JP2016187160A - 発振器、電子機器、および移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】周囲温度の変化による基準電圧生成回路の出力電圧の変動を低減することができる発振器を提供する。
【解決手段】発振器１は、振動片２０と、振動片２０が収容されている容器２と、容器２の内部の温度を制御する発熱体４０および冷却体の少なくとも一方と、容器２が第１支持体４ａを介して搭載されている第１基板４と、第１基板４が、第２支持体４ｂを介して搭載されている第２基板３ａと、振動片２０と電気的に接続されている発振回路と、発振回路が出力する周波数を制御するＤ／Ａ変換回路と、Ｄ／Ａ変換回路に電圧を供給する基準電圧生成回路７０と、を含み、基準電圧生成回路７０は、第１基板４に搭載されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、発振器、電子機器、および移動体に関する。

通信機器あるいは測定器等の基準の周波数信号源に用いられる水晶発振器は、温度変化に対して高い精度で出力周波数が安定していることが要求される。一般に、水晶発振器の中でも極めて高い周波数安定度が得られるものとして、恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ：Oven Controlled Crystal Oscillator）が知られている。さらに、近年、温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ：Temperature Compensated Crystal Oscillator）の特性向上も目覚ましく、ＯＣＸＯの周波数精度や周波数安定度に迫るものも開発されつつある。

このような高精度の発振器は、例えば、携帯電話の基地局などに用いられ、デジタル制御により周波数を制御可能であることが要求される場合がある。特許文献１には、Ｄ／Ａ変換器、振動子、発振ループ回路を有し、Ｄ／Ａ変換器に対する入力信号を変化させることにより発振器から出力される周波数が可変する圧電発振器が開示されている。

特開２０１１−１０１２１２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発振器では、Ｄ／Ａ変換器に電圧を供給する基準電圧生成回路の出力電圧が発振器の周囲温度（外部の温度）の変化により変動してしまうという問題があった。図２９は、基準電圧生成回路を構成しているレギュレーターの温度特性（出力電圧と温度との関係）の一例を示すグラフである。図２９に示すように、レギュレーターの出力電圧は、その温度に起因して大きく変動する。上記のような発振器において、発振器の周囲温度の変化により基準電圧生成回路の温度が変化して基準電圧生成回路の出力電圧が大きく変動してしまうと、Ｄ／Ａ変換器に入力されるＤＡＣ制御コード（デジタルデータ）が同じであっても、Ｄ／Ａ変換器の出力電圧が変動してしまい、結果として発振器が出力する周波数が変動してしまう。

本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、周囲温度の変化による基準電圧生成回路の出力電圧の変動を低減することができる発振器を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記発振器を含む電子機器および移動体を提供することにある。

本発明は前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、以下の態様または適用例として実現することができる。

［適用例１］
本適用例に係る発振器は、
振動片と、
前記振動片が収容されている容器と、
前記容器の内部の温度を制御する発熱体および冷却体の少なくとも一方と、
前記容器が第１支持体を介して搭載されている第１基板と、
前記第１基板が、第２支持体を介して搭載されている第２基板と、
前記振動片と電気的に接続されている発振回路と、
前記発振回路が出力する周波数を制御するＤ／Ａ変換回路と、
前記Ｄ／Ａ変換回路に電圧を供給する基準電圧生成回路と、
を含み、
前記基準電圧生成回路は、前記第１基板に搭載されている。

発振回路は、例えば、ピアース発振回路、インバーター型発振回路、コルピッツ発振回路、ハートレー発振回路などの種々の発振回路の一部又は全部であってもよい。

このような発振器では、基準電圧生成回路が第１基板に搭載されているため、例えば基準電圧生成回路が第２基板に搭載されている場合と比べて、発振器の周囲温度の変化による基準電圧生成回路の温度変化が小さい。したがって、このような発振器によれば、周囲温度の変化による基準電圧生成回路の出力電圧の変動を低減することができる。これにより、基準電圧生成回路の出力電圧の変動によるＤ／Ａ変換回路の出力電圧の変動を低減することができ、発振器の周波数（出力周波数）の安定性を高めることができる。

［適用例２］
本適用例に係る発振器において、
前記発熱体および前記冷却体の少なくとも一方は、前記第１基板に対向している前記容器の外面に配置されていてもよい。

このような発振器では、発熱体および冷却体の少なくとも一方と基準電圧生成回路とを近づけることができる。さらに、容器の外面に発熱体が配置されている場合、発熱体から放射される輻射熱によって基準電圧生成回路を加熱することができる。これにより、発振器の周囲温度の変化による基準電圧生成回路の温度変化をより小さくすることができ、周囲温度の変化による基準電圧生成回路の出力電圧の変動を低減することができる。

［適用例３］
本適用例に係る発振器において、
前記発熱体は、ヒーターであってもよい。

このような発振器では、周囲温度の変化による基準電圧生成回路の出力電圧の変動を低減することができる。

［適用例４］
本適用例に係る発振器において、
前記冷却体は、ペルチェ素子であってもよい。

このような発振器では、周囲温度の変化による基準電圧生成回路の出力電圧の変動を低減することができる。

［適用例５］
本適用例に係る発振器において、
前記発振回路は、半導体素子で構成されている発振用回路と、電子部品と、を含み、
前記半導体素子は、前記第１基板に搭載されていてもよい。

このような発振器では、基準電圧生成回路および発振用回路が第１基板に搭載されているため、例えば基準電圧生成回路および発振用回路が第２基板に搭載されている場合と比べて、発振器の周囲温度の変化による基準電圧生成回路の温度変化および発振用回路の温
度変化が小さい。したがって、このような発振器によれば、周囲温度の変化による基準電圧生成回路の出力電圧の変動および発振用回路の出力電圧の変動を低減することができる。これにより、発振器の周波数の安定性をより高めることができる。

［適用例６］
本適用例に係る発振器において、
前記発振回路は半導体素子で構成され、
前記半導体素子は、前記第１基板に搭載されていてもよい。

このような発振器では、基準電圧生成回路および発振回路が第１基板に搭載されているため、例えば基準電圧生成回路および発振回路が第２基板に搭載されている場合と比べて、発振器の周囲温度の変化による基準電圧生成回路の温度変化および発振回路の温度変化が小さい。したがって、このような発振器によれば、周囲温度の変化による基準電圧生成回路の出力電圧の変動および発振回路の出力電圧の変動を低減することができる。これにより、発振器の周波数の安定性をより高めることができる。

［適用例７］
本適用例に係る発振器において、
前記容器の外面に配置されている感温素子を含んでいてもよい。

このような発振器では、周囲温度の変化による基準電圧生成回路の出力電圧の変動を低減することができる。

［適用例８］
本適用例に係る発振器において、
前記Ｄ／Ａ変換回路は、前記第１基板に搭載されていてもよい。

このような発振器では、基準電圧生成回路およびＤ／Ａ変換回路が第１基板に搭載されているため、例えば基準電圧生成回路およびＤ／Ａ変換回路が第２基板に搭載されている場合と比べて、発振器の周囲温度の変化による基準電圧生成回路の温度変化およびＤ／Ａ変換回路の温度変化が小さい。したがって、このような発振器によれば、周囲温度の変化による基準電圧生成回路の出力電圧の変動およびＤ／Ａ変換回路の出力電圧の変動を低減することができる。これにより、発振器の周波数の安定性をより高めることができる。

［適用例９］
本適用例に係る発振器において、
前記基準電圧生成回路と前記Ｄ／Ａ変換回路とは、１つの半導体素子で構成されていてもよい。

このような発振器では、例えば製造コストの削減や小型化を図ることができる。

［適用例１０］
本適用例に係る発振器において、
前記第２支持体の熱伝導率は、前記第１支持体の熱伝導率よりも小さくてもよい。

このような発振器では、第２支持体の熱伝導率は第１支持体の熱伝導率よりも小さいため、第２支持体を第１支持体に比べて熱が伝わりにくくすることができる。そのため、発熱体で発生した熱を第１支持体を介して効率よく第１基板に伝えることができるとともに、第２支持体を介して第１基板から逃げる熱量を低減することができる。したがって、容器と第１基板との温度差を小さくすることができ、周囲温度の変化による基準電圧生成回
路の出力電圧の変動をより低減することができる。さらに、このような発振器では、低消費電力化を図ることができる。

［適用例１１］
本適用例に係る電子機器は、
上記のいずれかに記載の発振器を備えている。

本適用例に係る電子機器では、周囲温度の変化による基準電圧生成回路の出力電圧の変動を低減して周波数安定性を高めることが可能な発振器を含むため、例えば、信頼性の高い電子機器を実現することができる。

［適用例１２］
本適用例に係る移動体は、
上記のいずれかに記載の発振器を備えている。

本適用例に係る移動体では、周囲温度の変化による基準電圧生成回路の出力電圧の変動を低減して周波数安定性を高めることが可能な発振器を含むため、例えば、信頼性の高い移動体を実現することができる。

第１実施形態に係る発振器の機能ブロック図。 第１実施形態に係る発振器を模式的に示す平面図。 第１実施形態に係る発振器を模式的に示す断面図。 発振回路の構成例を示す図。 発熱制御回路の構成例を示す図。 周囲温度の変化に対する振動子の温度変化及びＩＣの温度変化を表す図。 第２実施形態に係る発振器の機能ブロック図。 第２実施形態に係る発振器を模式的に示す平面図。 第２実施形態に係る発振器を模式的に示す断面図。 周囲温度の変化に対する振動子の温度変化及びＩＣの温度変化を表す図。 第３実施形態に係る発振器を模式的に示す平面図。 第３実施形態に係る発振器を模式的に示す断面図。 第４実施形態に係る発振器の機能ブロック図。 第４実施形態に係る発振器を模式的に示す平面図。 第４実施形態に係る発振器を模式的に示す断面図。 第５実施形態に係る発振器の機能ブロック図。 第５実施形態に係る発振器を模式的に示す平面図。 第５実施形態に係る発振器を模式的に示す断面図。 第６実施形態に係る発振器の機能ブロック図。 第６実施形態に係る発振器を模式的に示す平面図。 第６実施形態に係る発振器を模式的に示す断面図。 第７実施形態に係る発振器の機能ブロック図 本実施形態に係る電子機器の構成の一例を示す機能ブロック図。 本実施形態に係る電子機器の外観の一例を示す図。 本実施形態に係る移動体の一例を示す図。 変形例に係る発振器の機能ブロック図。 変形例に係る発振器を模式的に示す平面図。 変形例に係る発振器を模式的に示す断面図。 レギュレーターの温度特性の一例を示すグラフ。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１． 発振器
１−１． 第１実施形態
図１は、第１実施形態に係る発振器の機能ブロック図の一例である。また、図２は、第１実施形態に係る発振器を模式的に示す平面図である。図３は、第１実施形態に係る発振器を模式的に示す断面図であり、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

図１に示すように、第１実施形態に係る発振器１は、振動片（共振子）２０と、Ｄ／Ａ変換集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）５と、発振用集積回路（ＩＣ）６と、可変容量素子７と、可変容量素子８と、発熱体４０と、感温素子５０と、基準電圧生成回路７０と、を含んで構成されている。ただし、本実施形態に係る発振器１は、図１に示した構成要素の一部を省略または変更し、あるいは他の構成要素を追加した構成としてもよい。

図２および図３に示すように、第１実施形態に係る発振器１は、さらに、第１容器２（容器の一例）と、第２容器３と、支持基板４（第１基板の一例）と、第１支持体４ａと、第２支持体４ｂと、を含んで構成されている。

第１容器２は、図２および図３に示すように、振動片２０を収容している。なお、第１容器２は、発振器１を構成するその他の部材を収容していてもよい。第１容器２は、パッケージ２ａと、リッド２ｂと、を含んで構成されている。なお、便宜上、図２では、リッド２ｂの図示を省略している。

パッケージ２ａは、例えば、セラミックパッケージである。パッケージ２ａは、例えば、セラミックグリーンシートを成形して積層した後、焼成して形成されたセラミック積層パッケージである。パッケージ２ａは凹部を有し、凹部内の空間（収容室）２ｃに振動片２０が収容されている。図示の例では、パッケージ２ａの上部には開口部が設けられ、当該開口部をリッド２ｂで覆うことにより収容室２ｃが形成されている。収容室２ｃは、例えば、減圧雰囲気（真空状態）である。なお、収容室２ｃは、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気であってもよい。

なお、図示はしないが、パッケージ２ａには、振動片２０の励振電極２０ｂ，２０ｃに電気的に接続されている電極や、パッケージ２ａの下面に設けられた外部端子と振動片２０とを電気的に接続するための配線等が設けられている。

リッド２ｂは、パッケージ２ａの開口部を覆っている。リッド２ｂの形状は、例えば、板状である。リッド２ｂとしては、例えば、パッケージ２ａと同じ材質の板部材（例えばセラミックスプレート）や、コバール、４２アロイ、ステンレス鋼などの金属板を用いることができる。リッド２ｂは、例えば、シールリング、低融点ガラス、接着剤などの接合部材２ｄを介して、パッケージ２ａに接続されている。

発振器１では、第１容器２の内部（第１容器２で形成される空間（収容室２ｃ））を恒温槽として、発熱体４０により第１容器２の内部（恒温槽内部）の温度を一定に保つように制御されている。

振動片２０は、第１容器２の内部に収容されている。振動片２０は、パッケージ２ａに
搭載（配置）されている。図示の例では、振動片２０は、接合部材２２を介してパッケージ２ａ上に接合されている。接合部材２２としては、例えば、銀ペースト、半田、導電性接着剤（樹脂材料中に金属粒子などの導電性フィラーを分散させた接着剤）等が挙げられる。

振動片２０は、例えば、ＳＣカットの水晶振動子である。振動片２０は、水晶基板２０ａと、励振電極２０ｂ，２０ｃと、を有している。なお、便宜上、図２では、振動片２０を簡略化して図示している。

水晶基板２０ａとしては、ＳＣカット水晶基板（圧電基板）が用いられる。水晶基板２０ａの平面形状（水晶基板２０ａの厚さ方向からみた形状）は、例えば、円、楕円、四角形、その他の多角形等である。

第１励振電極２０ｂと第２励振電極２０ｃは、水晶基板２０ａを挟んで設けられている。励振電極２０ｂ，２０ｃは、水晶基板２０ａに電圧を印加して水晶基板２０ａを振動させる。
第１励振電極２０ｂは、水晶基板２０ａの下面に設けられている。第１励振電極２０ｂは、水晶基板２０ａの下面に設けられている引出電極および接合部材２２を介して、パッケージ２ａ上に設けられた電極に電気的に接続されている。

第２励振電極２０ｃは、水晶基板２０ａの上面に設けられている。第２励振電極２０ｃは、水晶基板２０ａの上面に設けられている引出電極、およびボンディングワイヤー２４を介して、パッケージ２ａ上に設けられた電極（図示せず）に電気的に接続されている。なお、図２では、便宜上、ボンディングワイヤー２４の図示を省略している。励振電極２０ｂ，２０ｃとしては、例えば、水晶基板２０ａ側からクロム、金をこの順で積層したものを用いる。

なお、振動片２０は、ＳＣカットの水晶振動子に限定されず、例えば、ＡＴカットやＢＴカットの水晶振動子、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）共振子などを用いることができる。また、振動片２０として、水晶振動子以外の圧電振動子やＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）振動子などを用いることもできる。また、振動片２０の基板材料としては、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電単結晶や、ジルコン酸チタン酸鉛等の圧電セラミックス等の圧電材料、またはシリコン半導体材料等を用いることができる。また、振動片２０の励振手段としては、圧電効果によるものを用いてもよいし、クーロン力による静電駆動を用いてもよい。

発熱体４０は、第１容器２の外面２ｅに配置されている。発熱体４０が配置されている第１容器２の外面２ｅは、パッケージ２ａの下面であり、支持基板４の主面４ｃ（支持基板４の上面）と対向する面である。発熱体４０は、樹脂等の接合部材（図示せず）によって第１容器２の外面２ｅに接合されている。

発熱体４０は、例えばヒーターであり、電流を流すことで発熱する素子（パワートランジスターや抵抗等）を用いることができる。発熱体４０は、第１容器２の内部の温度を制御する。発熱体４０は、発熱制御回路６０によって、第１容器２の内部（収容室２ｃ）の温度が一定（または、ほぼ一定）になるように制御される。

感温素子５０は、第１容器２の外面２ｅに配置されている。感温素子５０は、発熱体４０とともに、支持基板４と対向する第１容器２の外面２ｅに配置されている。感温素子５０は、樹脂等の接合部材（図示せず）によって第１容器２の外面２ｅに接合されている。

感温素子５０としては、例えば、サーミスター（ＮＴＣサーミスター（Negative Temperature Coefficient）やＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスターなど）や白金抵抗などを用いることができる。

なお、図示の例では、発熱体４０と感温素子５０とは、それぞれ別の素子として第１容器２の外面２ｅに配置されているが、発熱体４０（例えばパワートランジスター）と感温素子５０とが１つの半導体素子を構成し、当該半導体素子が第１容器２の外面２ｅに配置されていてもよい。

第２容器３は、ベース基板３ａ（第２基板の一例）と、カバー３ｂと、を含んで構成されている。なお、便宜上、図２では、カバー３ｂの図示を省略している。

ベース基板３ａは、絶縁性を有するガラスエポキシ樹脂や、セラミック等の材料で構成されている。ベース基板３ａの下面には、第２容器３の内部に収容されている素子と外部の装置等とを電気的に接続するための外部端子３ｄが設けられている。

カバー３ｂは、ベース基板３ａに被せられて、ベース基板３ａとともに空間３ｃを形成する。カバー３ｂの材質は、例えば、金属や樹脂などである。カバー３ｂとして、例えば、４２アロイ（鉄ニッケル合金）等の熱伝導率の低い鉄系の合金にニッケルめっきを施したものを用いてもよい。カバー３ｂは、ベース基板３ａ上に半田等を用いて固定されている。空間３ｃは、例えば、減圧雰囲気（真空状態）である。なお、空間３ｃは、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気であってもよい。空間３ｃ（第２容器３の内部）には、第１容器２、支持基板４、支持体４ａ，４ｂ、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５、発振用ＩＣ６、可変容量素子７、可変容量素子８、電子部品９、発熱体４０、感温素子５０、および半導体素子７０ａ（基準電圧生成回路７０）が収容されている。

ベース基板３ａ上には、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５、発振用ＩＣ６、可変容量素子７、可変容量素子８、およびその他の１つ以上の電子部品９（抵抗、コンデンサー、コイル等）が配置（搭載）されている。可変容量素子７、可変容量素子８、電子部品９、振動片２０、発熱体４０、感温素子５０、および基準電圧生成回路７０の各端子は、それぞれＤ／Ａ変換ＩＣ５または発振用ＩＣ６の所望の各端子と不図示の配線パターンで電気的に接続されている。

支持基板４は、第２支持体４ｂを介してベース基板３ａに搭載されている。支持基板４は、第２支持体４ｂによって支持されることで、ベース基板３ａから離間している。すなわち、支持基板４とベース基板３ａとの間には空隙があり、支持基板４とベース基板３ａとは接していない。支持基板４は、例えば、板状の部材である。支持基板４の材質は、例えば、セラミックや、ガラスエポキシ樹脂等である。

支持基板４には、第１支持体４ａを介して第１容器２が搭載されている。第１容器２は、第１支持体４ａによって支持されることで、支持基板４から離間している。すなわち、支持基板４と第１容器２（パッケージ２ａ）との間には空隙があり、支持基板４と第１容器２（パッケージ２ａ）とは接していない。

支持基板４には、半導体素子７０ａ（基準電圧生成回路７０）が搭載（配置）されている。半導体素子７０ａは、支持基板４の主面４ｃに配置されている。すなわち、半導体素子７０ａは、発熱体４０が配置されている第１容器２の外面２ｅと対向する支持基板４の主面４ｃに設けられている。半導体素子７０ａは、例えば、平面視で発熱体４０と重なるように配置されている。半導体素子７０ａは、発熱体４０の近傍に設けられていることが好ましい。なお、支持基板４には、発振器１を構成するその他の部材が搭載されていても
よい。支持基板４には、図示はしないが、支持基板４に搭載された素子に電気的に接続された配線（例えば、半導体素子７０ａとＤ／Ａ変換ＩＣ５とを電気的に接続するための配線や、半導体素子７０ａに発振器１の外部から電源電圧ＶＣＣを供給するための配線等）や電極等が設けられている。

第１支持体４ａは、支持基板４上に設けられ、第１容器２を支持している。第１支持体４ａは複数（図示の例では６個）設けられており、複数の第１支持体４ａによって第１容器２が支持されている。第１容器２は、第１支持体４ａによって支持されることで、支持基板４から離間している。第１支持体４ａは、第１容器２の内部や外面に配置された部材と、その他の部材と、を電気的に接続するための配線の一部として機能してもよい。

第２支持体４ｂは、ベース基板３ａ上に設けられ、支持基板４を支持している。第２支持体４ｂは複数（図示の例では１４個）設けられており、複数の第２支持体４ｂによって支持基板４が支持されている。第２支持体４ｂは、第１容器２の内部や外面に配置された部材や支持基板４に搭載された部材と、その他の部材と、を電気的に接続するための配線の一部として機能してもよい。

第２支持体４ｂの熱伝導率は、第１支持体４ａの熱伝導率よりも小さい。これにより、第２支持体４ｂを第１支持体４ａに比べて熱が伝わりにくくすることができる。例えば、第１支持体４ａの材質として、金、銅、タングステン、銀、アルミニウムのいずれか一種、もしくはそれらの材料を一種以上含む合金を用い、第２支持体４ｂの材質として、鉄、チタン、白金のいずれか一種、もしくはそれらの材料を一種以上含む合金を用いる。特に、第１支持体４ａの材質としては銅系の材料が好ましく、第２支持体４ｂの材質としては鉄系の合金であるコバール、４２アロイを用いることが好ましい。

本実施形態に係る発振器１では、発熱体４０で発生した熱は、パッケージ２ａに伝わり、パッケージ２ａおよび接合部材２２を介して振動片２０に伝わる。これにより、振動片２０および第１容器２の内部が加熱される。また、発熱体４０で発生した熱は、パッケージ２ａ、第１支持体４ａ、および支持基板４を介して半導体素子７０ａ（基準電圧生成回路７０）に伝わる。さらに、発熱体４０で発生した熱は、輻射熱として発熱体４０と半導体素子７０ａとの間の空間を介して、半導体素子７０ａに伝わる。このように発熱体４０で発生した熱は熱伝導および放射により半導体素子７０ａに伝わり、半導体素子７０ａが加熱される。発熱体４０は後述するように温度制御回路６０によって温度を一定に保つように制御されるため、振動片２０の温度および半導体素子７０ａの温度は一定（ほぼ一定）に保たれる。

図１に示すように、基準電圧生成回路７０は、発振器１の外部から供給される電源電圧ＶＣＣを基に、Ｄ／Ａ変換回路８０の高電位側基準電圧ＶＤＨ及び低電位側基準電圧ＶＤＬを生成し、Ｄ／Ａ変換回路８０に供給する。基準電圧生成回路７０は、例えば、レギュレーターを含んで構成されている。

Ｄ／Ａ変換ＩＣ５は、Ｄ／Ａ変換回路８０（Ｄ／Ａコンバーター）およびシリアルインターフェース回路９０を含んで構成されている。ただし、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５は、これらの構成要素の一部を省略または変更し、あるいは他の構成要素を追加した構成としてもよい。

シリアルインターフェース回路９０は、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５の外部（発振器１の外部）から入力されるシリアルデータ信号（発振回路３０の周波数を制御するためのデジタルデータ）を取得し、Ｎビットのデータ信号に変換してＤ／Ａ変換回路８０に出力する。

Ｄ／Ａ変換回路８０は、シリアルインターフェース回路９０が出力するＮビットのデータ信号（発振回路３０の周波数を制御するためのデジタルデータ）が入力され、当該Ｎビットのデータ信号を、高電位側基準電圧ＶＤＨと低電位側基準電圧ＶＤＬの間の電圧のアナログ信号に変換して出力する。Ｄ／Ａ変換回路８０としては、よく知られている、抵抗分圧型（電圧分配型、抵抗ストリング型、あるいは電圧ポテンショメータ型とも呼ばれる）、抵抗ラダー型（Ｒ−２Ｒラダー型等）、容量アレイ型、デルタ・シグマ型などの種々のタイプのものを用いることができる。

Ｄ／Ａ変換回路８０が出力するアナログ信号の電圧（制御電圧）ＶＣは、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５の外部の可変容量素子８に印加され、制御電圧ＶＣに応じて可変容量素子８の容量値が変化する。可変容量素子８は、例えば、一端に印加される制御電圧ＶＣに応じて容量値が変化するバリキャップダイオード（バラクタ―）であってもよい。

発振用ＩＣ６は、温度補償回路１０、感温素子１３、発振用回路３２、発熱制御回路６０、基準電圧生成回路７２、シリアルインターフェース回路９２、および記憶部１００を含んで構成されている。ただし、発振用ＩＣ６は、これらの構成要素の一部を省略または変更し、あるいは他の構成要素を追加した構成としてもよい。

温度補償回路１０は、感温素子１３と接続され、感温素子１３の出力信号に応じて、発振回路３０の出力信号の周波数温度特性を補正するための温度補償電圧ＴＣを生成する。例えば、温度補償回路１０は、発振回路３０の出力信号の周波数温度特性の１次成分の補正（以下、「１次補正」という）のみ可能であってもよいし、２次成分の補正（以下、「２次補正」という）のみ可能であってもよいし、１次補正と２次補正の両方が可能であってもよい。また、温度補償回路１０は、１次補正と２次補正の両方が可能である場合、１次補正と２次補正をそれぞれ有効にするか無効にするかを独立に設定可能であってもよいし、１次補正の補正パラメーターと２次補正の補正パラメーターをそれぞれ独立に設定可能であってもよい。さらに、温度補償回路１０は、複数の温度領域（例えば、低温側と高温側）で互いに独立に２次補正が可能であってもよい。

感温素子１３は、例えば、その周辺の温度に応じた電圧を出力するものであり、温度が高いほど出力電圧が高い正極性のものであってもよいし、温度が高いほど出力電圧が低い負極性のものであってもよい。

温度補償回路１０が出力する温度補償電圧ＴＣは、発振用ＩＣ６の外部の可変容量素子７に印加され、温度補償電圧ＴＣに応じて可変容量素子７の容量値が変化する。可変容量素子７は、例えば、一端に印加される温度補償電圧ＴＣに応じて容量値が変化するバリキャップダイオード（バラクタ―）であってもよい。

発振用回路３２は、発振用ＩＣ６の端子に外付けされる可変容量素子７、可変容量素子８及びその他の電子部品９（図１では不図示）とともに、振動片２０を発振させる発振回路３０を構成する。

発振回路３０は、振動片２０に電気的に接続されている。発振回路３０は、可変容量素子７の容量値及び可変容量素子８の容量値に応じた周波数で振動片２０を発振させ、発振信号ＶＯを出力する。発振回路３０が出力する発振信号ＶＯは、発振用ＩＣ６の外部（発振器１の外部）に出力される。

発熱制御回路６０は、感温素子５０の出力電圧に基づいて、振動片２０を加熱するための発熱体４０を制御する。具体的には、感温素子５０の出力電圧に応じて、温度を一定に保つように発熱体４０の発熱を制御する。

例えば、正の傾きの温度特性を有する感温素子５０を第１容器２の外面２ｅに配置しておき、発熱制御回路６０は、感温素子５０の出力電圧が基準値よりも低い時は発熱体４０に電流を流して発熱させ、感温素子５０の出力電圧が基準値よりも高い時は発熱体４０に電流を流さないように制御してもよい。

基準電圧生成回路７２は、発振用ＩＣ６の外部（発振器１の外部）から供給される電源電圧ＶＣＣを基に、発振回路３０の電源電圧ＶＡ、温度補償回路１０の基準電圧ＶＲＥＦ１、発熱制御回路６０の基準電圧ＶＲＥＦ２等を生成する。

記憶部１００は、不図示の不揮発性のメモリーやレジスターを含んで構成され、不揮発性メモリーには、温度補償回路の設定情報（１次補正と２次補正をそれぞれ行うか否かの情報、１次補正の補正パラメーター、２次補正の補正パラメーター等）等が記憶されている。不揮発性メモリーは、例えば、ＭＯＮＯＳ（Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon）メモリー等のフラッシュメモリーやＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable
Read-Only Memory）等で実現することができる。

不揮発性メモリーに記憶されている各設定情報は、発振用ＩＣ６の電源投入時（電源電圧ＶＣＣが０Ｖから所望の電圧まで立ち上がる時）に不揮発性メモリーからレジスターに転送され、レジスターに保持される。そしてレジスターに保持された各設定情報が温度補償回路１０等に供給される。

シリアルインターフェース回路９２は、発振用ＩＣ６の外部（発振器１の外部）から記憶部１００（不揮発性メモリー及びレジスター）に対するリード／ライトを行うための回路である。シリアルインターフェース回路９２は、例えば、Ｉ^２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）バスに対応したインターフェース回路であってもよいし、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）バスに対応したインターフェース回路であってもよい。

図４は、発振回路３０の構成例を示す図である。図４に示す発振回路３０では、可変容量素子８（バリキャップダイオード）の一端に制御電圧ＶＣが印加され、この電圧値に応じて可変容量素子８の容量値が変化し、これにより発振周波数が変化する。また、可変容量素子７（バリキャップダイオード）の一端に温度補償電圧ＴＣが印加され、この電圧値に応じて可変容量素子７の容量値が変化し、これにより温度によらず発振周波数がほぼ一定に保たれる。

図５は、発熱制御回路６０の構成例を示す図である。図５では、発熱体４０としてＮＰＮ型パワートランジスターが用いられており、感温素子５０としてＮＴＣサーミスターが用いられている。図５に示す発熱制御回路６０では、温度が低下すると感温素子５０（ＮＴＣサーミスター）の抵抗値が上昇し、演算増幅器の入力電位差が大きくなる。逆に、温度が上昇すると感温素子５０（ＮＴＣサーミスター）の抵抗値が低下し、演算増幅器の入力電位差が小さくなる。演算増幅器の出力電圧は入力電位差に比例する。発熱体４０（ＮＰＮ型パワートランジスター）は、演算増幅器の出力電圧が所定の電圧値よりも高い時は電圧値が高いほど電流が流れて発熱量が大きくなり、演算増幅器の出力電圧が所定の電圧値よりも低い時は電流が流れず発熱量が徐々に低下する。したがって、感温素子５０（ＮＴＣサーミスター）の抵抗値が所望の値になるように、すなわち所望の温度に保つように発熱体４０の動作が制御される。

このような構成の本実施形態に係る発振器１では、発熱制御回路６０により、振動片２０やＩＣ（Ｄ／Ａ変換ＩＣ５や発振用ＩＣ６）等の温度特性に応じて決まる発振回路３０の出力信号の周波数温度特性に基づき、第１容器２の内部温度（恒温槽の内部温度）を所
望の温度（例えば、振動片２０がＳＣカット水晶振動子であれば周波数が最大となる温度）に保つように制御される。

しかしながら、恒温槽内（第１容器２の内部）の温度は、発振器１の周囲温度に応じて変化するため一定とはならない場合がある。図６は、図２および図３に示した構造の発振器１において、発振器１の周囲温度の変化による振動片２０の温度変化およびＩＣ（Ｄ／Ａ変換ＩＣ５や発振用ＩＣ６）の温度変化の様子の一例を示す図である。振動片２０は第１容器２に収容されているため、周囲温度の影響を受けにくいものの、図６に示すように、周囲温度が−４０℃〜９０℃の範囲で変化すると振動片２０の温度もわずかに変化する。また、恒温槽の外（第１容器２の外部）に配置されているＩＣ（Ｄ／Ａ変換ＩＣ５や発振用ＩＣ６）の温度は、恒温槽内に配置されている振動片２０に比べて、周囲温度の影響を受けやすい。

本実施形態では、温度補償回路１０により、周囲温度の変化による振動片２０の温度変化やＩＣの温度変化に起因して生じる周波数偏差が補正される。特に、周囲温度の変化によるＩＣの温度変化が大きいために、温度補償回路１０は、感温素子５０とは別に発振用ＩＣ６の内部に設けられ、その温度をより正確に検出する感温素子１３の出力信号に基づいて、温度補償電圧ＴＣを発生させることにより、主としてＩＣの温度変化に起因して生じる周波数偏差が補正される。これにより、従来のＯＣＸＯよりも高い周波数安定性を実現することができる。

以上に説明した第１実施形態に係る発振器１は、外部端子から入力されるデジタル信号によって発振周波数が制御可能な新規の恒温槽型発振器である。特に、本実施形態に係る発振器１では、Ｄ／Ａ変換回路８０が出力する制御電圧ＶＣと温度補償回路１０が出力する温度補償電圧ＴＣとを加算した電圧を１つの可変容量素子に印加するのではなく、制御電圧ＶＣと温度補償電圧ＴＣとを別個の可変容量素子８と可変容量素子７にそれぞれ印加することにより、発振回路３０の周波数を制御している。これにより、Ｄ／Ａ変換回路８０の出力の電圧レンジの一部を温度補償用に割り当てる必要がなく、Ｄ／Ａ変換回路８０の出力のフル電圧レンジを周波数制御範囲に割り当てることに成功している。従って、本実施形態に係る発振器１によれば、周波数制御の分解能を維持しながら周波数制御範囲を広げることができ、あるいは、周波数制御範囲を維持しながら周波数制御の分解能を上げることができる。このように、本実施形態によれば、周波数制御範囲を狭めることなく温度補償を行うことが可能な発振器１を実現することができる。

基準電圧生成回路７０（レギュレーター）の出力電圧は温度に起因して大きく変動するが（例えば図２９参照）、第１実施形態に係る発振器１では、基準電圧生成回路７０が支持基板４に搭載されているため、例えば基準電圧生成回路がベース基板に搭載されている場合と比べて、発振器１の周囲温度の変化による基準電圧生成回路７０の温度変化が小さい。したがって、本実施形態に係る発振器１によれば、周囲温度の変化による基準電圧生成回路７０の出力電圧の変動を低減することができる。

このように本実施形態に係る発振器１によれば、周囲温度の変化による基準電圧生成回路の出力電圧の変動を低減させることができるため、基準電圧生成回路７０の出力電圧の変動によるＤ／Ａ変換器の出力電圧の変動を低減することができる。これにより、発振器の周波数（出力周波数）の安定性を高めることができる。

第１実施形態に係る発振器１では、発熱体４０が配置されている第１容器２の外面２ｅは、基準電圧生成回路７０が搭載されている支持基板４と対向しているため、発熱体４０と基準電圧生成回路７０とを近づけることができる。さらに、発熱体４０から放射される輻射熱によって基準電圧生成回路７０を加熱することができる。これにより、発振器１の
周囲温度の変化による基準電圧生成回路７０の温度変化をより小さくすることができ、周囲温度の変化による基準電圧生成回路７０の出力電圧の変動を低減することができる。

第１実施形態に係る発振器１では、第２支持体４ｂの熱伝導率は第１支持体４ａの熱伝導率よりも小さいため、第２支持体４ｂを第１支持体４ａに比べて熱が伝わりにくくすることができる。そのため、発熱体４０で発生した熱を第１支持体４ａを介して効率よく支持基板４に伝えることができるとともに、第２支持体４ｂを介して支持基板４から逃げる熱量を低減することができる。したがって、第１容器２と支持基板４との温度差を小さくすることができ、周囲温度の変化による基準電圧生成回路７０の出力電圧の変動をより低減することができる。さらに、本実施形態に係る発振器１では、支持基板４から第２支持体４ｂを介して外部へ逃げる熱量を低減することができるため、低消費電力化を図ることができる。

なお、第２支持体４ｂの熱伝導率は第１支持体４ａの熱伝導率よりも小さくすることに加えて、さらに、第２支持体４ｂを第１支持体４ａに比べて熱が伝わりにくい形状にしてもよい。例えば、第２支持体４ｂの断面積を第１支持体４ａの断面積よりも小さくしたり、第２支持体４ｂの長さを第１支持体４ａの長さよりも大きくしたりすることで、第２支持体４ｂを第１支持体４ａに比べて熱が伝わりにくくしてもよい。

１−２． 第２実施形態
図７は、第２実施形態に係る発振器の機能ブロック図の一例である。図８は、第２実施形態に係る発振器を模式的に示す平面図である。図９は、第２実施形態に係る発振器を模式的に示す断面図であり、図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。以下、第２実施形態に係る発振器において、上述した第１実施形態に係る発振器の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。

第２実施形態に係る発振器１では、図７〜図９に示すように、発振回路３０は、発振用回路３２と、可変容量素子７，８および電子部品９等の電子部品と、を含んで構成されている。発振用回路３２を含む発振用ＩＣ６は、１つの半導体素子６ａで構成されている。

半導体素子６ａは、半導体素子７０ａ（基準電圧生成回路７０）とともに支持基板４に搭載されている。半導体素子６ａは、支持基板４の主面４ｃに配置されている。半導体素子６ａは接着剤等の接合部材（図示せず）により支持基板４に接合されている。半導体素子６ａは、支持基板４上に配置された電極（図示せず）や配線と電気的に接続されている。

発振回路３０を構成している電子部品７，８，９は、ベース基板３ａに搭載（配置）されている。

第２実施形態に係る発振器１では、発振用ＩＣ６は支持基板４に搭載されているため、ベース基板３ａに搭載されていた第１実施形態に係る発振器１と比較して、周囲温度の影響を受けにくい。図１０は、第２実施形態に係る発振器１において、発振器１の周囲温度の変化による振動片２０の温度変化及び発振用ＩＣ６の温度変化の様子を示す図である。図１０に示すように、第２実施形態に係る発振器１では、第１実施形態に係る発振器１（図６）と比較して、発振器１の周囲温度の変化による発振用ＩＣ６の温度変化が小さく、発振用ＩＣ６と振動片２０との温度差も小さい。

そこで、図７に示すように、第２実施形態に係る発振器１では、第１実施形態に係る発振器１とは異なり、発振用ＩＣ６に感温素子１３が設けられておらず、温度補償回路１０は、感温素子５０と接続されている。すなわち、第２実施形態に係る発振器１では、発振
用ＩＣ６と振動片２０との温度差が小さいことから、発熱制御回路６０による発熱制御と温度補償回路１０による温度補償の両方に感温素子５０を兼用することで、発振用ＩＣ６を小型化している。感温素子５０が検出する温度（≒振動片２０の温度）と実際の発振用ＩＣの温度には少しの差があるが、温度補償回路１０による十分な温度補償が可能な範囲である。従って、第２実施形態に係る発振器１によれば、高い周波数安定性を実現しながら、製造コストの削減や小型化にも有利である。

なお、図示はしないが、第２実施形態に係る発振器１においても、図１に示す第１実施形態に係る発振器１と同様に、発振用ＩＣ６に感温素子１３を設けて、温度補償回路１０を感温素子１３に接続してもよい。

発振用回路３２の出力電圧は温度に起因して変動するが、第２実施形態に係る発振器１では、基準電圧生成回路７０および発振用回路３２（半導体素子６ａ）が支持基板４に搭載されているため、例えば基準電圧生成回路および発振用回路がベース基板に搭載されている場合と比べて、発振器１の周囲温度の変化による基準電圧生成回路７０および発振用回路３２の温度変化が小さい。したがって、本実施形態に係る発振器１によれば、周囲温度の変化による基準電圧生成回路７０の出力電圧の変動および発振用回路３２の出力電圧の変動を低減することができる。これにより、発振器の周波数の安定性をより高めることができる。

１−３． 第３実施形態
図１１は、第３実施形態に係る発振器を模式的に示す平面図である。図１２は、第３実施形態に係る発振器を模式的に示す断面図であり、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。なお、第３実施形態に係る発振器の機能ブロック図は、図７に示す第２実施形態に係る発振器の機能ブロック図と同様であり、図示を省略する。以下、第３実施形態に係る発振器において、上述した第１実施形態および第２実施形態に係る発振器の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。

第３実施形態に係る発振器１では、図７、図１１および図１２に示すように、Ｄ／Ａ変換回路８０を含むＤ／Ａ変換ＩＣ５は、半導体素子５ａで構成されている。半導体素子５ａは、支持基板４に搭載されている。半導体素子５ａは、半導体素子７０ａ（基準電圧生成回路７０）および半導体素子６ａ（発振用ＩＣ６）が配置されている支持基板４の主面４ｃとは反対側の主面４ｄに搭載されている。半導体素子５ａは、接着剤等の接合部材（図示せず）により支持基板４に接合されている。

Ｄ／Ａ変換回路８０の出力電圧は温度に起因して変動するが、第３実施形態に係る発振器１では、基準電圧生成回路７０およびＤ／Ａ変換回路８０（半導体素子５ａ）が支持基板４に搭載されているため、例えば基準電圧生成回路およびＤ／Ａ変換回路がベース基板に搭載されている場合と比べて、発振器１の周囲温度の変化による基準電圧生成回路７０およびＤ／Ａ変換回路８０の温度変化が小さい。したがって、本実施形態に係る発振器１によれば、周囲温度の変化による基準電圧生成回路７０の出力電圧の変動およびＤ／Ａ変換回路８０の出力電圧の変動を低減することができる。これにより、発振器の周波数の安定性をより高めることができる。

さらに、第３実施形態に係る発振器１では、発振用回路３２（半導体素子６ａ）が支持基板４に搭載されているため、周囲温度の変化による発振用回路３２の出力電圧の変動を低減することができる。これにより、発振器の周波数の安定性をより高めることができる。

１−４． 第４実施形態
図１３は、第４実施形態に係る発振器の機能ブロック図の一例である。図１４は、第４実施形態に係る発振器を模式的に示す平面図である。図１５は、第４実施形態に係る発振器を模式的に示す断面図であり、図１４のＸＶ−ＸＶ線断面図である。以下、第４実施形態に係る発振器において、上述した第１〜第３実施形態に係る発振器の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。

第４実施形態に係る発振器１では、図１３に示すように、発振用ＩＣ６は、温度補償回路１０、発振用回路３２、発熱制御回路６０、基準電圧生成回路７２、シリアルインターフェース回路９２、および記憶部１００に加えて、さらに、可変容量素子７、可変容量素子８を含んで構成されている。また、発振用ＩＣ６は、図１３には図示していないが、さらに電子部品９を含んで構成されている。すなわち、発振用ＩＣ６は、発振回路３０を含んで構成されている。

発振用ＩＣ６は、半導体素子６ｂで構成されている。半導体素子６ｂは、図１４および図１５に示すように、半導体素子７０ａ（基準電圧生成回路７０）とともに支持基板４に搭載されている。半導体素子６ｂは、支持基板４の主面４ｃに搭載されている。

発振回路３０の出力電圧は温度に起因して変動するが、第４実施形態に係る発振器１では、基準電圧生成回路７０および発振回路３０が支持基板４に搭載されているため、例えば基準電圧生成回路および発振回路がベース基板に搭載されている場合と比べて、発振器１の周囲温度の変化による基準電圧生成回路７０および発振回路３０の温度変化が小さい。したがって、本実施形態に係る発振器１によれば、周囲温度の変化による基準電圧生成回路７０の出力電圧の変動および発振回路３０の出力電圧の変動を低減することができる。これにより、発振器の周波数の安定性をより高めることができる。

１−５． 第５実施形態
図１６は、第５実施形態に係る発振器の機能ブロック図の一例である。図１７は、第５実施形態に係る発振器を模式的に示す平面図である。図１８は、第５実施形態に係る発振器を模式的に示す断面図であり、図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面図である。以下、第５実施形態に係る発振器において、上述した第１〜第４実施形態に係る発振器の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。

第５実施形態に係る発振器１では、図１６に示すように、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５は、基準電圧生成回路７０と、Ｄ／Ａ変換回路８０と、シリアルインターフェース回路９０と、を含んで構成されている。Ｄ／Ａ変換ＩＣ５は、半導体素子５ｂで構成されている。半導体素子５ｂは、図１７および図１８に示すように、支持基板４に搭載されている。すなわち、基準電圧生成回路７０とＤ／Ａ変換回路８０とは、１つの半導体素子５ｂで構成されており、支持基板４に搭載されている。図示の例では、半導体素子５ｂは、半導体素子６ａ（発振用ＩＣ６）とともに支持基板４に搭載されている。

可変容量素子７、可変容量素子８、および電子部品９は、支持基板４に搭載されている。可変容量素子７、可変容量素子８、および電子部品９は、支持基板４の主面４ｄに配置されている。本実施形態に係る発振器１では、発振回路３０の構成部材は、支持基板４に搭載されている。

第５実施形態に係る発振器１では、基準電圧生成回路７０を含むＤ／Ａ変換ＩＣ５、発振用ＩＣ６、可変容量素子７、可変容量素子８、および電子部品９が支持基板４に搭載されているため、例えばこれらの部材がベース基板に搭載されている場合と比べて、周囲温度の変化によるこれらの部材５，６，７，８，９の出力電圧の変動を低減することができる。したがって、本実施形態に係る発振器１によれば、発振器の周波数の安定性をより高
めることができる。

また、第５実施形態に係る発振器１では、Ｄ／Ａ変換回路８０および基準電圧生成回路７０は１つの半導体素子５ｂで構成されているため、製造コストの削減や小型化にも有利である。

１−６． 第６実施形態
図１９は、第６実施形態に係る発振器の機能ブロック図の一例である。図２０は、第６実施形態に係る発振器を模式的に示す平面図である。図２１は、第６実施形態に係る発振器を模式的に示す断面図であり、図２０のＸＸＩ−ＸＸＩ線断面図である。以下、第６実施形態に係る発振器において、上述した第１〜第５実施形態に係る発振器の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。

第６実施形態に係る発振器１では、図１９に示すように、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５および発振用ＩＣ６が１つの半導体素子６ｃで構成されている。半導体素子６ｃは、図２０および図２１に示すように、支持基板４に搭載されている。半導体素子６ｃは、支持基板４の主面４ｃに配置されている。

第６実施形態に係る発振器１では、上述した第５実施形態に係る発振器１と同様に、発振器の周波数安定性をより高めることができる。さらに、第６実施形態に係る発振器１では、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５および発振用ＩＣ６が１つの半導体素子６ｃで構成されているため、製造コストの削減や小型化にも有利である。

なお、上記では、図２０および図２１に示すように、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５、および発振用ＩＣ６が１つの半導体素子６ｃで構成されていたが、図示はしないが、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５、発振用ＩＣ６、可変容量素子７，８、および電子部品９を１つの半導体素子として、支持基板４に搭載してもよい。

１−７． 第７実施形態
図２２は、第７実施形態に係る発振器１の機能ブロック図の一例である。なお、第７実施形態に係る発振器の平面図は図２と同様であり、断面図は図３と同様であるため、図示を省略する。以下、第７実施形態に係る発振器において、上述した第１〜第６実施形態に係る発振器の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。

第７実施形態に係る発振器１では、図２２に示すように、温度補償回路１０、可変容量素子７、感温素子１３、シリアルインターフェース回路９２、および記憶部１００を有さない点で、図１に示す第１実施形態に係る発振器１と異なる。すなわち、本実施形態に係る発振器１では、周囲温度の変化による振動片２０の温度変化やＩＣの温度変化に起因して生じる周波数偏差の補正を行わずに、発熱制御回路６０によって第１容器２の内部温度（恒温槽の内部温度）を所望の温度に保つように発熱体４０を制御することで、高い周波数安定性を実現している。なお、この形態は、第２〜第６実施形態に係る発振器１にも適用できる。

２． 電子機器
図２３は、本実施形態に係る電子機器３００の機能ブロック図である。なお、上述した各実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

本実施形態に係る電子機器３００は、発振器１を含む電子機器３００である。図２３に示される例では、電子機器３００は、発振器１、逓倍回路３１０、ＣＰＵ（Central Proc
essing Unit）３２０、操作部３３０、ＲＯＭ（Read Only Memory）３４０、ＲＡＭ（Random Access Memory）３５０、通信部３６０、表示部３７０、音出力部３８０を含んで構成されている。なお、本実施形態に係る電子機器３００は、図２３に示される構成要素（各部）の一部を省略または変更してもよいし、他の構成要素を付加した構成としてもよい。

逓倍回路３１０は、クロックパルスをＣＰＵ３２０だけでなく各部に供給する（図示は省略）。クロックパルスは、例えば、発振器１からの発振信号から所望の高調波信号を逓倍回路３１０で取り出した信号であってもよいし、発振器１からの発振信号を、ＰＬＬシンセサイザーを有する逓倍回路３１０で逓倍した信号であってもよい（図示は省略）。

ＣＰＵ３２０は、ＲＯＭ３４０等に記憶されているプログラムに従い、逓倍回路３１０が出力するクロックパルスを用いて各種の計算処理や制御処理を行う。具体的には、ＣＰＵ３２０は、操作部３３０からの操作信号に応じた各種の処理、外部とデータ通信を行うために通信部３６０を制御する処理、表示部３７０に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理、音出力部３８０に各種の音を出力させる処理等を行う。

操作部３３０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号をＣＰＵ３２０に出力する。

ＲＯＭ３４０は、ＣＰＵ３２０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。

ＲＡＭ３５０は、ＣＰＵ３２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ３４０から読み出されたプログラムやデータ、操作部３３０から入力されたデータ、ＣＰＵ３２０が各種プログラムにしたがって実行した演算結果等を一時的に記憶する。

通信部３６０は、ＣＰＵ３２０と外部装置との間のデータ通信を成立させるための各種制御を行う。

表示部３７０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や電気泳動ディスプレイ等により構成される表示装置であり、ＣＰＵ３２０から入力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。

そして、音出力部３８０は、スピーカー等の音を出力する装置である。

本実施形態に係る電子機器３００によれば、デジタルデータによって発振周波数が制御されるとともに、周囲温度の変化による基準電圧生成回路の出力電圧の変動を低減して周波数安定性を高めることが可能な発振器を含むため、より信頼性の高い電子機器３００を実現できる。

電子機器３００としては種々の電子機器が考えられる。例えば、パーソナルコンピューター（例えば、モバイル型パーソナルコンピューター、ラップトップ型パーソナルコンピューター、タブレット型パーソナルコンピューター）、携帯電話機などの移動体端末、ディジタルカメラ、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）、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、移動体端末基地局用機器、テレビ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、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、ゲーム用コントローラー、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（point of sale）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、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、ＰＤＲ（歩行者位置方位計測）等が挙げられる。

図２４は、電子機器３００の一例であるスマートフォンの外観の一例を示す図である。電子機器３００であるスマートフォンは、操作部３３０としてボタンを、表示部３７０としてＬＣＤを備えている。そして、電子機器３００であるスマートフォンは、発振器１を含んでいるので、より信頼性の高い電子機器３００を実現できる。

３． 移動体
図２５は、本実施形態に係る移動体４００の一例を示す図（上面図）である。なお、上述した各実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

本実施形態に係る移動体４００は、発振器１を含む移動体４００である。図２５に示される例では、移動体４００は、エンジンシステム、ブレーキシステム、キーレスエントリーシステム等の各種の制御を行うコントローラー４２０、コントローラー４３０、コントローラー４４０、バッテリー４５０およびバックアップ用バッテリー４６０を含んで構成されている。なお、本実施形態に係る移動体４００は、図２５に示される構成要素（各部）の一部を省略または変更してもよいし、他の構成要素を付加した構成としてもよい。

本実施形態に係る移動体４００によれば、デジタルデータによって発振周波数が制御されるとともに、周囲温度の変化による基準電圧生成回路の出力電圧の変動を低減して周波数安定性を高めることが可能な発振器を含むため、より信頼性の高い移動体４００を実現することができる。

このような移動体４００としては種々の移動体が考えられ、例えば、自動車（電気自動車も含む）、ジェット機やヘリコプター等の航空機、船舶、ロケット、人工衛星等が挙げられる。

本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、上述した第１実施形態に係る発振器１では、例えば図１〜図３に示すように、発熱体４０を第１容器２の外面２ｅに配置して、発熱制御回路６０によって第１容器２の内部の温度（振動片２０の温度）が一定になるように発熱体４０を制御していたが、例えば、図２６〜図２８に示すように、冷却体４１を第１容器２の外面２ｅに配置して、冷却制御回路６１によって第１容器２の内部の温度が一定になるように冷却体４１を制御してもよい。すなわち、第１容器２の内部を冷却することにより第１容器２の内部の温度が一定になるように制御してもよい。冷却体４１は、例えば、ペルチェ素子である。

なお、図示はしないが、発熱体４０および冷却体４１の両方を第１容器２の外面２ｅに配置して、各制御回路６０，６１によって、第１容器２の内部の温度が一定になるように発熱体４０および冷却体４１を制御してもよい。ここでは、第１実施形態に係る発振器１を用いて本変形例を説明したが、本変形例は、第２〜第７実施形態に係る発振器１にも適用できる。

上述した実施形態は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。

本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１…発振器、２…第１容器、２ａ…パッケージ、２ｂ…リッド、２ｃ…収容室、２ｄ…接合部材、２ｅ…外面、３…第２容器、３ａ…ベース基板、３ｂ…カバー、３ｃ…空間、３ｄ…外部端子、４…支持基板、４ａ…第１支持体、４ｂ…第２支持体、４ｃ…主面、４ｄ…主面、５…Ｄ／Ａ変換ＩＣ、５ａ…半導体素子、５ｂ…半導体素子、６…発振用ＩＣ、６ａ…半導体素子、６ｂ…半導体素子、６ｃ…半導体素子、７…可変容量素子、８…可変容量素子、９…電子部品、１０…温度補償回路、１３…感温素子、２０…振動片、２０ａ…水晶基板、２０ｂ…第１励振電極、２０ｃ…第２励振電極、２２…接合部材、２４…ボンディングワイヤー、３０…発振回路、３２…発振用回路、４０…発熱体、４１…冷却体、５０…感温素子、６０…発熱制御回路、６１…冷却制御回路、７０…基準電圧生成回路、７０ａ…半導体素子、７２…基準電圧生成回路、８０…Ｄ／Ａ変換回路、９０…シリアルインターフェース回路、９２…シリアルインターフェース回路、１００…記憶部、３００…電子機器、３１０…逓倍回路、３２０…ＣＰＵ、３３０…操作部、３４０…ＲＯＭ、３５０…ＲＡＭ、３６０…通信部、３７０…表示部、３８０…音出力部、４００…移動体、４２０…コントローラー、４３０…コントローラー、４４０…コントローラー、４５０…バッテリー、４６０…バックアップ用バッテリー

Claims (12)

1. 振動片と、
   前記振動片が収容されている容器と、
   前記容器の内部の温度を制御する発熱体および冷却体の少なくとも一方と、
   前記容器が第１支持体を介して搭載されている第１基板と、
   前記第１基板が、第２支持体を介して搭載されている第２基板と、
   前記振動片と電気的に接続されている発振回路と、
   前記発振回路が出力する周波数を制御するＤ／Ａ変換回路と、
   前記Ｄ／Ａ変換回路に電圧を供給する基準電圧生成回路と、
   を含み、
   前記基準電圧生成回路は、前記第１基板に搭載されている、発振器。
2. 請求項１において、
   前記発熱体および前記冷却体の少なくとも一方は、前記第１基板に対向している前記容器の外面に配置されている、発振器。
3. 請求項１または２において、
   前記発熱体は、ヒーターである、発振器。
4. 請求項１または２において、
   前記冷却体は、ペルチェ素子である、発振器。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、
   前記発振回路は、半導体素子で構成されている発振用回路と、電子部品と、を含み、
   前記半導体素子は、前記第１基板に搭載されている、発振器。
6. 請求項１ないし４のいずれか１項において、
   前記発振回路は半導体素子で構成され、
   前記半導体素子は、前記第１基板に搭載されている、発振器。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項において、
   前記容器の外面に配置されている感温素子を含む、発振器。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項において、
   前記Ｄ／Ａ変換回路は、前記第１基板に搭載されている、発振器。
9. 請求項８において、
   前記基準電圧生成回路と前記Ｄ／Ａ変換回路とは、１つの半導体素子で構成されている、発振器。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項において、
    前記第２支持体の熱伝導率は、前記第１支持体の熱伝導率よりも小さい、発振器。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の発振器を備えている、電子機器。
12. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の発振器を備えている、移動体。

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