JP5128296B2

JP5128296B2 - 静電振動子および発振器

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Publication number: JP5128296B2
Application number: JP2008010007A
Authority: JP
Inventors: 亮平神谷; 学大海; 文雄木村
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2008-01-21
Filing date: 2008-01-21
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2028-01-21
Also published as: JP2009171483A

Description

本発明は、各種電子機器の基準周波数発振器に使用される静電振動子に関する。

携帯電話等に代表される無線携帯機器や、パーソナルコンピュータ、時計等の電子機器において、小型でしかも安定な高周波信号源として水晶振動子が用いられてきた。水晶振動子は他の高周波電子部品と比較すると大型であることから、近年、小型化の要求が高まってきている。しかし、その要求を十分に満足させることはできていない。

そのような要求を満足させ、水晶振動子を置き換えるものとして、近年、ＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical-System）技術を用いて作製した静電振動子が注目されている。静電振動子は機械的に振動する振動体とそれに対して間隙を隔てて配置された電極とを含む。振動体と電極との間隙にバイアスされた交流電圧を印加すると、ある一定の周波数において共振が起こる。静電振動子は水晶振動子と同程度の共振Ｑ値を持つだけでなく、水晶振動子に比べ、小型化、集積化、高周波数対応が容易である等の利点があり、次世代の高周波信号源として期待されている。

上述のように静電振動子は水晶振動子に比べ多くの利点がある反面、解決しなければならない課題もある。静電振動子は水晶振動子に比べ共振周波数の温度依存特性が悪く、温度変化時の共振周波数の安定性が低い。そのために信頼性において水晶振動子より劣る。

この問題を解決することを目的として、温度変化時の共振周波数変化を補償する方法が考案されてきた。特許文献１および非特許文献２によって、その方法が公開されている。上述のように振動体と電極との間隙にバイアスされた交流電圧を印加すると、そのバイアス成分、すなわちバイアス電圧により、振動体と電極との間に静電力が生じる。前記静電力は前記間隙の大きさや前記バイアス電圧の大きさに依存する。そして、共振周波数は前記静電力の大きさに依存する。特許文献１の方法は、温度変化時における前記静電力の大きさの能動的または受動的な変化により、共振周波数変化を補償する方法である。その能動的な補償は、温度や、その温度における共振周波数を計測した結果をフィードバックし、温度変化時に共振周波数を一定に保つように、前記間隙の大きさや前記バイアス電圧の大きさを変えることで行う。その受動的な補償は、前記間隙の大きさの温度依存性が静電振動子を構成する各部材の大きさと熱膨張率とに依存することを利用し、温度変化時に共振周波数が一定に保たれるように、それらの大きさと熱膨張率とを設計することで行う。

共振周波数は、振動体の剛性にも依存する。非特許文献２の方法は、温度変化時における前記剛性の受動的な変化により、共振周波数変化を補償する方法である。その受動的な補償は、温度変化に依存して大きさの変わる応力が振動体に印加されると前記剛性の温度依存性が変わることを利用し、温度変化時に共振周波数が一定にたもたれるように、前記応力が印加されるような構造をつくることで行う。

上述したような能動的な補償は、広い温度範囲で共振周波数を一定に保つ補償を実現できる反面、温度や共振周波数の計測、およびフィードバック動作のために、消費電力および製造コストが増加する。一方、受動的な補償は、温度や共振周波数の計測、およびフィードバック動作が必要なく、能動的な補償に比べ消費電力および製造コストが少ない。しかし、既存技術による受動的な補償は、能動的な補償に比べ、広い温度範囲で共振周波数を一定に保つことが困難である。
米国特許第６９８７４３２号明細書，pp.16-17，figs.2A,2B,3,4A． W. -T. Hsu, et al., "Mechanically Temperature-Compensated Flexural-Mode Micromechanical Resonators," IEEE Int. Electron Devices Meeting, 2000.

温度変化に起因する共振周波数変化を温度変化に対して受動的に補償した従来の静電振動子は、能動的に補償した静電振動子に比べ、広い温度範囲で共振周波数を一定に保つことが困難である。

本発明は、温度変化に起因する共振周波数変化を温度変化に対して受動的に補償した従来の静電振動子に比べ、広い温度範囲で共振周波数を一定に保つことが可能な静電振動子を提供することが目的である。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、基板に固定された振動体と、前記振動体に対し間隙を隔て配置された電極と、前記振動体に圧接する拘束体と、を備え、前記電極からの交流電圧によって前記振動体に振動が生じる静電振動子であって、前記拘束体は、前記振動体を圧接する側の面に備わり、前記振動体への圧接箇所に傾斜面を備えた出っ張り状の振動体圧接部を有し、前記振動体と前記拘束体が温度変化に起因して膨張、または収縮し、前記膨張、または前記収縮によって前記振動体圧接部に変化が生じ、前記振動体圧接部の変化によって前記振動体の振動範囲の長さが変化することを特徴とする静電振動子である。

また、本発明は、前記振動体圧接部の変化が、圧接する面積の変化であることを特徴とする静電振動子である。

また、本発明は、前記振動体圧接部の変化が、圧接する位置の変化であることを特徴とする静電振動子である。

また、本発明は、前記振動体の熱膨張率が、前記拘束体の熱膨張率とは異なることを特徴とする静電振動子である。

また、本発明は、前記振動体が、互いに熱膨張率の異なる複数の異種材料から構成されることを特徴とする静電振動子である。

また、本発明は、前記拘束体が、互いに熱膨張率の異なる複数の異種材料から構成されることを特徴とする静電振動子である。

また、本発明は、前記拘束体に圧接する制限体を備えた静電振動子であって、前記拘束体と前記制限体とが圧接する制限体圧接部において、前記拘束体の前記膨張、または前記収縮が制限されることを特徴とする静電振動子である。

また、本発明は、前記制限体の熱膨張率が、前記拘束体の熱膨張率とは異なることを特徴とする静電振動子である。

また、本発明は、前記静電振動子と、前記電極に駆動電圧を印加する駆動回路と、を備えていることを特徴とする発振器である。

温度変化時における前記振動体圧接部の変化は、前記振動体、前記拘束体、前記制限体、および前記基板の、相対的な配置、形状、大きさ、および熱膨張率に依存する。

本発明によれば、温度変化時における振動体圧接部の変化により、振動体の振動範囲の長さを変化させることができる。前記振動範囲の長さの変化により、温度変化時における共振周波数変化の受動的な補償が可能である。それにより、従来の受動的な補償がなされた静電振動子に比べ、広い温度範囲で共振周波数を一定に保つことが可能な静電振動子を作製できる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。図１〜図６は、それぞれ本発明の一実施形態による静電振動子の構造を示す平面図である。

図１は、本発明の実施形態１による静電振動子の構造を示す平面図である。図１において、振動体１は両端を基板８に固定された両持ち梁である。電極２は振動体１に対して間隙を隔てるように配置され、基板８に固定されている。振動体１と電極２との間隙には、電極２に接続された図示しない駆動回路よりバイアスされた交流電圧が印加される。振動体１は、そのバイアスされた交流電圧により振動する。振動体１の一方の固定端付近において、拘束体３、６が、振動体１を挟むように対を成して配置されている。また、振動体１の他方の固定端付近において、拘束体４、５が、振動体１を挟むように対を成して配置されている。各拘束体は、それぞれ基板８に固定されている。また、各拘束体は、直方体がその一つの面の一部で出っ張った形状をしている。拘束体３は、その出っ張りの部分を図の通りに振動体１と圧接している。振動体圧接部７は、振動体１と拘束体３との圧接箇所である。同様に、拘束体４、５、６は、それぞれの振動体圧接部において図の通りに振動体１と圧接している。拘束体３と振動体１とは、振動体圧接部７における圧接によって弾性変形している。同様に、拘束体４、５、６と振動体１とは、それぞれの振動体圧接部における圧接によって弾性変形している。基板８は、上述した通りに静電振動子を構成する全ての部材を固定している。

以下、温度変化時における各振動体圧接部の変化と、それによる共振周波数変化の補償と、について説明する。以下の説明において、温度は常に任意に設定した補償範囲内の温度であると仮定する。温度が上昇するとき、振動体１の振動方向への熱膨張量と、各拘束体の同方向への熱膨張量と、の和が基板８の同方向への熱膨張量よりも大きければ、各振動体圧接部において圧力が強まり、各拘束体の形状に依存して振動体１と各拘束体とが互いに押しつぶし合うように弾性変形し、各振動体圧接部の面積が増加する。それが小さければ、前記圧力が弱まり、前記面積が減少する。等しければ各振動体圧接部において変化はない。逆に、温度が下降するとき、振動体１の振動方向への熱収縮量と、各拘束体の同方向への熱収縮量と、の和が基板８の同方向への熱収縮量よりも大きければ、前記圧力が弱まり、前記面積が減少する。それが小さければ、前記圧力が強まり、前記面積が増加する。等しければ各振動体圧接部において変化はない。

前記圧力が強まり、前記面積が増加すると、振動体１の振動範囲の長さが短くなる。逆に、前記圧力が弱まり、前記面積が減少すると、前記振動範囲の長さが長くなる。前記振動範囲の倍の長さを波長と定義する。前記振動範囲の長さが短くなれば波長も短くなる。以下の説明では、前記振動範囲の長さという代わりに波長という語を用いる。

一般に、静電振動子の共振周波数は、前記波長、振動体のヤング率、振動体の振動軸方向単位長さあたりの質量、および振動体と電極との間隙に印加するバイアス電圧による静電力の大きさ、の各値に依存する。また、共振周波数の温度依存特性、すなわち温度変化時の共振周波数変化も、同様にそれらの値に依存する。温度変化時にそれらの値が変化するために、共振周波数が変化する。逆に、その変化を利用することで、共振周波数変化を温度変化に対して受動的に補償することができる。本発明においては、温度変化時の前記波長の変化をコントロールすることで共振周波数変化を補償する。温度変化時の前記波長の変化のコントロールは、温度変化時の前記圧力と前記面積との変化をコントロールすることで行う。

実施形態１においては、温度変化時の前記圧力と前記面積との変化は、振動体１と、各拘束体と、基板８と、の相対的な配置と、それらの形状と、それらの熱膨張量または熱収縮量とに依存する。振動体１と、各拘束体と、基板８と、の熱膨張量または前記熱収縮量は、それらの大きさと熱膨張率とに依存する。そのため、温度変化時の前記波長の変化は、振動体１と、各拘束体と、基板８と、の相対的な配置、それらの形状、それらの大きさ、それらの熱膨張率といった設計パラメータを適切に決めることでコントロールできる。そして、それらの設計パラメータを適切に決めることにより、実施形態１の静電振動子は、温度変化に起因する共振周波数変化を温度変化に対して受動的に補償した従来の静電振動子に比べ、広い温度範囲で共振周波数を一定に保つことが可能な静電振動子となる。

温度変化時に共振周波数変化の補償を何も行わない場合の、温度Ｔ₀のときの共振周波数をｆ₀、温度Ｔのときの共振周波数をｆ、および温度Ｔのときの波長をλとする。温度Ｔのときの共振周波数がｆ₀に等しくなるように共振周波数変化を補償するには、補償後の温度Ｔにおける前記波長が式１のλ'と等しくなるように、各設計パラメータの値を決めればよい。

そのような各設計パラメータの値の組み合わせは幾通りも存在するが、その中でも、振動体１と各拘束体とが補償範囲内の温度において常に弾性変形をする組み合わせを選ばなければならない。そのためには、振動体１、各拘束体、および基板７の間の熱膨張率の差がなるべく小さく、各拘束体の振動体１と圧接する出っ張りがなるべく低い形状の組み合わせを選ぶのが望ましい。

実施形態１の静電振動子は、作製プロセス中では各振動体圧接部に圧力を加えず、振動体１と各拘束体がただ接した状態で作製する。その補償温度範囲は、作製時の温度を最高温度または最低温度とすることで定めることができる。補償温度範囲は、作製後に、静電振動子の外部から圧力または張力を加えることで変更することができる。

ここで説明した図１は実施形態１の一つの実施例であり、静電振動子を構成する全ての部材（基板８以外）の相対的配置および形状はこの限りではない。また、全ての部材の固定先はただ一つの基板である必要はなく、各部材が基板８以外の別々の基板に固定されており、それらが接合されているような構造も可能である。

図２は、本発明の実施形態２による静電振動子の構造を示す図である。図２は、図１とは、振動体が両端固定の振動体１の代わりに一端固定他端自由の振動体９になっている点で異なり、拘束体３、６が存在しない点で異なる。以下、図１と同一部分には同一符号を与え、説明を省略する。振動体９は一端を基板８に固定された片持ち梁である。電極２は振動体９に対して間隙を隔てるように配置され、基板８に固定されている。振動体９と電極２との間隙には、電極２に接続された図示しない駆動回路よりバイアスされた交流電圧が印加される。振動体９は、そのバイアスされた交流電圧により振動する。振動体９の固定端付近において、拘束体４、５が、振動体９を挟むように対を成して配置されている。拘束体４、５は、それぞれ基板８に固定されている。拘束体４、５は、その出っ張りの部分で図の通りに振動体９と圧接している。拘束体４、５と振動体９とのそれぞれの圧接箇所である各振動体圧接部において、拘束体４、５および振動体９は弾性変形している。

図２の構造によると、各部材の相対的な配置、大きさ、および熱膨張率を図１と等しくとれば、およそ１／６の大きさの共振周波数を得ることができる。その際、図１の場合と同様に共振周波数を一定に保つ補償を行うには、拘束体４、５の形状をわずかに変えるだけでよい。

ここで説明した図２は一つの実施例であり、静電振動子を構成する全ての部材の相対的配置および形状はこの限りではない。また、全ての部材の固定先はただ一つの基板である必要はなく、各部材が基板８以外の別々の基板に固定されており、それらが接合されているような構造も可能である。

図３は、本発明の実施形態３による静電振動子の構造を示す図である。図３は、図１とは、振動体が単一の部材で構成された振動体１の代わりに振動部１０と振動体支持部１１、１２との３つの部材で構成された振動体になっている点で異なり、拘束体５、６が存在しない点で異なる。以下、図１と同一部分には同一符号を与え、説明を省略する。振動部１０は両端を振動体支持部１１、１２で支持された両持ち梁である。振動体支持部１１、１２は、それぞれ一方の端点で振動部１０を支持し、他方の端点で基板８に固定されている。電極２は振動部１０に対して間隙を隔てるように配置され、基板８に固定されている。振動部１０と電極２との間隙には、電極２に接続された図示しない駆動回路よりバイアスされた交流電圧が印加される。振動部１０は、そのバイアスされた交流電圧により振動する。振動部１０の一方の端点付近において拘束体３が、他方の端点付近において拘束体４が、それぞれ配置されている。拘束体３、４は、それぞれ基板８に固定されている。拘束体３、４は、その出っ張りの部分で図の通りに振動部１０と圧接している。拘束体３、４と振動部１０とのそれぞれの圧接箇所である各振動体圧接部において、拘束体３、４および振動部１０は弾性変形している。

図３の構造によると、温度変化時の各振動体圧接部の面積の変化を、振動体支持部１１、１２の大きさと熱膨張率とに依存させることができる。そのため、温度変化時の各振動体圧接部の前記面積の変化量を、図１の構造に比べ、より自由に設計できる。

ここで説明した図３は一つの実施例であり、静電振動子を構成する全ての部材の相対的配置および形状はこの限りではない。また、全ての部材の固定先はただ一つの基板である必要はなく、各部材が基板８以外の別々の基板に固定されており、それらが接合されているような構造も可能である。

図４は、本発明の実施形態４による静電振動子の構造を示す図である。図４は、図１とは、拘束体３、４、５、６を含まず、拘束部１３と拘束体支持部１５との２つの部材で構成された拘束体と、拘束部１４と拘束体支持部１６との２つの部材で構成された拘束体と、を含む点で異なる。以下、図１と同一部分には同一符号を与え、説明を省略する。振動体１の一方の固定端付近において、拘束部１３、１４が、振動体１を挟むように対を成して配置されている。また、拘束部１３は拘束体支持部１５によって、拘束部１４は拘束体支持部１６によって支持されている。拘束部１３、１４は、直方体がその一つの面の一部で出っ張った形状をしている。図では拘束部１３、１４の出っ張りは先端が尖った形状をしているが、その形状はこれに限ったものではなく、例えば図１〜３の各拘束体の出っ張りの形状と等しくてもよい。拘束部１３は、その出っ張りの先端を図の通りに振動体１と圧接している。振動体圧接部１７は、振動体１と拘束部１３との圧接箇所である。同様に、拘束部１４は、その振動体圧接部において図の通りに振動体１と圧接している。図では、振動体１と拘束部１３、１４とは各振動体圧接部において点で圧接しているが、図１〜３の振動体１と各拘束体とのように面で圧接していてもよい。振動体１と拘束部１３、１４とは各振動体圧接部において弾性変形している。拘束体支持部１５は、片持ちの支持梁であり、一方の端点で拘束部１３を支持し、他方の端点で基板８に固定されている。拘束体支持部１６も、同様に、片持ちの支持梁であり、一方の端点で拘束部１４を支持し、他方の端点で基板８に固定されている。拘束体支持部１５、１６は温度変化に依存して長手方向に伸縮する（熱膨張または熱収縮する）。伸縮１８は拘束体支持部１５の前記伸縮であり、伸縮１９は拘束体支持部１６の前記伸縮である。また、拘束体支持部１５、１６は温度変化に依存して振動体１の振動方向に屈曲する。屈曲２０は拘束体支持部１５の前記屈曲であり、屈曲２１は拘束体支持部１６の前記屈曲である。

図４の構造によると、各部材の熱膨張または熱収縮により、各振動体圧接部の位置が変化し、振動体１の振動の波長が変化する。振動体圧接部１７の位置の変化は、伸縮１８の大きさに依存するだけでなく、屈曲２０の大きさにも依存する。同様に、振動体１と拘束部１４との振動体圧接部の位置の変化は、伸縮１９と屈曲２１との大きさに依存する。伸縮１８、１９と屈曲２０、２１との大きさは、各部材の大きさ、各部材と基板８とを形成する材料の熱膨張率といった設計パラメータに依存する。また、屈曲２０、２１の大きさは、振動体１の長手方向と拘束体支持部１５、１６の長手方向とがなす角度（振動体１と拘束体支持部１５、１６との相対的な配置）、拘束部１３、１４の形状といった設計パラメータにも依存する。それらの設計パラメータを適切に決めることにより、実施形態４の静電振動子は、温度変化に起因する共振周波数変化を温度変化に対して受動的に補償した従来の静電振動子に比べ、広い温度範囲で共振周波数を一定に保つことが可能な静電振動子となる。各設計パラメータの値の決め方は、実施形態１の場合と同様である。

実施形態４の静電振動子は、作製プロセス中では各振動体圧接部に圧力を加えず、振動体１と各拘束部がただ接した状態で作製する。その補償温度範囲は、作製時の温度を最高温度または最低温度とすることで定めることができる。補償温度範囲は、作製後に、静電振動子の外部から圧力または張力を加えることで変更することができる。

ここで説明した図４は一つの実施例であり、静電振動子を構成する全ての部材の相対的配置および形状はこの限りではない。また、全ての部材の固定先はただ一つの基板である必要はなく、各部材が基板８以外の別々の基板に固定されており、それらが接合されているような構造も可能である。

図５は、本発明の実施形態５による静電振動子の構造を示す図である。図５は、図４とは、振動体が均一な梁幅を持つ振動体１の代わりに均一でない梁幅を持つ振動体２２になっている点で異なる。以下、図４と同一部分には同一符号を与え、説明を省略する。振動体２２は両端を基板８に固定された両持ち梁であり、一方の固定端近くにおいて、その固定端に近いほど振動方向の幅が太くなる梁である。電極２は振動体２２に対して間隙を隔てるように配置され、基板８に固定されている。振動体２２の一方の固定端付近において、拘束体支持部１５に支持された拘束部１３と拘束体支持部１６に支持された拘束部１４とが、振動体２２を挟むように対を成して配置されている。拘束部１３は、その出っ張りの先端を図の通りに振動体２２と圧接している。振動体圧接部２３は、振動体２２と拘束部１３との圧接箇所である。同様に、拘束部１４は、その振動体圧接部において図の通りに振動体２２と圧接している。図では、振動体２２と拘束部１３、１４とは各振動体圧接部において点で圧接しているが、図１〜３の振動体１と各拘束体とのように面で圧接していてもよい。拘束部１３、１４と振動体２２とは各振動体圧接部において弾性変形している。

図５の構造によると、伸縮１８、１９と屈曲２０、２１との大きさを、各振動体圧接部付近の振動体２２の形状に依存させることができる。各振動体圧接部の位置の変化は、伸縮１８、１９と屈曲２０、２１との大きさに依存する。よって、温度変化時の各振動体圧接部の位置の変化を、振動体２２の形状に依存させることができる。それにより、温度変化時の各振動体圧接部の前記位置の変化量を、図４の構造に比べ、より自由に設計できる。また、振動体２２と拘束部１３、１４とが任意の温度範囲で圧接するように設計できる。そのため、実施形態１〜４とは異なり、静電振動子の外部から圧力を加えなくとも補償温度範囲を自由に定めることができる。

ここで説明した図５は一つの実施例であり、静電振動子を構成する全ての部材の相対的配置および形状はこの限りではない。また、全ての部材の固定先はただ一つの基板である必要はなく、各部材が基板８以外の別々の基板に固定されており、それらが接合されているような構造も可能である。

図６は、本発明の実施形態６による静電振動子の構造を示す図である。図６は、図４とは、拘束部が拘束部１３、１４とは形状の異なる拘束部２４、２５になっている点、制限体２６、２７が含まれる点で異なる。以下、図４と同一部分には同一符号を与え、説明を省略する。振動体１の一方の固定端付近において、拘束体支持部１５に支持された拘束部２４と拘束体支持部１６に支持された拘束部２５とが、振動体１を挟むように対を成して配置されている。拘束部２４、２５は、直方体が、その二つの面において、それぞれの面の一部で出っ張った形状をしている。図では拘束部２４、２５の各出っ張りは先端が尖った形状をしているが、その形状はこれに限ったものではなく、例えば図１〜３の各拘束体の出っ張りの形状と等しくてもよい。拘束部２４は、その一方の出っ張りの先端で図の通りに振動体１と圧接し、他方の出っ張りの先端で図の通りに制限体２６と圧接している。振動体圧接部２８は、振動体１と拘束部２４との圧接箇所である。制限体圧接部２９は、拘束部２４と制限体２６との圧接箇所である。同様に、拘束部２５は、その振動体圧接部において図の通りに振動体１と圧接し、その制限体圧接部において図の通りに制限体２７と圧接している。図では、振動体１と拘束部２４、２５とは各振動体圧接部において点で圧接しているが、図１〜３の振動体１と各拘束体とのように面で圧接していてもよい。同様に、振動体１と制限体２６、２７も、各制限体圧接部において面で圧接していてもよい。拘束部２４、２５と振動体１とは各振動体圧接部において弾性変形している。また、拘束部２４、２５と制限体２６、２７とは各制限体圧接部において弾性変形している。制限体２６、２７は、それぞれ基板８に固定されている。

図６の構造によると、伸縮１８、１９と屈曲２０、２１との大きさを、各制限体圧接部付近の制限体２６、２７の形状に依存させることができる。各振動体圧接部の位置の変化は、伸縮１８、１９と屈曲２０、２１との大きさに依存する。よって、温度変化時の各振動体圧接部の位置の変化を、制限体２６、２７の形状に依存させることができる。それにより、温度変化時の各振動体圧接部の前記位置の変化量を、図４の構造に比べ、より自由に設計できる。また、振動体１と拘束部１３、１４とが任意の温度範囲で圧接するように設計できる。そのため、実施形態１〜４とは異なり、静電振動子の外部から圧力を加えなくとも補償温度範囲を自由に定めることができる。また、各制限体で各拘束部が抑えられていることにより、図５の構造に比べ、振動体１から各拘束部および各拘束体支持部への振動の伝達が少なく、結果として発振器のＱ値が高い。また、振動体１の形状を変えずに温度変化時の共振周波数変化を補償することができるため、図５の構造に比べ、所望の共振周波数を得る最適な補償が容易に実現できる（図５の構造のように振動体の形状を変えると、温度を一定とした場合の共振周波数も変わってしまうが、図６の構造ではそのようなことがない）。

ここで説明した図６は一つの実施例であり、静電振動子を構成する全ての部材の相対的配置および形状はこの限りではない。また、全ての部材の固定先はただ一つの基板である必要はなく、各部材が基板８以外の別々の基板に固定されており、それらが接合されているような構造も可能である。

本発明の実施形態１による静電振動子の構造を示す平面図である。本発明の実施形態２による静電振動子の構造を示す平面図である。本発明の実施形態３による静電振動子の構造を示す平面図である。本発明の実施形態４による静電振動子の構造を示す平面図である。本発明の実施形態５による静電振動子の構造を示す平面図である。本発明の実施形態６による静電振動子の構造を示す平面図である。

符号の説明

１，９，２２…振動体、２…電極、３，４，５，６…拘束体、７，１７，２３，２８…振動体圧接部、８…基板、１０…振動部、１１，１２…振動体支持部、１３，１４，２４，２５…拘束部、１５，１６…拘束体支持部、１８，１９…伸縮、２０，２１…屈曲、２６，２７…制限体、２９…制限体圧接部

Claims

基板に固定された振動体と、前記振動体に対し間隙を隔て配置された電極と、前記振動体に圧接する拘束体と、を備え、前記電極からの交流電圧によって前記振動体に振動が生じる静電振動子であって、
前記拘束体は、前記振動体を圧接する側の面に備わり、前記振動体への圧接箇所に傾斜面を備えた出っ張り状の振動体圧接部を有し、
前記振動体と前記拘束体が温度変化に起因して膨張、または収縮し、
前記膨張、または前記収縮によって前記振動体圧接部に変化が生じ、
前記振動体圧接部の変化によって前記振動体の振動範囲の長さが変化することを特徴とする静電振動子。
前記振動体圧接部の変化が、圧接する面積の変化であることを特徴とする請求項１に記載の静電振動子。
前記振動体圧接部の変化が、圧接する位置の変化であることを特徴とする請求項１に記載の静電振動子。
前記振動体の熱膨張率が、前記拘束体の熱膨張率とは異なることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の静電振動子。
前記振動体が、互いに熱膨張率の異なる複数の異種材料から構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の静電振動子。
前記拘束体が、互いに熱膨張率の異なる複数の異種材料から構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の静電振動子。
前記拘束体に圧接する制限体を備えた静電振動子であって、
前記拘束体と前記制限体とが圧接する制限体圧接部において、前記拘束体の前記膨張、または前記収縮が制限されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の静電振動子。
前記制限体の熱膨張率が、前記拘束体の熱膨張率とは異なることを特徴とする請求項７に記載の静電振動子。
請求項１〜８のいずれか１項に記載の静電振動子と、
前記電極に駆動電圧を印加する駆動回路と、を備えていることを特徴とする発振器。