JP2016065860A - 振動デバイス、電子機器および移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】高い検出感度を有する振動デバイス、この振動デバイスを備えた電子機器および移動体を提供する。
【解決手段】振動デバイス１は、固定部２０と、固定部２０に接続されている可動部４０と、を有する基台１０と、第１基部１１０と、第２基部１２０と、第１基部１１０に一端が接続され第２基部１２０に他端が接続されている振動腕１３０を有し、且つ、第１基部１１０が固定部２０に固定され、第２基部１２０が可動部４０に固定されている振動素子１００と、可動部４０上に接続されている錘部９０と、錘部９０の接続領域９４と振動腕１３０との間に設けられている応力緩和部８０と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動デバイス、この振動デバイスを備えた電子機器および移動体に関する。

従来から、加速度、角速度、物体の姿勢等の物理量を検出するデバイスとして、圧電振動子等を物理量検出素子とし、物理量を検出する物理量検出デバイスが知られている。このような物理量検出デバイスは、検出軸方向へ力が作用することによって、物理量検出素子の共振周波数が変化した時に、当該共振周波数の変化から物理量検出デバイスに印加された力を検出するように構成されている。
特許文献１では、継手部を挟んで固定部と可動部を備えたカンチレバー（基台）と、固定部と可動部に跨って基台上に固定された物理量検出素子（振動素子）とを備えた物理量検出デバイス（振動デバイス）において、検出感度を向上させるために、基台の可動部上に錘を搭載した構造の振動デバイスが開示されている。

特開２０１４−１００４５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の振動デバイスは、錘を接着剤などにより基台の可動部上に接続すると、接着剤の硬化収縮に起因する応力が発生し、その応力が振動素子に伝達し、出力に誤差成分が重畳してしまうという問題があった。

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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る振動デバイスは、固定部と、前記固定部に接続されている可動部と、を有する基台と、第１基部と、第２基部と、前記第１基部に一端が接続され前記第２基部に他端が接続されている振動腕と、を有し、且つ、前記第１基部が前記固定部に固定され、前記第２基部が前記可動部に固定されている振動素子と、前記可動部上に接続されている錘部と、前記錘部の接続領域と前記振動腕との間に設けられている応力緩和部と、を備えていることを特徴とする。

本適用例によれば、振動素子の第２基部と錘部とが接合および接続されている可動部において、錘部の接続されている接続領域と振動腕との間に応力緩和部が設けられているため、錘部を接続する接続部材の硬化収縮により生じる応力が、振動腕の接合されている領域に直接伝達し難くなるので、振動腕の周波数変化などの出力に応力に伴う誤差成分の重畳を低減することができる。従って、高精度な特性を有する振動デバイスを得ることができる。

［適用例２］上記適用例に係る振動デバイスにおいて、前記応力緩和部は、溝および貫通孔の少なくとも一方であることを特徴とする。

本適用例によれば、応力緩和部を溝又は貫通孔の構造とすることで、容易に加工し製造することができるので、低コストの振動デバイスを得ることができる。

［適用例３］上記適用例に係る振動デバイスにおいて、前記応力緩和部は、前記基台に設けられていることを特徴とする。

本適用例によれば、応力緩和部を振動素子の第２基部と錘部とが接合および接続されている基台に設けることで、錘部を接続する接続部材の硬化収縮により生じる応力が、基台を伝わって振動腕により伝達し難くなるので、応力の影響をより低減することができる。

［適用例４］上記適用例に係る振動デバイスにおいて、前記応力緩和部は、前記第２基部の回りに設けられていることを特徴とする。

本適用例によれば、応力緩和部を振動素子の第２基部と錘部とが接合および接続されている基台で、第２基部の回りに配置することで、錘部を接続する接続部材の硬化収縮により生じる応力が、基台を伝わって振動腕により伝達し難くなるので、応力の影響をより低減することができる。

［適用例５］上記適用例に係る振動デバイスにおいて、前記振動腕が延出する方向と直交する方向を第１方向としたときに、前記応力緩和部の前記第１方向の長さは、前記第２基部の前記第１方向の長さよりも大きいことを特徴とする。

本適用例によれば、応力緩和部の幅を第２基部の幅よりも大きくすることで、錘部を接続する接続部材の硬化収縮により生じる応力が振動腕により伝達し難くなるので、応力の影響をより低減することができる。

［適用例６］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の振動デバイスを備えていることを特徴とする。

本適用例によれば、高精度な特性を有する振動デバイスを備えた電子機器を構成することができる。

［適用例７］本適用例に係る移動体は、上記適用例に記載の振動デバイスを備えていることを特徴とする。

本適用例によれば、高精度な特性を有する振動デバイスを備えた移動体を構成することができる。

本発明の第１実施形態に係る振動デバイスの模式平面図。 図１中のＡ−Ａ線での模式断面図。 本発明の第２実施形態に係る振動デバイスの可動部の模式平面図。 図３中のＢ−Ｂ線での模式断面図。 本発明の第３実施形態に係る振動デバイスの可動部の模式平面図。 本発明の第４実施形態に係る振動デバイスの可動部の模式平面図。 本発明の第５実施形態に係る振動デバイスの可動部の模式平面図。 本発明の第５実施形態の変形例１に係る振動デバイスの可動部の模式平面図。 本発明の第５実施形態の変形例２に係る振動デバイスの可動部の模式平面図。 本発明の第６実施形態に係る振動デバイスの可動部の模式平面図。 本発明の第７実施形態に係る振動デバイスの可動部の模式平面図。 本発明の第８実施形態に係る振動デバイスの可動部の模式平面図。 本発明の第８実施形態の変形例に係る振動デバイスの可動部の模式平面図。 本発明の一実施形態に係る振動デバイスを備えている電子機器としてのモバイル型（又はノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図。 本発明の一実施形態に係る振動デバイスを備えている電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図。 本発明の一実施形態に係る振動デバイスを備えている電子機器としてのデジタルスチールカメラの構成を示す斜視図。 本発明の一実施形態に係る振動デバイスを備えている移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際の構成要素とは適宜に異ならせて記載する場合がある。

＜振動デバイス＞
［第１実施形態］
先ず、本発明の第１実施形態に係る振動デバイスの一例として、基台の主面に交差する方向の加速度を双音叉型振動素子の共振周波数変化から検出する加速度センサーを挙げ、その概略構成について、図１および図２を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る振動デバイスの模式平面図である。図２は、図１中のＡ−Ａ線での模式断面図である。
なお、図１では、振動デバイス１の内部の構成を説明する便宜上、リッド１６０を取り外した状態を図示している。また、説明の便宜のため、以降の図では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示しており、Ｘ軸に沿った方向をＸ軸方向、Ｙ軸に沿った方向をＹ軸方向、Ｚ軸に沿った方向をＺ軸方向とし、ＸＹ面を主面という。なお、Ｚ軸は、加速度が印加する方向を示す軸である。

＜振動デバイスの構造＞
本実施形態の振動デバイス１は、図１および図２に示すように、固定部２０、可動部４０、および固定部２０と可動部４０との間に継手部３０を有する基台１０と、第１基部１１０、第２基部１２０、および第１基部１１０に一端が接続され第２基部１２０に他端が接続されている振動腕１３０を有し、第１基部１１０が固定部２０に固定され、第２基部１２０が可動部４０に固定されている振動素子１００と、可動部４０上に接続されている錘部９０と、錘部９０の接続領域９４と振動腕１３０との間に設けられている応力緩和部８０と、パッケージ１４０と、を含み構成されている。

＜基台＞
基台１０は、図２に示すように、一端に固定部２０を、他端に可動部４０を有しており、固定部２０と可動部４０との間に、固定部２０や可動部４０よりも厚み（Ｚ軸方向の長さ）の薄い継手部３０を備えている。固定部２０からは、図１に示すように、継手部３０が接続されている方向と交差する方向、つまり、振動素子１００の振動腕１３０が延出する方向（Ｙ軸方向）と交差する第１方向（Ｘ軸方向）の＋Ｘ軸方向と−Ｘ軸方向とにそれぞれ連結部５０が延出している。連結部５０は、Ｘ軸方向に延出し曲部を介しＹ軸方向に延出している。連結部５０からは、２本の支持腕６０が複数の曲部を介して延出し、支持腕６０の先端部に支持部７０が設けられている。

なお、支持部７０を後述するパッケージ１４０の段差部１５２の上に接合部材７２を介して接合することで、基台１０の固定部２０や可動部４０をパッケージ１４０と離間して配置することができ、可動部４０を加速度が印加する方向であるＺ軸方向に変位させることができる。
また、支持腕６０に複数の曲部が設けられていることで、基台１０とパッケージ１４０との線膨張係数の違いにより生じる熱応力の影響を低減することができる。

固定部２０の主面上には、振動素子１００の第１基部１１０が固定され、可動部４０の主面上には、振動素子１００の第２基部１２０が固定されている。
可動部４０は、振動デバイス１をパッケージ１４０（後述するパッケージベース１５０）の開口部側（リッド１６０側）からみた平面視で、振動腕１３０の延出する方向（Ｙ軸方向）に沿って、第２基部１２０の固定領域と、貫通孔の応力緩和部８０と、錘部９０を接続する接続領域９４と、が配置されている。接続領域９４には、接続部材９２を介して錘部９０が接続されている。

基台１０は、例えば、水晶の原石などから所定の角度で切り出された水晶基板を用いている。当該水晶基板をパターニングすることにより、固定部２０、継手部３０、可動部４０、連結部５０、支持腕６０、支持部７０、および応力緩和部８０が一体に形成されている。また、パターニングは、例えば、フォトリソグラフィー技術、およびエッチング技術を用いることができる。なお、基台１０の材質は、構成する材料が水晶に限定されるものではなく、ガラス、又はシリコンなどの半導体材料を用いてもよい。

＜振動素子＞
次に、振動素子１００の構成について、図１および図２を参照して説明する。
振動素子１００は、図１および図２に示すように、第１基部１１０と、第２基部１２０と、第１基部１１０に一端が接続され第２基部１２０に他端が接続されている一対の振動腕１３０と、を備えている。第１基部１１０は、基台１０の固定部２０上に接合部材１１２を介して固定され、第２基部１２０は、基台１０の可動部４０上に接合部材１１２を介して固定されている。振動素子１００用の接合部材１１２としては、例えば、低融点ガラスや、共晶接合可能な金（Ａｕ）と錫（Ｓｎ）との合金被膜を用いることができる。

本実施形態の振動素子１００は、例えば、基台１０の可動部４０が加速度に応じて変位することで、振動腕１３０に応力が生じ、振動腕１３０の振動周波数（共振周波数）が変化する。なお、本実施形態において振動素子１００は、一対の振動腕１３０と、第１基部１１０および第２基部１２０と、を有する双音叉型振動素子である。

振動腕１３０は、Ｙ軸方向に沿って第１基部１１０と第２基部１２０との間に延在して設けられている。振動腕１３０の形状は、例えば、角柱状である。振動腕１３０は、当該振動腕１３０に設けられた励振電極（図示省略）に駆動信号が印加されると、Ｘ軸方向に沿って、互いに接近、又は離隔するように屈曲振動することができる。

本実施形態における振動素子１００は、例えば、水晶原石等から所定の角度で切り出された水晶基板を、フォトリソグラフィー技術、およびエッチング技術によってパターニングすることにより形成されている。これにより、振動腕１３０、第１基部１１０、および第２基部１２０を、一体に形成することができる。

なお、振動素子１００の材質は、前述の水晶基板に限定されるものはない。例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ₂Ｂ₄Ｏ₇）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の圧電材料を用いることができる。また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電体（圧電材料）皮膜を備えたシリコンなどの半導体材料を用いることができる。

振動素子１００の第１基部１１０および第２基部１２０上には、例えば、引き出し電極（図示省略）が設けられている。引き出し電極は、振動腕１３０に設けられた励振電極（図示省略）と電気的に接続されている。

引き出し電極は、例えば、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属ワイヤー（図示省略）によって、基台１０の主面に設けられた接続端子（図示省略）と電気的に接続されている。

励振電極、引き出し電極、および接続端子は、例えば、クロム（Ｃｒ）層を下地として、その上に金（Ａｕ）層を積層した積層体を用いる。励振電極や引き出し電極は、例えば、スパッタ法などによって導電層を形成し、当該導電層をパターニングすることによって設けられている。

＜錘部＞
錘部９０は、図１に示すように、平面視で、接続領域９４の位置に接続部材９２を介して接続されており、図２に示すように、可動部４０の＋Ｚ軸方向の主面と、−Ｚ軸方向の主面と、に設けられている。より詳細には、錘部９０は、接続部材９２を介して可動部４０のそれぞれの主面に接続されている。錘部９０の材質としては、例えば、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）などの金属が挙げられる。また、錘部９０用の接続部材９２の材質としては、例えば、シリコーン樹脂を含む熱硬化型接着剤を用いることができる。

なお、本実施形態では可動部４０の＋Ｚ軸方向および−Ｚ軸方向の主面に、２つの錘部９０が設けられている。しかし、これに限定されることなく、いずれか一方の主面に一つ、又は複数の錘部９０を設けてもよい。

＜応力緩和部＞
応力緩和部８０は、基台１０に設けられ、より詳しくは基台１０の可動部４０に設けられており、錘部９０を接続する接続領域９４と振動腕１３０との間に配置されている。図２に示すように、応力緩和部８０は、可動部４０を貫通している貫通孔であり、フォトリソグラフィー技術、およびエッチング技術によってパターニングすることにより基台１０の各種部位と同時に形成されている。
応力緩和部８０は、貫通孔で、接続領域９４と振動腕１３０との間に配置されることにより、錘部９０を接続する接続部材９２の硬化収縮時に生じるＹ軸方向の応力が、可動部４０に固定されている第２基部１２０を介して振動腕１３０に、伝達し難くすることができる。そのため、振動腕１３０の周波数変化などの出力に、接続部材９２の硬化収縮により生じる応力に伴う誤差成分の重畳を低減することができ、高精度な特性を有する振動デバイス１を得ることができる。

＜パッケージ＞
パッケージ１４０は、容器状のキャビティー１９０を有するパッケージベース１５０と、パッケージベース１５０の開口側の周縁部においてパッケージ１４０の内部空間であるキャビティー１９０を気密封止するリッド１６０とから構成されている。

錘部９０と振動素子１００とが固定されている基台１０は、パッケージベース１５０の段差部１５２上に支持部７０を配置し、接合部材７２を介して固定されている。そのため、図２に示すように、可動部４０に接続されている錘部９０がパッケージベース１５０の底部１５４やリッド１６０と離間して配置することができる。よって、可動部４０にＺ軸方向の加速度が印加された場合、可動部４０がＺ軸方向に変位して加速度を検出することができる。
また、錘部９０と底部１５４との距離（Ｚ軸方向の長さ）や錘部９０とリッド１６０との距離（Ｚ軸方向の長さ）を許容加速度値における可動部４０の変位量（Ｚ軸方向の長さ）以内とすることで、許容加速度値より大きい加速度が加わった場合に、底部１５４とリッド１６０とがストッパーの働きをし、振動素子１００の破損を防止することができる。

パッケージベース１５０の外底面（底部１５４の基台１０が配置されている側と反対側の面）には、外部の部材に実装される際に用いられる外部端子１７０が設けられている。外部端子１７０は、基台１０が接合されている側に設けられている内部端子（図示省略）に内部配線（図示省略）を介して電気的に接続されている。

パッケージベース１５０には、セラミックグリーンシートを積層し焼成した酸化アルミニウム焼結体、水晶、ガラス、シリコン等が用いられる。
リッド１６０には、パッケージベース１５０と同材料、または、コバール、４２アロイ、ステンレス鋼などの金属が用いられる。パッケージベース１５０とリッド１６０との固定には、パッケージベース１５０上に形成されているシームリング、低融点ガラス、無機系接着剤などのリッド１６０接合用の接合部材１６２を用いて固定することが可能で、陽極接合を用いることも可能である。

振動デバイス１は、リッド１６０の接合後、錘部９０と振動素子１００とが固定されている基台１０が収容されているパッケージ１４０の内部空間（キャビティー１９０）が減圧された状態（真空度の高い状態）で、パッケージベース１５０の底部１５４に設けられている封止孔１８０に金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）の合金、ハンダなどからなる封止部材１８２を配置し、加熱溶融後、固化されることにより、パッケージ１４０の内部空間（キャビティー１９０）が気密に封止されている。
なお、パッケージ１４０の内部空間（キャビティー１９０）は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが充填されていてもよい。

＜振動デバイスの動作＞
次に、振動デバイス１の動作について説明する。
図２に示すように、振動デバイス１は、−Ｚ軸方向に加速度α１が加わると、加速度α１に応じて、可動部４０が継手部３０を支点にして−Ｚ軸方向に変位する。これにより、振動素子１００には、Ｙ軸に沿って第２基部１２０が矢印β１方向の力が加わり、第１基部１１０と第２基部１２０とが互いに離れる張力が生じ振動腕１３０には矢印β１方向の引っ張り応力が生じる。そのため、振動腕１３０の振動周波数（共振周波数）は、高くなる。

一方、＋Ｚ軸方向に加速度α１が加わると、加速度α１に応じて、可動部４０が継手部３０を支点にして＋Ｚ軸方向に変位する。これにより、振動素子１００には、矢印β１と反対方向の力が加わり、第１基部１１０と第２基部１２０とが互いに近づく圧縮力が生じ、振動腕１３０には矢印β１と反対方向の圧縮応力が生じる。そのため、振動腕１３０の振動周波数（共振周波数）は、低くなる。

振動デバイス１において、パッケージ１４０の外部端子１７０、内部端子（図示省略）、および内部配線（図示省略）などを経由して、振動素子１００の励振電極に駆動信号が印加されると、振動素子１００の振動腕１３０は、所定の周波数で振動（共振）する。そして、振動デバイス１は、印加される加速度α１に応じて変化する振動素子１００の共振周波数を出力信号として、出力することで加速度α１を検出することができる。

なお、上述の本実施形態では、振動素子１００として、いわゆる双音叉構造の素子を用いた例について説明したが、可動部４０の変位に基づいて振動周波数が変化し、物理量を検出することができれば、振動素子１００の形態は、特に限定されない。

なお、本実施形態の振動デバイス１は上述した加速度を検知する加速度センサーとして適用することができる。また、慣性センサー、振動センサー（振動計）、重力センサー（重力計）、傾斜センサー（傾斜計）としても適用することができる。

上述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の振動デバイス１は、振動素子１００の第２基部１２０と錘部９０とが固定されている可動部４０において、錘部９０の接続されている接続領域９４と振動腕１３０との間に応力緩和部８０が設けられているため、錘部９０を接続する接続部材９２の硬化収縮により生じる応力が、振動腕１３０に伝達し難くなるので、振動腕１３０の周波数変化などの出力に応力に伴う誤差成分の重畳を低減することができる。従って、高精度な特性を有する振動デバイス１を得ることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る振動デバイス１ａについて、図３および図４を参照して説明する。
図３は、本発明の第２実施形態に係る振動デバイスの可動部の概略構成を示す模式平面図である。図４は、図３中のＢ−Ｂ線での模式断面図である。
第２実施形態に係る基台１０ａの可動部４０ａは、第１実施形態で説明した基台１０の可動部４０とは、応力緩和部８０の構成が異なる。
その他の構成等は、第１実施形態で上述した可動部４０と略同じであるため、同様の構成には同じ符号および符番を付して説明を一部省略して可動部４０ａについて説明する。

本実施形態の可動部４０ａにおいて、振動素子１００の第２基部１２０が固定されている位置と、錘部９０が接続されている接続領域９４と、の間に配置されている応力緩和部８０ａは、図４に示すように、可動部４０ａの＋Ｚ軸方向の主面と−Ｚ軸方向の主面とにそれぞれが対向する位置に配置されている２つの有底の溝で構成されている。なお、本実施形態では可動部４０ａの＋Ｚ軸方向および−Ｚ軸方向の主面に、２つの有底の溝が設けられている。しかし、これに限定されることなく、いずれか一方の主面に一つ、又は複数の有底の溝を設けてもよい。

この様な構成とすることで、応力緩和部８０ａが可動部４０ａよりも厚み（Ｚ軸方向の長さ）が薄いので、第１実施形態と同様に、接続部材の硬化収縮により生じる応力を振動腕１３０へ伝達し難くすることができる。また、応力緩和部８０ａを構成する溝は、フォトリソグラフィー技術、およびエッチング技術によってパターニングすることにより容易に形成することができるので、低コストの振動デバイス１ａを得ることができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る振動デバイス１ｂについて、図５を参照して説明する。
図５は、本発明の第３実施形態に係る振動デバイスの可動部の概略構成を示す模式平面図である。
第３実施形態に係る基台１０ｂの可動部４０ｂは、第１実施形態で説明した基台１０の可動部４０とは、応力緩和部８０の形状の大きさが異なる。
その他の構成等は、第１実施形態で上述した可動部４０と略同じであるため、同様の構成には同じ符号および符番を付して説明を一部省略して可動部４０ｂについて説明する。

本実施形態の可動部４０ｂにおいて、応力緩和部８０ｂは、貫通孔であり、振動素子１００の振動腕１３０が延出する方向と交差する第１方向（Ｘ軸方向）の長さが、第２基部１２０の第１方向（Ｘ軸方向）の長さより大きい形状に形成されている。

この様な構成とすることで、接続領域９４と第２基部１２０とが接続する長さを長くできるので、第１実施形態と同様に、接続部材の硬化収縮により生じる応力を振動腕１３０により伝達し難くでき、応力の影響をより低減することができる。
なお、応力緩和部８０ｂの形状は、可動部４０ｂの強度が十分確保できる範疇であれば、振動素子１００の振動腕１３０が延出する方向と交差する第１方向（Ｘ軸方向）に更に長くして、応力緩和部８０ｂの両側に形成される梁状部の幅を狭くするほど、接合部材の硬化収縮により生じる応力を振動腕１３０に更に伝達し難くすることができる。
また、本実施形態の応力緩和部８０ｂの形状にて、第２実施形態の応力緩和部８０ａの様な有底の溝で応力緩和部８０ｂを構成してもよいことは勿論である。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る振動デバイス１ｃについて、図６を参照して説明する。
図６は、本発明の第４実施形態に係る振動デバイスの可動部の概略構成を示す模式平面図である。
第４実施形態に係る基台１０ｃの可動部４０ｃは、第１実施形態で説明した基台１０の可動部４０とは、応力緩和部８０の形状が異なる。
その他の構成等は、第１実施形態で上述した可動部４０と略同じであるため、同様の構成には同じ符号および符番を付して説明を一部省略して可動部４０ｃについて説明する。

本実施形態の可動部４０ｃにおいて、応力緩和部８０ｃは、貫通孔であり、振動素子１００の振動腕１３０が延出する方向と交差する第１方向（Ｘ軸方向）の長さが、第２基部１２０の第１方向（Ｘ軸方向）の長さより大きく、且つ、第１方向（Ｘ軸方向）の両端部からそれぞれ＋Ｙ軸方向に延出し、第２基部１２０の＋Ｘ軸方向、−Ｘ軸方向、および−Ｙ軸方向の３つの方向を囲む形状で、第２基部１２０の回りに設けられている。

この様な構成とすることで、接続領域９４と第２基部１２０とが接続する長さをより長くすることができるので、第１実施形態と同様に、接続部材の硬化収縮により生じる応力を振動腕１３０により伝達し難くでき、応力の影響をより低減することができる。

［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係る振動デバイス１ｄについて、図７を参照して説明する。
図７は、本発明の第５実施形態に係る振動デバイスの可動部の概略構成を示す模式平面図である。
第５実施形態に係る基台１０ｄの可動部４０ｄは、第１実施形態で説明した基台１０の可動部４０とは、接続領域９４の周辺に突起部２００が設けられている点が異なる。
その他の構成等は、第１実施形態で上述した可動部４０と略同じであるため、同様の構成には同じ符号および符番を付して説明を一部省略して可動部４０ｄについて説明する。

本実施形態の可動部４０ｄにおいて、可動部４０ｄの主面上で接続領域９４の回りに接続領域９４を囲む形状の突起部２００が配置されている。

この様な構成とすることで、接続部材が接続領域９４からはみ出すのを防止することができ、接続領域９４の接続面積を一定に保つことができる。そのため、接続面積の大きさばらつきによる接続部材の硬化収縮に伴う応力ばらつきや接続強度ばらつきを低減することができる。

［変形例１、変形例２］
次に、本発明の第５実施形態の変形例に係る振動デバイス１ｄ１，１ｄ２について、図８および図９を参照して説明する。
図８は、第５実施形態の変形例１に係る振動デバイスの可動部の概略構成を示す模式平面図である。図９は、第５実施形態の変形例２に係る振動デバイスの可動部の概略構成を示す模式平面図である。
変形例１および変形例２に係る基台１０ｄ１，１０ｄ２の可動部４０ｄ１，４０ｄ２は、第５実施形態で説明した可動部４０ｄとは、突起部２００の形状が異なる。
その他の構成等は、第５実施形態で上述した可動部４０ｄと略同じであるため、同様の構成には同じ符号および符番を付して説明を一部省略して可動部４０ｄ１，４０ｄ２について説明する。

変形例１および変形例２の可動部４０ｄ１，４０ｄ２において、可動部４０ｄ１，４０ｄ２の主面上で接続領域９４の回りに複数の突起部２００ａ，２００ｂが配置されている。変形例１の可動部４０ｄ１には、接続領域９４を囲むように２つの突起部２００ａが配置され、変形例２の可動部４０ｄ２には、接続領域９４を囲むように３つの突起部２００ｂが配置されている。

この様な構成とすることで、第５実施形態と同様に、接続部材が接続領域９４からはみ出すのを防止することができ、接続領域９４の接続面積を一定に保つことができる。そのため、接続面積の大きさばらつきによる接続部材の硬化収縮に伴う応力ばらつきや接続強度ばらつきを低減することができる。

［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態に係る振動デバイス１ｅについて、図１０を参照して説明する。
図１０は、本発明の第６実施形態に係る振動デバイスの可動部の概略構成を示す模式平面図である。なお、上記実施形態と同様の構成には同じ符号および同じ付番を付して詳細な説明は省略する。
図１０において、第６実施形態に係る基台１０ｅの可動部４０ｅは、第３実施形態で説明した基台１０ｂの可動部４０ｂとは、応力緩和部が一つの貫通孔ではなく、複数の貫通孔が並べて形成されている点で異なる。本実施形態の可動部４０ｅにおいて、応力緩和部８０ｅは複数の貫通孔であり、振動素子１００の振動腕１３０が延出する方向と交差する第１方向（Ｘ軸方向）に並べて形成されている。本実施形態では、二つの貫通孔である応力緩和部８０ｅが並べて形成されているが、これに限らず、三つ以上の貫通孔を並べて応力緩和部を構成してもよい。また、応力緩和部８０ｅは貫通孔に限らず、例えば第２実施形態の応力緩和部８０ａのような有底の溝を複数並べた構成としてもよい。ここで、複数の貫通孔または有底の溝からなる応力緩和部８０ｅには、開口部が極めて小さな貫通孔または有底の溝が多数並んで形成された態様を含む。
なお、複数（あるいは多数）の応力緩和部８０ｅを並べて形成する本実施形態においては、基台１０ｅの可動部４０ｅにおいてバランスよく応力緩和がなされるように、可動部４０ｅの振動素子１００の振動腕１３０が延出する方向に沿った中心線に対して線対称に複数の応力緩和部８０ｅを配置することが好ましい。

第６実施形態の様な構成によれば、接続領域９４と第２基部１２０との間に設けられた複数の貫通孔（または有底の溝）からなる応力緩和部８０ｅにより、第１実施形態と同様に、接合部材の硬化収縮により生じる応力を振動腕１３０により伝達し難くでき、応力の影響を低減することができる。また、１つの貫通孔による応力緩和部に対して、基台１０ｅの可動部４０ｅの剛性（強度）の低下が抑えられるという効果を奏する。

［第７実施形態］
次に、本発明の第７実施形態に係る振動デバイス１ｆについて、図１１を参照して説明する。図１１は、本発明の第７実施形態に係る振動デバイス１ｆの可動部４０ｆの模式平面図である。なお、上記実施形態と同様の構成には同じ符号および同じ付番を付して詳細な説明は省略する。
第７実施形態に係る基台１０ｆの可動部４０ｆにおいて、応力緩和部８０ｆは、可動部４０ｆの振動素子１００の振動腕１３０が延出する方向に沿った中心線に対して線対称に形成された二つの括れ部である。即ち、可動部１０ｆの接続領域９４と第２基部１２０の接続領域である接合部材１１２との間に、上記線対称の形状に括れた応力緩和部８０ｆが形成されることにより、各応力緩和部８０ｆを挟んだ中央に可動部４０ｆの幅狭部分が形成されている。

この様な構成とすることで、接続領域９４と第２基部１２０の可動部４０ｆとの接続領域（接合部材１１２）との間に、二つの応力緩和部８０ｆにより形成された可動部４０ｆの幅狭部を有しているので、接合部材の硬化収縮により生じる応力を振動腕１３０に伝達し難くすることができ、応力の影響をより低減することができる。
なお、各応力緩和部８０ｆの形状は、可動部４０ｆの強度が十分確保できる範疇であれば、振動素子１００の振動腕１３０が延出する方向と交差する第１方向（Ｘ軸方向）の中央側へ長くして、応力緩和部８０ｆに挟まれた可動部４０ｆの幅狭部の幅を狭くするほど、接合部材の硬化収縮により生じる応力を振動腕１３０に更に伝達し難くすることができる。
また、本実施形態の応力緩和部８０ｆの形状にて、第２実施形態の応力緩和部８０ａの様な有底の溝で応力緩和部８０ｆを構成してもよいことは勿論である。

［第８実施形態］
次に、本発明の第８実施形態に係る振動デバイス１ｇについて、図１２を参照して説明する。図１２は、本発明の第８実施形態に係る振動デバイス１ｇの可動部４０ｇの模式平面図である。なお、上記実施形態と同様の構成には同じ符号および同じ付番を付して詳細な説明は省略する。
図１２に示す第８実施形態の可動部４０ｇにおいて、応力緩和部８０ｇは円弧状の複数の貫通孔からなり、可動部４０ｇの主面上で接続領域９４の回りを囲むように配置されている。本実施形態の応力緩和部８０ｇは、接続領域９４を囲むように３つの貫通孔が配置されているが、これに限らず、応力緩和部８０ｇの円弧状の貫通孔は、接続領域９４に錘部９０が接合された状態で（図１、図２を参照）十分な強度が確保できる範疇であれば、１つの円弧状の貫通孔により構成してもよく、また、二つ、あるいは四つ以上の円弧状の貫通孔により構成してもよい。ただし、応力緩和部８０ｇは、接続領域９４から振動素子１００の振動腕１３０への応力の伝播経路をなるべく少なくするために、接続領域９４の周縁をなるべく広く包囲するように設けられることが好ましい。

本実施形態のように、接続領域９４の周縁を囲むように配置された複数の貫通孔からなる応力緩和部８０ｇを設けることにより、可動部４０ｇの接続領域９４の周縁の諸方向から回り込むようにして振動素子１００に伝播する応力を緩和することができる。
なお、応力緩和部８０ｇについても、貫通孔に限らず、例えば第２実施形態の応力緩和部８０ａのような有底の円弧状の溝を複数並べた構成としてもよいし、有底の溝であれば、円形や多角形などの形状にて接続領域９４の周縁を囲む一つの応力緩和部８０ｇとすることもできる。

［第８実施形態の変形例］
次に、第８実施形態の変形例に係る振動デバイス１ｈについて、図１３を参照して説明する。図１３は、第８実施形態の変形例に係る振動デバイス１ｈの可動部４０ｈの模式平面図である。なお、上記第８実施形態と同様の構成には同じ符号および同じ付番を付して詳細な説明は省略する。
図１３に示すように、第８実施形態の変形例に係る振動デバイス１ｈは、その可動部４０ｈに、上記実施形態７と同じ応力緩和部８０ｇと、第５実施形態およびその変形例１、変形例２と同じ突起部２００（２００ａ，２００ｂ）とを備えている。図１３では、第５実施形態と同じ形状の突起部２００を図示しているが、第５実施形態の変形例１の形状の突起部２００ａ（図８を参照）や、第５実施形態の変形例２の形状の突起部２００ｂ（図９）であってもよい。
可動部４０ｈにおいて、接続領域９４を囲むように突起部２００（２００ａ，２００ｂ）が配置され、その突起部２００（２００ａ，２００ｂ）を囲むように応力緩和部８０ｇが配置されている。

なお、図１３では、可動部４０ｈに振動素子１００の第２基部１２０を接合する接合部材１１２´は、平面視において、上記実施形態および変形例の接合部材１１２よりも大きな領域にて接合されている。このようにすることにより、可動部４０ｈへの振動素子１００の接合強度が確保されるので好ましい。ここで、接合部材１１２´を応力緩和部として機能させることもできる。例えば、接合部材１１２´として、固化状態で比較的弾性の高い材料を用いることにより、接合部材１１２´を、接続領域９４から振動素子１００の振動腕１３０への応力の伝播を抑える応力緩和部として機能させることができる。
また、接合部材１１２´を複数に分割し、分割された各接合部材を隙間を介して配置させて、可動部４０ｆと振動素子１００（第２基部１２０）とを接合することにより、接続領域９４から振動素子１００の振動腕１３０への応力の伝播を抑える応力緩和部として接合部材を機能させることが可能である。

以上述べたように、本変形例の様な構成とすることで、応力緩和部８０ｇにより接続領域９４から振動素子１００の振動腕１３０への応力の伝播を抑制することができる。また、第５実施形態と同様に、接合部材が接続領域９４からはみ出すのを防止することができ、接続領域９４の接合面積を一定に保つことができる。そのため、接合面積の大きさばらつきによる接合部材の硬化収縮に伴う応力ばらつきや接合強度ばらつきを低減することができる。

［実施例］
次いで、本発明の一実施形態に係る振動デバイス１を備えた実施例について、図１４から図１７に基づき説明する。

［電子機器］
先ず、本発明の一実施形態に係る振動デバイス１を備えた電子機器について、図１４から図１６に基づき、詳細に説明する。

図１４は、本発明の一実施形態に係る振動デバイスを備えている電子機器としてのノート型（又はモバイル型）のパーソナルコンピューターの構成の概略を示す斜視図である。この図において、ノート型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。このようなノート型パーソナルコンピューター１１００には、表示ユニット１１０６の開閉を検知や、開閉の角度を検知するための傾斜センサー等として機能する振動デバイス１が内蔵されている。

図１５は、本発明の一実施形態に係る振動デバイスを備えている電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成の概略を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４及び送話口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、表示部１２０８に表示される画像等の表示方向判断するために、表示部１２０８の傾きを検知するセンサーとして機能する振動デバイス１が内蔵されている。

図１６は、本発明の一実施形態に係る振動デバイスを備えている電子機器としてのデジタルスチールカメラの構成の概略を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチールカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）等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。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等を含む受光ユニット１３０４が設けられている。
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。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１３３０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１３４０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１３３０や、パーソナルコンピューター１３４０に出力される構成になっている。このようなデジタルスチールカメラ１３００には、被写体像を水平に撮影するため、撮影者にデジタルスチールカメラ１３００の傾きを知らせるため傾斜センサー等として機能する振動デバイス１が内蔵されている。

なお、本発明の一実施形態に係る振動デバイス１は、図１４のパーソナルコンピューター１１００（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１５の携帯電話機１２００、図１６のデジタルスチールカメラ１３００の他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等の電子機器に適用することができる。

［移動体］
図１７は、移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車１４００には本発明に係る振動デバイス１が搭載されている。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車１４００には、当該自動車１４００の傾きを検知する振動デバイス１を内蔵してサスペンション１４０２を駆動させて車体の姿勢制御をする電子制御ユニット１４０３が車体１４０１に搭載されている。また、振動デバイス１は、他にも、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ：Antilock Brake System）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）に広く適用できる。

以上、本発明の一実施形態に係る振動デバイス１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｄ１，１ｄ２，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ）、電子機器、および移動体について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、前述した各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
例えば、上記実施形態および変形例では、振動デバイスの可動部に応力緩和部を設ける構成について説明した。また、可動部４０上に振動素子１００を接合する接合部材１１２を応力緩和部とする構成について説明した。これらに限らず、応力緩和部は、可動部の接続領域９４から、振動素子１００の振動腕１３０への応力の伝播を抑制するために機能すればよい。例えば、振動素子１００の基部（第２基部１２０、第１基部１１０）から振動腕１３０までの間の領域に、スリット、小孔、有底の溝、あるいは括れ（幅狭部）などを設ける構成とすれば、接続領域９４から振動腕１３０への応力の伝播を抑えることができる。

１…振動デバイス、１０…基台、２０…固定部、３０…継手部、４０…可動部、５０…連結部、６０…支持腕、７０…支持部、７２…接合部材、８０…応力緩和部、９０…錘部、９２…接続部材、９４…接続領域、１００…振動素子、１１０…第１基部、１１２…接合部材、１２０…第２基部、１３０…振動腕、１４０…パッケージ、１５０…パッケージベース、１５２…段差部、１５４…底部、１６０…リッド、１６２…接合部材、１７０…外部端子、１８０…封止孔、１８２…封止部材、１９０…キャビティー、２００…突起部、１１００…パーソナルコンピューター、１２００…携帯電話、１３００…デジタルスチールカメラ、１４００…自動車。

Claims (7)

1. 固定部と、前記固定部に接続されている可動部と、を有する基台と、
   第１基部と、第２基部と、前記第１基部に一端が接続され前記第２基部に他端が接続されている振動腕と、を有し、且つ、前記第１基部が前記固定部に固定され、前記第２基部が前記可動部に固定されている振動素子と、
   前記可動部上に接続されている錘部と、
   前記錘部の接続領域と前記振動腕との間に設けられている応力緩和部と、
   を備えていることを特徴とする振動デバイス。
2. 前記応力緩和部は、溝および貫通孔の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１に記載の振動デバイス。
3. 前記応力緩和部は、前記基台に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の振動デバイス。
4. 前記応力緩和部は、前記第２基部の回りに設けられていることを特徴とする請求項３に記載の振動デバイス。
5. 前記振動腕が延出する方向と直交する方向を第１方向としたときに、
   前記応力緩和部の前記第１方向の長さは、前記第２基部の前記第１方向の長さよりも大きいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の振動デバイス。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の振動デバイスを備えていることを特徴とする電子機器。
7. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の振動デバイスを備えていることを特徴とする移動体。

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