方向(Y轴方向)上的位置、与该振动臂的基本振动模式的位移量以及形变之间的关系的图表;图4(b)为,表示图2所示的振动体的振动臂在延伸方向(Y轴方向)上的位置、与该振动臂的高次振动模式的位移量以及形变之间的关系的图表。
图5为表示图2所示的振动体的振动臂在延伸方向(Y轴方向)上的位置、与激励电极在该振动臂的单位面积上所占面积的比例之间的关系的图。
图6为表示本发明的第2实施方式所涉及的振动装置中所具有的振动体的俯视图。
图7为图6所示的振动体的侧视图。
图8为表示本发明的第3实施方式所涉及的振动装置中所具有的振动体的俯视图。
图9为图8所示的振动体的侧视图。
图10为表示本发明的第4实施方式所涉及的振动装置中所具有的振动体的仰视图。
图11为沿图10中的A-A线的剖视图。
图12为省略了图10中振动体所具有的各个第2电极层的图示的图。
图13为省略了图10中振动体所具有的各个第2电极层以及各个压电体层的图示的图。
图14为用于对图10所示的振动体的动作进行说明的立体图。
图15为表示本发明的第5实施方式所涉及的振动装置的剖视图。
图16为表示作为电子设备的一个示例的移动电话的概要的立体图。
图17为移动电话的电路框图。
图18为表示作为电子设备的一个示例的个人电脑的概要的立体图。
符号说明
1、1A…振动装置;2、2A、2B、2C…振动体;3…外壳;21、21C…振动基板;22、22A、22B、23、23A、23B…激励电极群;22C、23C、24C…压电体元件;27、27C…基部;28、28C、29、29C、30C…振动臂;31…底基板;32…框部件;33…盖部件;34a、34b、34c、34d…外部端子;35a、35b…贴装电极;36a、36b…导电性粘合剂;37…内部空间;41、41C、42、42C…连接电极;50…驱动电路部;221、221B、222、222B、223、223A、224、224A、231、231B、232、232B、233、233A、234、234A…激励电极;221C、231C、241C…第1电极层;222C、232C、242C…压电体层;223C、233C、243C…第2电极层;251、252…导体部;2211、2211C、2231C、2311、2311C、2331C、2341、2411C、2431C…孔。
具体实施方式
以下,根据附图所示的实施方式,对本发明的振动体、振动装置以及电子设备进行详细说明。
第1实施方式
图1为,表示本发明的第1实施方式所涉及的振动装置的剖视图;图2为,表示图1所示的振动装置中所具有的振动体的俯视图;图3为,沿图2中的A-A线的剖视图;图4(a)为,表示图2所示的振动体的振动臂在延伸方向(Y轴方向)上的位置、与该振动臂的基本振动模式的位移量以及形变之间的关系的图表;图4(b)为,表示图2所示的振动体的振动臂在延伸方向(Y轴方向)上的位置、与该振动臂的高次振动模式的位移量以及形变之间的关系的图表;图5为,表示图2所示的振动体的振动臂在延伸方向(Y轴方向)上的位置、与激励电极在该振动臂的单位面积上所占面积的比例之间的关系的图表。
另外,在各个图1~3中,为了便于说明,从而作为相互正交的三个轴,图示了X轴、Y轴以及Z轴。此外,在下文中,将与X轴平行的方向(第2方向)称为“X轴方向”,与Y轴平行的方向(第1方向)称为“Y轴方向”,与Z轴平行的方向(第3方向)称为“Z轴方向”。此外,在以下的说明中,为了方便说明,将图1中的上侧称为“上”,下侧称为“下”,右侧称为“右”,左侧称为“左”。
图1所示的振动装置1具有振动体2、和用于收纳该振动体2的外壳3。
以下,依次对构成振动装置1的各个部分详细地进行说明。
振动体
首先,对振动体2进行说明。
振动体2为,如图2所示的音叉型的振动体。该振动体2具有:振动基板21、和被设置在该振动基板21上的激励电极群22、23以及连接电极41、42。
振动基板21具有基部27、和两个(一对)振动臂28、29。
振动基板21由压电体材料构成。
例如,作为所涉及的压电体材料,可列举出水晶、钽酸锂、铌酸锂、硼酸锂、钛酸钡等。特别是,作为构成振动基板21的压电体材料,优选为水晶。当由水晶构成振动基板21时,能够使振动基板21具有优秀的振动特性。此外,能够通过蚀刻而以高尺寸精度形成振动基板21。
在这种振动基板21上,基部27在俯视观察时呈四角形,其中,所述四角形由与X轴方向平行的一对边和与Y轴方向平行的一对边构成。另外,基部27的俯视观察形状并不限定于此。
而且,在基部27的与X轴方向平行的一个边上,连接有两个振动臂28、29。
振动臂28、29被连接在基部27的X轴方向上的两端部上。
两个振动臂28、29以相互平行的方式分别从基部27起延伸设置。换言之,两个振动臂28、29以从基部27起分别向Y轴方向延伸,并且在X轴方向上排列的方式而被设置。
该振动臂28、29分别呈狭长形状,并且该基部27一侧的端部(基端部)成为固定端,而与基部27相反一侧的端部(顶端部)成为自由端。
此外,振动臂28、29被形成为,具有互为相同的宽度。由此,能够在使振动臂28、29向互为相反的方向(以反相)振动时,减少振动泄漏。
此外,各个振动臂28、29在整个长度方向上的宽度固定。另外,根据需要,也可以在振动臂28、29的各个顶端部上,设置横截面面积大于基端部的质量部(锤头部)。此时,能够使振动体2更加小型化、或者进一步降低振动臂28、29的振动的频率。
此外,各个振动臂28、29的横截面呈四角形。另外,各个振动臂28、29的横截面形状并不限定于四角形。例如,也可以通过在各个振动臂28、29的上表面以及下表面上形成沿着Y轴方向的槽,从而呈H字形。
如图3所示,在这种振动臂28上设置有激励电极群22,此外,在振动臂29上设置有激励电极群23。
激励电极群22具有,通过通电而使振动臂28进行弯曲振动(激振)的功能。此外,激励电极群23具有,通过通电而使振动臂29进行弯曲振动(激振)的功能。
这种激励电极群22由被设置在所述振动臂28的上表面上的激励电极221、被设置在振动臂28的下表面上的激励电极222、被设置在振动臂28的一个侧面上的激励电极223、和被设置在振动臂28的另一个侧面上的激励电极224构成。
激励电极221、222、223、224分别从振动臂28的基端附近延伸到顶端部附近。此外,激励电极221、222、223、224在X轴方向上的宽度,分别在整个Y轴方向上固定。
特别是,如图2所示,在激励电极221上形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔2211。此外,虽然未进行图示,但是在激励电极222上也同样地形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔。通过分别在激励电极221、222上形成多个这样的孔,从而对振动臂28的振动特性进行了调节。另外,关于振动臂28的振动特性的调节,将在后文进行详细叙述。
同样地,激励电极群23由被设置在所述振动臂29的上表面上的激励电极231、被设置在振动臂29的下表面上的激励电极232、被设置在振动臂29的一个侧面上的激励电极233、和被设置在振动臂29的另一个侧面上的激励电极234构成。
激励电极231、232、233、234分别从振动臂29的基端附近延伸到顶端部附近。此外,激励电极231、232、233、234在X轴方向上的宽度,分别在整个Y轴方向上固定。
特别是,如图2所示,在激励电极231上形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔2311。此外,虽然未进行图示,但是在激励电极232上也同样地形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔。通过分别在激励电极231、232上形成多个这样的孔,从而对振动臂29的振动特性进行了调节。
此种激励电极221、222、233、234经由未图示的布线而被电连接在连接电极41上。此外,激励电极223、224、231、232经由未图示的布线而被电连接在连接电极42上。
在此种结构的振动体2中,当在连接电极41和连接电极42之间施加电压时,将使激励电极221、222、233、234与激励电极223、224、231、232成为相反极性,从而在振动臂28、29上分别施加有包括X轴方向成分在内的方向上的电压。而且,能够通过压电材料的逆压电效应,从而以某一固定的频率(共鸣频率)使各个振动臂28、29进行弯曲振动。此时,振动臂28、29彼此向相反方向进行弯曲振动。
此外,当各个振动臂28、29进行弯曲振动时,通过压电材料的压电效应,将在连接电极41、42之间以某一固定的频率而产生电压。利用这些性质,从而振动体2能够产生以共鸣频率进行振动的电信号。
此种激励电极群22、23、连接电极41、42以及布线(未图示),能够分别通过铝、铝合金、银、银合金、铬、铬合金、金、金铬叠层膜等的导电性优异的金属材料而形成。
此外,作为这些电极等的形成方法,可列举出:阴极真空喷镀(sputtering)法、真空蒸镀法等的物理成膜法、CVD(Chemical Vapor Deposition:化学气相沉积)等的化学蒸镀法、喷墨法等的各种涂布法等。
这里,对振动臂28的振动特性的调节进行详细叙述。另外,虽然在下文中以对振动臂28的振动特性的调节为代表而进行说明,但是对于振动臂29的振动特性的调节也是一样的。
如前文所述,在激励电极221上形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔2211。此外,虽然未进行图示,但是在激励电极222上也同样地形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔。
特别是,在激励电极221上局部地形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔2211。此外,以与该多个孔2211对应的方式(以与多个孔2211相同的方式),在激励电极222上局部地形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔(未图示)。
由此,能够在增加振动臂28上的各个激励电极221、222、223、224在Y轴方向(振动臂28的延伸方向)上的长度的同时,减小电场的密度,从而对振动臂28的振动特性进行调节,其中,所述电场为,分别产生在激励电极221和激励电极223、224之间、以及激励电极222和激励电极223、224之间的电场(被施加在振动臂28上的电场)中,有助于不需要的振动模式的电场。
由此,振动体2能够减少不需要的振动模式,从而有效地进行驱动。
此外,在本实施方式中,在激励电极223、224上未形成如多个孔2211这样的多个孔。即,激励电极223、224未在其轮廓的内侧进行图案形成,而被构成为紧密的层。由此,能够使振动体2的制造变得容易。
以下,对被形成于激励电极221、222上的多个孔与振动臂28的振动特性之间的关系进行详细叙述。另外,虽然在下文中以激励电极221为代表而进行说明,但是对于激励电极222也是一样的。
下面进行更加具体的说明,虽然以如上方式被构成的振动体2的振动臂28,以所需的基本振动模式(基波)的频率而被激振,但是除了该基本振动模式以外,还以不同于基本振动模式的高次振动模式的频率而被激振。
如图4(a)所示,振动臂28的基本振动模式的位移量(中性线的位移量),从振动臂28的基端一侧朝向顶端一侧增加。此外,随着振动臂28的基本振动模式的位移而产生的形变,从振动臂28的基端一侧朝向顶端一侧减少。另外,在图4中,纵轴表示振动臂的位移量、电荷以及形变的相对值。
另一方面,如图4(b)所示,振动臂28的高次振动模式的位移量(中性线的位移量),从振动臂28的基端一侧朝向顶端一侧,一直增加直到中央部附近,之后再一直减少直到顶端部附近,其后再增加。此外,随着振动臂28的高次振动模式的位移而产生的形变,从振动臂28的基端一侧朝向顶端一侧,一直增加直到中央部附近之后,再减少。
由此可知,虽然在振动臂28的Y轴方向上的中央部处,基本振动模式的激振并不太大,但是高次振动模式的激振较大。此外,高次振动模式的激振在振动臂28的Y轴方向上的中央部处大于端部处。
因此,多个孔2211偏重分布于激励电极221在振动臂28的延伸方向上的中途(局部地形成)。更加具体而言,多个孔2211偏重分布于激励电极221上的、与振动臂28的延伸方向(Y轴方向)上的中央部对应的部分处(局部地形成)。
通过使多个孔2211偏重分布于激励电极221在振动臂28的延伸方向上的中途,从而能够使高次谐波(高次振动模式)的CI值与基波的CI值的比率发生变化,进而对振动臂28的振动特性进行调节。
特别是,通过使多个孔2211偏重分布于激励电极221上的、与振动臂28的延伸方向(Y轴方向)上的中央部对应的部分处,从而即使增加激励电极221在Y轴方向上的长度L2,也能够大幅度地抑制振动臂28的高次振动模式的激振,进而提高振动体2的高次振动模式的CI值。即,能够降低基波的CI值,且提高高次谐波的CI值,从而提高CI值比(高次谐波CI值/基波CI值)。
此外,当将振动臂28在延伸方向(Y轴方向)上的长度设为L1,将振动臂28上的激励电极221在相同方向上的长度设为L2时,满足0.5<L2/L1<1的关系。由此,能够降低基波的CI值,从而有效地进行振动臂28的激振。此外,从此种观点出发,长度L1以及L2尤其优选为,满足0.6<L2/L1<0.9的关系,更加优选为,满足0.7<L2/L1<0.8的关系。
与此相对,当所涉及的L2/L1小于上述下限值时,根据振动臂28的形状、宽度、长度等,将难以充分地降低基波的CI值。另一方面,当所涉及的L2/L1超过上述上限值时,根据振动臂28的形状、宽度、长度等,将难以提高高次谐波的CI值。
此外,孔2211在激励电极221的单位面积上所占的面积的比例(以下,也称为“孔存在比例”),从振动臂28的延伸方向(Y轴方向)上的中央部起分别朝向顶端一侧以及基端一侧逐渐减少。换言之,如图5所示,在将激励电极221按Y轴方向上的单位长度而分割出的各个区域内,电极所占的面积的比例(以下,称为“电极存在比例”),从振动臂28的延伸方向(Y轴方向)上的中央部起分别朝向顶端一侧以及基端一侧逐渐增加。由此,能够圆滑且有效地进行振动臂28的激振,并提高高次谐波的CI值,从而提高CI值比(高次谐波CI值/基波CI值)。
此外,当所涉及的孔存在比例,根据所述图4(b)中所示的由高次振动模式所产生的形变的大小而进行增减时,将能够更加切实地降低高次振动模式的激振。
此外,当所涉及的孔存在比例,根据图4(b)中所示的由高次振动模式所产生的形变的大小、与图4(a)中所示的由基本振动模式所产生的形变的大小之间的差值而进行增减时,将能够在提高基本振动模式的激振的同时,有效地降低高次振动模式的激振。
此外,各个孔2211在俯视观察时呈圆形。由此,能够比较简单地将振动臂28调节为所需的振动特性。另外,各个孔2211也可以为接近圆形的大致圆形的形状。
此外,在本实施方式中,多个孔2211被形成为,具有互为相同的俯视观察形状以及面积。因此,通过使孔2211彼此间的间隔根据Y轴方向上的位置而变化,从而实现了如前文所述的孔存在比例(电极存在比例)。
另外,多个孔2211也可被形成为,相互具有不同的俯视观察形状以及面积。此时,即便使孔2211彼此间的间隔固定,也能够通过使各个孔2211的俯视观察形状以及面积,根据其在Y轴方向上的位置而变化,从而实现如前文所述的孔存在比例(电极存在比例)。
此外,多个孔2211的平均直径优选为0.01~100μm,更加优选为0.1~10μm。由此,能够比较容易地进行多个孔2211的形成,并将振动臂28调节为所需的振动特性。
相对于此,当所涉及的平均直径小于所述下限值时,根据激励电极221的构成材料和厚度等,有时形成多个孔2211会变得困难。另一方面,当所涉及的平均直径超过所述上限值时,则提高所需区域上的孔2211的面积占有率会变得困难。此外,根据激励电极221所形成的范围和位置等,有时会对振动臂28的振动特性产生负面影响。
此外,虽然在俯视观察激励电极221时,多个孔2211相对于激励电极221整体所占面积的比例(面积占有率),是根据所要求的振动臂28的振动特性而被决定的,但是优选为0.1~0.5,更加优选为0.1~0.4。换言之,在俯视观察激励电极221时,电极在由激励电极221的轮廓围起来的区域内所占面积的比例,分别优选为0.5~0.9,更加优选为0.6~0.9。由此,能够防止在所述电极占有的面积的比例减小时容易产生的、激励电极221的断线等的传导不良,并将振动臂28调节为所需的振动特性。
外壳
接下来,对用于收纳并固定振动体2的外壳3进行说明。
如图1所示,外壳3具有板状的底基板31、框状的框部件32、和板状的盖部件33。底基板31、框部件32以及盖部件33从下侧向上侧依次被层叠,且底基板31和框部件32由后述的陶瓷材料等形成,并通过相互煅烧成一体而接合在一起。而且,框部件32和盖部件33通过粘合剂或者钎焊材料而被接合在一起。而且,外壳3将振动体2收纳在由底基板31、框部件32以及盖部件33所划定的内部空间37内。
作为底基板31的构成材料,优选为具有绝缘性(非导电性)的材料,例如,能够使用各种玻璃、氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物类陶瓷等的各种陶瓷材料、聚酰亚胺等的各种树脂材料等。
此外,作为框部件32以及盖部件33的构成材料,例如,能够使用与底基板31相同的构成材料、如Al(铝)、Cu(铜)这样的各种金属材料、各种玻璃材料等。特别是,在作为盖部件33的构成材料而使用了玻璃材料等具有透光性的材料的情况下,如果在振动体2上预先形成金属覆盖部(未图示),则即便在将振动体2收纳在外壳3内之后,也能够通过经由盖部件33对所述金属覆盖部照射激光,而将所述金属覆盖部去除以使振动体2的质量减少(通过质量减少方式),从而进行振动体2的频率调节。
此外,在底基板31的上表面上,以露出于内部空间37中的方式形成有一对贴装电极35a、35b。在该贴装电极35a、35b之上,分别涂布(堆积)有含有导电性粒子的环氧类、聚酰亚胺类、硅类等的导电性粘合剂36a、36b,而且,在该导电性粘合剂36a、36b上,装载有所述振动体2。由此,振动体2(基部27)被切实地固定在贴装电极35a、35b(底基板31)上。
另外,该固定是按以下方式进行的,即,以导电性粘合剂36a与振动体2的连接电极42接触、且导电性粘合剂36b与振动体2的连接电极41接触的方式,将振动体2装载在导电性粘合剂36a、36b上。由此,振动体2经由导电性粘合剂36a、36b而被固定在底基板31上,并且连接电极42和贴装电极35a经由导电性粘合剂36a而被电连接,且连接电极41和贴装电极35b经由导电性粘合剂36b而被电连接。
此外,在底基板31的下表面上,设置有四个外部端子34a、34b、34c、34d。
该四个外部端子34a~34d中,外部端子34a、34b分别为,经由被设置在贯穿孔上的导体端子(未图示)而被电连接在贴装电极35a、35b上的热端子,其中,所述贯穿孔被形成在底基板31上。此外,其他两个外部端子34c、34d分别为,在将外壳3安装在安装用基板等上时,用于提高接合强度、或使外壳3与安装用基板之间的距离均匀化的虚设端子。
这种贴装电极35a、35b以及外部端子34a~34d分别能够通过例如在钨以及镍镀膜的基底层上实施金镀膜而形成。
另外,也可以经由例如通过引线搭接(wire bonding)技术而形成的金属导线(接合导线),而对贴装电极35a、35b和连接电极41、42进行电连接。此时,能够通过不具有导电性的粘合剂来取代导电性粘合剂36a、36b,而将振动体2固定在底基板31上。
根据如以上说明的第1实施方式,因为在激励电极221、222的长度方向(Y轴方向)上的中途,形成有多个分别在其厚度方向上贯穿的微小的孔,所以能够在增加振动臂28上的各个激励电极221、222、223、224在Y轴方向(振动臂28的延伸方向)上的长度的同时,减小电场的密度,从而对振动臂28的振动特性进行调节,其中,所述电场为,分别在激励电极221和激励电极223、224之间、以及激励电极222和激励电极223、224之间产生的电场(被施加在振动臂28上的电场)中,有助于不需要的振动模式的电场。
由此,振动体2能够减少不需要的振动模式,从而有效地进行驱动。
第2实施方式
接下来,对本发明的振动装置的第2实施方式进行说明。
图6为,表示本发明的第2实施方式所涉及的振动装置中所具有的振动体的俯视图;图7为,图6所示的振动体的侧视图。
以下,对于第2实施方式的振动装置,以与上述实施方式的不同点为中心进行说明,对于相同的事项则省略其说明。
第2实施方式的振动装置中,在被设置于各个振动臂的各个侧面上的激励电极上也形成了多个微小的孔,除此之外其他设定均与第1实施方式大致相同。另外,在图6、7中,对与所述实施方式相同的结构,标记相同的符号。
如图6所示,本实施方式的振动装置的振动体2A具有被设置在振动基板21上的激励电极群22A、23A。
激励电极群22A被设置在振动臂28上,此外,激励电极群23A被设置在振动臂29上。
这种激励电极群22A由被设置在所述振动臂28的上表面上的激励电极221、被设置在振动臂28的下表面上的激励电极222、被设置在振动臂28的一个侧面上的激励电极223A、和被设置在振动臂28的另一个侧面上的激励电极224A构成。
此外,激励电极群23A由被设置在所述振动臂29的上表面上的激励电极231、被设置在振动臂29的下表面上的激励电极232、被设置在振动臂29的一个侧面上的激励电极233A、和被设置在振动臂29的另一个侧面上的激励电极234A构成。
以下,对激励电极群23A进行详细叙述。另外,关于激励电极群22A,因为与激励电极群22相同,所以省略其说明。
如图7所示,在激励电极234A上,形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔2341。此外,虽然未进行图示,但是在激励电极233A上也同样地形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔。
此外,如图6所示,与所述第1实施方式同样地,在激励电极231上形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔2311。此外,虽然未进行图示,但是在激励电极232上,也同样地形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔。
通过分别在激励电极231、232、233A、234A上形成多个这种孔,从而调节了振动臂29的振动特性。
在本实施方式中,因为如前文所述的多个孔被形成在,极性不同的、成对的激励电极(激励电极231和激励电极233A、234A、以及激励电极232和激励电极233A、234A)的双方上,所以与仅在成对的激励电极中的某一个激励电极上形成多个孔的情况相比,能够减少一个激励电极上的多个孔的数量和面积。因此,能够在防止各个激励电极231、232、233A、234A的断线等的导通不良的同时,实施对振动臂29的振动特性的调节。另外,为了使这种效果显著,优选为,一个激励电极(激励电极231、232)上的孔和另一个激励电极(激励电极233A、234A)上的孔在Y轴方向上尽量不重合。
根据如以上所说明的第2实施方式,能够实现与所述第1实施方式相同的效果。
第3实施方式
接下来,对本发明的振动装置的第3实施方式进行说明。
图8为,表示本发明的第3实施方式所涉及的振动装置中所具有的振动体的俯视图;图9为,图8所示的振动体的侧视图。
下面,对于第3实施方式的振动装置,以与所述实施方式的不同点为中心进行说明,对于相同的事项则省略其说明。
第3实施方式的振动装置中,省略了被设置在各个振动臂的上表面以及下表面上的激励电极的多个孔的形成,并在被设置于各个振动臂的各个侧面上的激励电极上也形成了多个微小的孔,除此之外其他设定均与第1实施方式大致相同。即,第3实施方式的振动装置中,省略了被设置在各个振动臂的上表面以及下表面上的激励电极的多个孔的形成,除此之外其他设定均与第2实施方式大致相同。另外,在图8、9中,对与上文所述实施方式相同的结构,标记相同的符号。
如图8所示,本实施方式的振动装置的振动体2B具有被设置于振动基板21上的激励电极群22B、23B。
激励电极群22B被设置在振动臂28上,此外,激励电极群23B被设置在振动臂29上。
这种激励电极群22B由被设置在所述振动臂28的上表面上的激励电极221B、被设置在振动臂28的下表面上的激励电极222B、被设置在振动臂28的一个侧面上的激励电极223A、和被设置在振动臂28的另一个侧面上的激励电极224A构成。
此外,激励电极群23B由被设置在所述振动臂29的上表面上的激励电极231B、被设置在振动臂29的下表面上的激励电极232B、被设置在振动臂29的一个侧面上的激励电极233A、和被设置在振动臂29的另一个侧面上的激励电极234A构成。
以下,对激励电极群23B进行详细叙述。另外,对于激励电极群22B,因为与激励电极群23B相同,所以省略其说明。
如图9所示,与所述第2实施方式相同地,在激励电极234A上形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔2341。此外,虽然未图示,但是在激励电极233A上也同样地形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔。
此外,如图8所示,在激励电极221B、222B上,未形成如前文所述的多个孔2341这样的多个孔。即,激励电极221B、222B未在其轮廓的内侧进行图案形成,而被构成为紧密的层。
通过分别在激励电极233A、234A上形成多个这样的孔,从而调节了振动臂29的振动特性。
另外,在本实施方式中,优选为,使激励电极233A、234A上的孔存在比例与所述第1实施方式的激励电极221、222上的孔存在比例相同。
根据如上文所说明的第3实施方式,能够实现与所述第1实施方式相同的效果。
第4实施方式
接下来,对本发明的振动装置的第4实施方式进行说明。
图10为,表示本发明的第4实施方式所涉及的振动装置中所具有的振动体的仰视图;图11为,沿图10中的A-A线的剖视图;图12为,省略了图10中振动体所具有的各个第2电极层的图示的图;图13为,省略了图10中振动体所具有的各个第2电极层以及各个压电体层的图示的图;图14为,用于对图10所示的振动体的动作进行说明的立体图。
以下,对于第4实施方式的振动装置,以与所述实施方式的不同点为中心进行说明,对于相同的事项则省略其说明。
第4实施方式的振动装置中,振动臂的数量不同,并且在通过压电体元件而使各个振动臂振动的结构中,分别在压电体元件的第1电极层以及第2电极层上形成了多个微小的孔,除此以外其他设定均与第1实施方式大致相同。
本实施方式的振动装置的振动体2C为,如图10所示的3脚音叉型的振动体。该振动体2C具有振动基板21C、和设置在该振动基板21C上的压电体元件22C、23C、24C。
振动基板21C具有基部27C和三个振动臂28C、29C、30C。
作为振动基板21C的结构材料,只需为能够发挥所需的振动特性的材料即可,并不特别地进行限定,从而能够使用各种压电体材料以及各种非压电体材料。
例如,作为所涉及的压电体材料,可列举出:水晶、钽酸锂、铌酸锂、硼酸锂、钛酸钡等。特别是,作为构成振动基板21C的压电体材料,优选为水晶。当由水晶构成振动基板21C时,则能够使振动基板21C具有优秀的振动特性。此外,能够通过蚀刻而以高尺寸精度形成振动基板21C。
此外,作为所涉及的非压电体材料,可列举出:例如硅、石英等。特别是,作为构成振动基板21C的非压电体材料,优选为硅。当由硅构成振动基板21C时,则能够使振动基板21C具有优秀的振动特性。此外,能够通过蚀刻而以高尺寸精度形成振动基板21C。
在这种振动基板21C上,基部27C在俯视观察时呈四角形,其中,所述四角形由与X轴方向平行的一对边和与Y轴方向平行的一对边构成。另外,基部27C的俯视观察形状,并不限定于此。
而且,在基部27C的与X轴方向平行的一个边上,连接有三个振动臂28C、29C、30C。
振动臂28C、29C被连接在基部27C的X轴方向上的两端部上,而振动臂30C被连接在基部27C的X轴方向上的中央部上。
三个振动臂28C、29C、30C以从基部27C起分别向Y轴方向延伸,并在X轴方向上排列的方式而被设置。
该振动臂28C、29C、30C分别呈狭长形状,并且其基部27C一侧的端部(基端部)成为固定端,而与基部27相反一侧的端部(顶端部)成为自由端。
此外,振动臂28C、29C被形成为,具有互为相同的宽度,而振动臂30C被形成为,具有振动臂28C、29C的宽度的两倍的宽度。由此,能够在使振动臂28C、29C在Z轴方向上进行弯曲振动,且使振动臂30C以与振动臂28C、29C相反的方向(以反相)在Z轴方向上进行弯曲振动时,减少振动泄漏。
此外,各个振动臂28C、29C、30C的宽度在整个长度方向上固定。另外,可以根据需要,在振动臂28C、29C、30C的各个顶端部上,设置横截面面积大于基端部的质量部(锤头部)。此时,能够使振动体2C更加小型化,或者进一步降低振动臂28C、29C、30C的弯曲振动的频率。
如图11所示,在这种振动臂28C上设置有压电体元件22C,此外,在振动臂29C上设置有压电体元件23C,而且,在振动臂30C上设置有压电体元件24C。
压电体元件22C具有,通过通电而进行伸缩以使振动臂28C在Z轴方向上进行弯曲振动的功能。此外,压电体元件23C具有,通过通电而进行伸缩以使振动臂29C在Z轴方向上进行弯曲振动的功能。此外,压电体元件24C具有,通过通电而进行伸缩以使振动臂30C在Z轴方向上进行弯曲振动的功能。
如图11所示,这种压电体元件22C通过在振动臂28C上依次层叠第1电极层221C、压电体层(压电薄膜)222C、第2电极层223C而构成。
如图10所示,在第2电极层223C上,以狭缝状形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔2231C。此外,如图13所示,在第1电极层221C上,以狭缝状形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔2211C。通过分别在第1电极层221C以及第2电极层223C上形成多个这样的孔,从而调节了振动臂28C的振动特性。另外,关于振动臂28C的振动特性的调节,将在后文中进行详细叙述。
由于在这种压电体元件22C中,于第1电极层221C和第2电极层223C之间配置有压电体层222C,因此,当向第1电极层221C和第2电极层223C之间施加电压时,将在压电体层222C上产生Z轴方向的电场。通过该电场,压电体层222C将在Y轴方向上伸长或者收缩,从而使振动臂28C在Z轴方向上进行弯曲振动。
同样地,压电体元件23C通过在振动臂29C上依次层叠第1电极层231C、压电体层(压电薄膜)232C、第2电极层233C而构成。此外,压电体元件24C通过在振动臂30C上依次层叠第1电极层241C、压电体层(压电薄膜)242C、第2电极层243C而构成。
如图10所示,在第2电极层233C上,形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔2331C。此外,如图13所示,在第1电极层231C上,形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔2311C。通过分别在第1电极层231C以及第2电极层233C上形成多个这样的孔,从而调节了振动臂29C的振动特性。
此外,如图10所示,在第2电极层243C上,形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔2431C。此外,如图13所示,在第1电极层241C上,形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔2411C。通过分别在第1电极层241C以及第2电极层243C上形成多个这样的孔,从而调节了振动臂30C的振动特性。
当在这种压电体元件23C中,向第1电极层231C和第2电极层233C之间施加电压时,压电体层232C将在Y轴方向上伸长或者收缩,从而使振动臂29C在Z轴方向进行弯曲振动。此外,当向第1电极层241C和第2电极层243C之间施加电压时,压电体层242C将在Y轴方向上伸长或者收缩,从而使振动臂30C在Z轴方向进行弯曲振动。
此外,如图10、12、13所示,所述的第1电极层221C、231C以及第2电极层243C,与被设置于基部27C的下表面上的连接电极41C电连接。此外,第1电极层241C以及2电极层223C、233C,与被设置于基部27C的下表面上的连接电极42C电连接。在此,第1电极层241C经由图12所示的导体部(导体端子)251,而与连接电极41C电连接。此外,第1电极层221C、231C经由图12所示的导体部(导体端子)252,而与连接电极42C电连接。
这样的第1电极层221C、231C、241C,第2电极层223C、233C、243C,连接电极41C、42C以及导体部251、252,分别能够通过铝、铝合金、银、银合金、铬、铬合金、金、金铬叠层膜等导电性优异的金属材料而形成。
此外,作为这些电极等的形成方法,可列举出:阴极真空喷镀法、真空蒸镀法等的物理成膜法、CVD等的化学蒸镀法、喷墨法等的各种涂布法等。此外,在形成这些电极等时,优选为使用光刻法。
作为压电体层222C、232C、242C的构成材料(压电体材料),可分别列举出:例如水晶、钽酸锂、铌酸锂、硼酸锂、钛酸钡等。
此外,作为这些压电体层的形成方法,可列举出:阴极真空喷镀法、真空蒸镀法等的物理成膜法、CVD等的化学蒸镀法、喷墨法等的各种涂布法等。
当在此种结构的振动体2C上,向连接电极41C和连接电极42C之间施加电压时,第1电极层221C、231C以及第2电极层243C,与第1电极层241C以及第2电极层223C、233C将成为相反极性,从而在所述的压电体层222C、232C、242C上分别施加有Z轴方向上的电压。由此,能够通过压电体材料的逆压电效应,而以某一固定的频率(共鸣频率)使各个振动臂28C、29C、30C进行弯曲振动。
此时,如图14所示,振动臂28C、29C在互为相同的方向上进行弯曲振动,而振动臂30C在与振动臂28C、29C相反的方向上进行弯曲振动。由此,能够在防止振动泄漏的同时,使三个振动臂28C、29C、30C在Z轴方向上进行弯曲振动。
此外,当各个振动臂28C、29C、30C进行弯曲振动时,通过压电体材料的压电效应,将在连接电极41C、42C之间以某一固定的频率而产生电压。利用这些性质,从而振动体2C能够产生以共鸣频率进行振动的电信号。
另外,虽然在本实施方式中,以压电体层222C、232C、242C的压电体材料的极化方向或者结晶轴的方向为相同方向的情况为例而进行了说明,但是并不限定于此,例如,也可以将压电体层242C的极化方向或者结晶轴的方向设为与压电体层222C、232C反向,从而以第1电极层221C、231C、241C彼此(第2电极层223C、233C、243C彼此)成为相同极性的方式施加电压。
在此,对振动臂28C的振动特性的调节进行详细叙述。另外,关于振动臂29C、30C的振动特性的调节,因为与振动臂28C的振动特性的调节相同,所以省略其说明。
如前文所述,在压电体元件22C中,于第1电极层221C上形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔2211C,且于第2电极层223C上形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔2231C。
特别是,在第1电极层221C上,局部地形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔2211C。此外,在第2电极层223C上,局部地形成有多个在其厚度方向上贯穿的微小的孔2231C。
由此,即使增加振动臂28上的压电体元件22C在Y轴方向上的长度L2,也能够减小电场的密度,从而对振动臂28C的振动特性进行调节,其中,所述电场为,在第1电极层221C和第2电极层223C之间产生的电场(被施加在压电体层222C上的电场)中,有助于不需要的振动模式的电场。
以此种方式,振动体2C能够减少不需要的振动模式,从而有效地进行驱动。
因此,多个孔2211C、2231C分别偏重分布于,第1电极层221C或者第2电极层223C在振动臂28C的延伸方向上的中途(局部地被形成)。
由此,和上文所述的实施方式的振动臂28同样地,能够使高次谐波(高次振动模式)的CI值和基波的CI值之间的比率发生变化,从而对振动臂28C的振动特性进行调节。
此外,多个孔2211C、2231C分别偏重分布于,第1电极层221C或者第2电极层223C上的、与振动臂28C在延伸方向(Y轴方向)上的中央部对应的部分上(局部地被形成)。
由此,即使增加压电体元件22C在Y轴方向上的长度L2,也能够大幅度地抑制振动臂28C的高次振动模式的激振,从而提高振动体2C的高次振动模式的CI值。即,与上文所述的实施方式的振动臂28同样地,能够降低基波的CI值并提高高次谐波的CI值,从而提高CI值比(高次谐波CI值/基波CI值)。
此外,当将振动臂28C在延伸方向(Y轴方向)上的长度设为L1,将振动臂28C上的压电体元件22C在相同方向上的长度设为L2时,满足0.5<L2/L1<1的关系。由此,与上文所述的实施方式的振动臂28同样地,能够降低基波的CI值,从而有效地进行振动臂28C的激振。此外,与上文所述的实施方式的振动臂28同样地,从此种观点出发,长度L1以及L2尤其优选为,满足0.6<L2/L1<0.9的关系,更加优选为,满足0.7<L2/L1<0.8的关系。
此外,孔2211C在第1电极层221C的单位面积上所占面积的比例(孔存在比例)、以及孔2231C在第2电极层223C的单位面积上所占面积的比例(孔存在比例),分别从振动臂28C的延伸方向(Y轴方向)上的中央部起朝向顶端一侧以及基端一侧逐渐减少。由此,与上文所述的实施方式的振动臂28同样地,能够圆滑并且有效地进行振动臂28C的激振,并且提高高次谐波的CI值,从而提高CI值比(高次谐波CI值/基波CI值)。
此外,由于在本实施方式中,如前文所述的多个孔被形成在第1电极层221C以及第2电极层223C的双方上,所以与仅在第1电极层221C或者第2电极层223C中的某一个电极层上形成多个孔的情况相比,能够减少一个电极层上的多个孔的数量和面积。因此,能够在防止第1电极层221C以及第2电极层223C的机械强度降低的同时,实施对振动臂28C的振动特性的调节。另外,为了使这种效果显著,优选为,在俯视观察时孔2211C和孔2231C尽量不重合。
此外,因为第1电极层221C以及第2电极层223C各自较薄,所以多个孔2211C、2231C的形成可较简单且高精度地进行。此外,由于即使在第1电极层221C上设置多个孔2211C,但在第1电极层221C上因孔2211C的有无而产生的高度差也会极小,因而不会对压电体层222C的形成产生负面影响。此外,因为第2电极层223C在第1电极层221C以及压电体层222C之后形成,所以即便在第2电极层223C上设置多个孔2231C,也不会对第1电极层221C以及压电体层222C的形成产生负面影响。
此外,在本实施方式中,在压电体层222C上未形成如多个孔2211C、2231C这样的多个孔。即,压电体层222C未在其轮廓的内侧进行图案形成,而被构成为紧密的层。由此,能够使压电体层222C的表面平坦,其结果为,能够均匀地形成第2电极层223C。此外,能够使第1电极层221C和第2电极层223C之间的距离均匀化。
另外,即使在压电体层222C上形成如多个孔2211C、2231C这样的多个孔,也能够进行振动臂28C的振动特性的调节。
此外,各个孔2211C、2231C在俯视观察时呈狭缝状。呈这种俯视观察形状的孔2211C、2231C,能够简单地以高精度的尺寸以及位置而形成,此外,能够减少对压电体元件22C造成的负面影响。尤其是,能够通过改变各个孔2211C、2231C的宽度、间隔(间距)、长度等,对振动臂28C的振动特性进行调节。因此,能够比较简单地将振动臂28C调节为所需的振动特性。
此外,狭缝状的各个孔2211C、2231C在与振动臂28C的延伸方向(Y轴方向)正交的宽度方向(X轴方向)上延伸。因此,能够防止出现多个孔2211C、2231C的形成给振动臂28C的振动特性带来负面影响的情况。由此,能够比较简单地将振动臂28C调节为所需的振动特性。另外,狭缝状的各个孔2211C、2231C也可以以在Y轴方向上延伸的方式而形成。
此外,在本实施方式中,多个孔2211C、2231C被形成为,彼此具有相同的长度以及宽度。因此,通过使孔2211C彼此间的间隔以及孔2231C彼此间的间隔分别根据其在Y轴方向上的位置而变化,从而能够实现如前文所述的孔存在比例。
另外,多个孔2211C、2231C也可以被形成为,具有互不相同的长度以及宽度。此时,即便将孔2211C彼此间的间隔以及孔2231C彼此间的间隔设为固定,也能够通过使各个孔2211C、2231C的长度以及宽度根据其在Y轴方向上的位置而变化,从而实现如前文所述的孔存在比例。
此外,狭缝状的孔2211C、2231C的宽度,分别优选为0.01~100μm,更加优选为0.1~10μm。由此,能够在比较容易地进行多个孔2211C、2231C的形成的同时,将振动臂28C调节为所需的振动特性。
根据如以上所说明的第4实施方式,能够实现与所述第1实施方式相同的效果。
第5实施方式
接下来,对本发明的振动装置的第5实施方式进行说明。
图15为,表示本发明的第5实施方式所涉及的振动装置的剖视图。
以下,对第5实施方式的振动装置以与所述实施方式的不同点为中心进行说明,对于相同的事项则省略其说明。
如图15所示,第5实施方式的振动装置1A中,除了实施方式1中的、具有振动体2的振动装置1的结构之外,还在外壳3内设置有用于驱动振动体2的驱动电路部(电路部)50、电路连接端子56、用于电连接驱动电路部50和电路连接端子56的金属导线(接合引线)55。即,振动装置1A为,能够发挥作为所谓振荡器的功能的振动装置。另外,振动体2可以是振动体2A、2B、2C中的任意一个。
而且,此时,振动装置1A所具有的外壳3的底基板31,在内部空间37的一侧的面上具有一段阶梯,并且在上侧的阶梯面的上表面上,以参照图1而在前文说明过的方式,形成有一对贴装电极35a、35b。另一方面,在底基板31的下侧的阶梯部面上,装载有驱动电路部50,并设置有多个用于经由金属导线55而与该驱动电路部50电连接的电路连接端子56。驱动电路部50为,具有半导体电路元件的IC芯片,并通过钎焊材料等而被粘着并固定在外壳3的阶梯面上,其中,所述半导体电路元件包括使振动体2振动的振荡电路、温度补偿电路等。
此外,在底基板31的下表面上,设置有四个外部端子34a、34b、34c、34d。以此种方式设置在外壳3上的贴装电极35a、35b、电路连接端子56、外部端子34a~34d的对应的端子,彼此通过未图示的引导布线和贯穿孔等的层内布线,而被相互连接在一起。另外,在底基板31的下表面上,也可以根据需要而形成写入端子,其中,所述写入端子用于进行驱动电路部50的特性检测、各种信息(例如,振动装置的温度补偿信息)的改写(调节)。
由于该振动装置1A的振动体2具有多个孔,而减少不需要的振动模式从而有效地进行驱动,因此能够作为具有优秀的振动特性的振荡器而发挥作用。
电子设备
具有以上所说明的各个实施方式的振动体2、2A、2B、2C中的任意一个的振动装置1A,能够应用于各种电子设备中。这些电子设备将成为可靠性较高的设备。图16以及图17图示了作为本发明的电子设备的一个示例的移动电话。图16为,表示移动电话的外观的概要的立体图;图17为,用于对移动电话的电路结构进行说明的电路框图。该移动电话400以使用了具有振动体2的振动装置1A(图15)的情况为例来进行说明,关于振动体2的结构、作用,通过使用相同的符号等而省略其说明。
如图16所示,移动电话400中设置有:作为显示部的LCD(Liquid Crystal Display:液晶显示屏)401、作为数字等的输入部的键402、话筒403,扬声器411等。而且,如图16所示,在由移动电话400发送信息的情况下,当使用者把自己的声音输入至话筒403时,信号将经由脉宽调制编码单元404和调制器/解调器单元405,并进一步通过发射机406、天线开关407,而从天线408被发出。
另一方面,从他人的电话发送的信号,由天线408接收,并经由天线开关407、以及接收滤波器409,而从接收器410输入至调制器/解调器单元405。而且,被调制或者解调的信号经由脉宽调制编码单元404,而以声音的形式由扬声器411输出。而且,为了控制天线开关407和调制器/解调器单元405等,而设置有控制器412。
由于该控制器412除了上述部件以外,还控制作为显示部的LCD401和作为数字等的输入部的键402,以及RAM413和ROM414等,因此要求其具有高精度。此外,还要求移动电话400的小型化,作为符合这种要求的部件,使用了上述的振动体2。另外,虽然作为其他的结构单元,移动电话400具有温度补偿水晶振荡器415、接收器用合成器416、传递器用合成器417等,但是在这里省略了其说明。
此外,作为具有本发明的振动装置1A的电子设备,还可列举出图18所示的个人电脑(可移动型个人电脑)500。个人电脑500具有显示部501和输入键部502等,并且作为其电控制的基准计时器而使用了上述的振动装置1A。
当在被用于这种移动电话400和个人电脑500的振动装置1A中,使用了振动体2时,能够在增加振动臂28、29上的激励电极群22、23在第1方向(振动臂的延伸方向)上的长度的同时,减小电场的密度,从而提高振动臂28、29的振动特性,其中,所述电场为,在一对激励电极之间产生的电场(被施加在振动臂上的电场)中,有助于不需要的振动模式的电场。由此,振动装置1能够减少不需要的振动模式,从而有效地进行驱动,因而具有振动装置1的移动电话400以及个人电脑500,能够实现较高的可靠性。另外,当在振动装置1中使用了振动体2A、2B、2C时,移动电话400以及个人电脑500也能够实现相同的效果。
如以上所说明的各个实施方式的振动装置1A,也能够应用在移动电话400以及个人电脑500以外的各种电子设备中,且所得到的电子设备将成为具有高可靠性的设备。
作为这些电子设备,可列举出如下设备,例如:个人电脑(可移动型个人电脑)、移动电话、数码照相机、喷墨式喷射装置(例如,喷墨式打印机)、便携式个人电脑、电视、摄像机、磁带式录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子记事本(也包括带有通信功能的产品)、电子词典、台式电子计算器、电子游戏机、文字处理器、工作站、可视电话、防盗视频监控器、电子双筒望远镜、POS终端、医疗设备(例如,电子体温计、血压计、血糖仪、心电图计测装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测量设备、计量设备类(例如,车辆、飞机、船舶的计量设备)、飞行模拟器等。
以上,虽然根据图示的实施方式对本发明的振动装置1A以及电子设备进行了说明,但是本发明并不限定于此,其各部分的结构均能够被替换为具有相同功能的任意结构。此外,还可以对本发明添加其他的任意结构部件。此外,本发明也可以为采用,将所述各个实施方式中的任意两个以上的结构(特征)进行组合而形成的结构。
例如,虽然在所述实施方式中,以振动体2、2A、2B、2C具有两个或者三个振动臂的情况为例进行了说明,但是振动臂的个数也可以为一个或者四个以上。
此外,虽然在所述第4实施方式中,以在压电体元件22C、23C、24C的第1电极层221C、231C、241C以及第2电极层223C、233C、243C的双方上,形成了多个微小的孔的情况为例进行了说明,但是即使仅在第1电极层221C、231C、241C或者第2电极层223C、233C、243C中的某个电极层上形成多个微小的孔,也能够对振动臂28C、29C、30C的振动特性进行调节。
此外,本发明的振动装置1A除了被适用于晶体振荡器(SPXO)、压控晶体振荡器(VCXO)、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、带有恒温槽的晶体振荡器(OCXO)等的压电振荡器上之外,还可适用于陀螺传感器等。

Claims (16)

1.一种振动体,其特征在于,具有:
基部;
多个振动臂,其以从所述基部起向第1方向延伸、并在与该第1方向正交的第2方向上排列的方式而被设置;
一对激励电极,其被设置在各个所述振动臂上,并通过通电而使所述振动臂振动,
其中,在一对所述激励电极中的至少一个激励电极上,局部形成有多个在其厚度方向上贯穿的孔。
2.如权利要求1所述的振动体,其中,
多个所述孔以有偏重地分布于所述第1方向上的方式,而被形成在至少一个所述激励电极上。
3.如权利要求2所述的振动体,其中,
多个所述孔偏重分布于所述激励电极上的、与所述振动臂的所述第1方向上的中央部对应的部分处。
4.如权利要求3所述的振动体,其中,
所述孔在所述激励电极的单位面积上所占的面积的比例,从所述振动臂的所述第1方向上的所述中央部起朝向顶端一侧逐渐减少。
5.如权利要求3所述的振动体,其中,
所述孔在所述激励电极的单位面积上所占的面积的比例,从所述振动臂的所述第1方向上的所述中央部起朝向基端一侧逐渐减少。
6.如权利要求1所述的振动体,其中,
当将所述振动臂在所述第1方向上的长度设为L1,将所述振动臂上的所述激励电极在相同方向上的长度设为L2时,满足0.5<L2/L1<1的关系。
7.如权利要求1所述的振动体,其中,
各个所述孔在俯视观察时呈圆形。
8.如权利要求7所述的振动体,其中,
多个所述孔的平均直径为0.01~100μm。
9.如权利要求1所述的振动体,其中,
各个所述孔在俯视观察时呈狭缝状。
10.如权利要求9所述的振动体,其中,
所述狭缝状的各个所述孔在所述第2方向上延伸。
11.如权利要求9所述的振动体,其中,
所述狭缝状的所述孔的宽度为0.01~100μm。
12.一种振动体,其特征在于,具有:
基部;
多个振动臂,其以从所述基部起向第1方向延伸、并在与该第1方向正交的第2方向上排列的方式而被设置;
压电体元件,其被设置在各个所述振动臂上,并通过通电而进行伸缩以使所述振动臂振动;
其中,所述压电体元件具有:第1电极层、第2电极层、和位于所述第1电极层以及所述第2电极层之间的压电体层,
在所述第1电极层、所述压电体层以及所述第2电极层中的至少一个层上,局部形成有多个在其厚度方向上贯穿的孔。
13.如权利要求12所述的振动体,其中,
所述振动臂为三个以上,并且通过所述压电元件的伸缩,从而相邻的两个所述振动臂在与所述第1方向以及所述第2方向正交的第3方向上,向相反的方向弯曲振动。
14.一种振动装置,其特征在于,具有:
权利要求1所述的振动体;
用于收纳所述振动体的外壳。
15.一种振动装置,其特征在于,具有:
权利要求1所述的振动体;
与所述振动体电连接的电路部;
用于收纳所述振动体以及所述电路部的外壳。
16.一种电子设备,其特征在于,具有:
权利要求15所述的振动装置。
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