JP6402883B2 - 音叉型水晶振動子の周波数測定装置及び周波数測定方法 - Google Patents

Description

この発明は、音叉型水晶振動子の共振周波数を測定する周波数測定装置及び周波数測定方法に関する。

水晶振動子等の圧電素子の共振周波数を所望の周波数に調整するためには、共振周波数を測定しながら、微調整を行う必要がある。例えば、圧電素子の質量により共振周波数が異なるという性質を利用して、水晶板に形成した電極をイオンビームによりエッチングし、目的の周波数となるように調整する方法がある。この方法により周波数を調整する場合、電極に励振用信号を印加して共振周波数を測定する工程と、電極をイオンエッチングする工程と、を共振周波数が目的の周波数となるまで繰り返す。

圧電素子に励振用信号を印加する際には立ち上がりの遅延が発生する。このため、圧電素子の励振を開始してから圧電素子の励振状態が安定して、共振周波数の測定が可能な状態に達するまで待つ必要がある。

圧電素子の生産ラインにおいては、例えば、１台のネットワークアナライザを使用して、キャリアに搭載された複数の圧電素子を順次測定する場合がある。この場合、圧電素子を測定するごとに遅延が発生し、さらに、エッチングの度に、共振周波数の測定を行うため、キャリアに搭載された全ての圧電素子を測定するには時間がかかる。従って、生産効率が低下するといった問題があった。

このような問題に対処するため、特許文献１には、発振法において、水晶振動子の発振の立ち上がりの遅延を抑える技術が記載されている。特許文献１に記載の水晶振動子の製造装置は、スタート信号が入力されるまでは、励振用発振器と水晶振動子とを接続しておき、スタート信号が入力されると、水晶振動子との接続を励振用発振器から検査用発振器に切り替える。このような構成により、水晶振動子の発振の立ち上がりを早めることができる。

あるいは、伝送法において、複数の測定対象を同時に測定して、測定の時間を短縮する技術もある。例えば、特許文献２には、複数のデバイスを同時に測定するため、４ポートネットワークアナライザを使用して、同時に２個の２ポートデバイスを測定することが記載されている。

特開２００８−１０２０１９号公報 特開２００３−０７５４８８号公報

特許文献１に開示されている製造装置は、検査用発振器に加え、励振用発振器、切替用制御部を備える必要があり、装置の構成が複雑なものとなる。また、部品が追加されることで、装置の製造コストがかさむことになる。更に、励振用発振器と検査用発振器との切り替え時に発振が不安定となるため、検査用発振器に切り替え後、発振が安定するまで待ち時間が必要となる。

また、特許文献２に開示されている測定方法においては、通常のネットワークアナライザに比べ、高額なマルチポートネットワークアナライザの使用が前提となっており、装置にかかる費用がかさむ。例えば、４つの２ポートデバイスを測定するためには、４ポートネットワークアナライザを２台準備する必要があり、測定対象の圧電素子が増えると、測定にかかる費用が増えることになる。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、複数の音叉型水晶振動子の周波数を測定にかかる時間を簡単な構成で短縮することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明の共振周波数測定装置は、
複数の音叉型水晶振動子の共振周波数を測定する周波数測定装置であって、
目標となる共振周波数を含む所定の範囲の周波数から設定した周波数の励振用信号を複数の音叉型水晶振動子に並行して供給する励振用信号供給部と、
前記複数の音叉型水晶振動子からの測定信号の出力のオン／オフを切り替えるスイッチとして機能し、設定された周波数の前記励振用信号により並行して励振されている前記複数の音叉型水晶振動子のうちから、測定対象の音叉型水晶振動子を順次切り換えて選択する選択部と、
前記選択部が選択した音叉型水晶振動子から出力される測定信号を受信する受信部と、
前記受信部から出力される周波数別の特性から各音叉型水晶振動子の共振周波数を求める演算部と、
を備え、
前記励振用信号供給部は、
励振用信号を供給する供給部と、
入力インピーダンス変換機能を備えた回路と信号の分配回路とから構成され、前記供給部から供給された励振用信号を分岐し、分岐した信号を前記複数の音叉型水晶振動子にそれぞれ供給する信号分岐部と、
を有し、
前記選択部は、
前記複数の音叉型水晶振動子にそれぞれ接続されたインピーダンス変換素子を含むボルテージフォロワ回路を有し、
前記励振用信号供給部は、前記選択部が測定対象の音叉型水晶振動子を順次選択することにより、音叉型水晶振動子全てについて前記受信部から前記演算部への前記測定信号の出力が完了すると、前記所定の範囲内において前記励振用信号の周波数を更新し、更新した周波数の前記励振用信号を前記複数の音叉型水晶振動子に並行して供給し、
前記演算部は、複数の周波数の励振用信号について測定された特性から、各音叉型水晶振動子の共振周波数を求める。

例えば、前記選択部は、前記励振用信号供給部が励振用信号の周波数を変更した後、各音叉型水晶振動子の動作が安定するために要する期間が経過した後、１つ目の測定対象の音叉型水晶振動子を選択し、以後は、前記受信部の前記測定信号の出力に要する時間が経過する毎に測定対象の音叉型水晶振動子を切り換えて選択する。

例えば、前記選択部は、前記励振用信号供給部が励振用信号の周波数を変更した後、各音叉型水晶振動子の動作が安定するために要する期間が経過した後、１つ目の測定対象の音叉型水晶振動子の特性を測定し、以後は、１つの音叉型水晶振動子の特性の測定が終了する毎に測定対象の音叉型水晶振動子を切り換えて選択する。

例えば、前記励振用信号供給部は、前記複数の音叉型水晶振動子の一端に所定周波数の励振用信号を印加し、前記選択部は、前記音叉型水晶振動子の他端に接続され、音叉型水晶振動子を通過した信号を前記受信部に出力する。

例えば、前記特性は、高周波信号の位相差及び振幅比であり、前記受信部は、前記選択部が選択した音叉型水晶振動子を通過した高周波信号を受信し、前記音叉型水晶振動子を通過した信号と基準の励振用信号とを比較して前記特性を前記演算部に出力し、前記演算部は前記特性から、各音叉型水晶振動子のインピーダンスを求め、共振周波数を求める。

上記目的を達成するため、この発明の周波数測定方法は、
励振用信号を供給する供給回路と入力インピーダンス変換回路と信号分配回路とにより、分岐した励振用信号を複数の音叉型水晶振動子にそれぞれ供給して、目標となる共振周波数を含む所定の範囲の周波数から設定した周波数で前記複数の音叉型水晶振動子を並行して励振し、
前記複数の音叉型水晶振動子にそれぞれ接続されたインピーダンス変換素子を有するボルテージフォロワ回路により、前記複数の音叉型水晶振動子からの測定信号の出力のオン／オフを切り替えて、設定された周波数で並行して励振されている前記複数の音叉型水晶振動子のうちから測定対象の音叉型水晶振動子を順次選択し、
選択した音叉型水晶振動子から出力される測定信号を受信し、
受信した測定信号から前記複数の音叉型水晶振動子の特性を順次測定し、
測定対象の音叉型水晶振動子を順次選択することにより、設定された周波数について測定対象となる全ての音叉型水晶子の特性の測定が完了すると、前記所定の範囲内において励振用の周波数を更新し、更新した周波数で前記複数の音叉型水晶振動子を並行して励振し、
複数の励振周波数について、測定された特性に基づいて、各音叉型水晶振動子の共振周波数を求める。

本発明によれば、複数の音叉型水晶振動子を並列に励振し、順次測定を行うので、簡単な構成で、音叉型水晶振動子の周波数の測定にかかる時間を短縮することができる。

本発明の実施の形態に係る周波数測定装置の全体構成図であり、（ａ）は周波数測定装置を正面から見た概略構成図であり、（ｂ）は周波数測定装置のエッチング室を側面から見た概略構成図である。 水晶振動子の構成を示す図であり、（ａ）は、水晶振動子を側面から見た図であり、（ｂ）は、水晶振動子を上から見た図である。 コンタクト部の外観を示す平面図である。 回路構成の一例を示す図である。 回路構成を説明するための図である。 水晶振動子インピーダンスの周波数特性を示す図である。 周波数調整処理のフローを示す図である。 複数の水晶振動子を順次測定する方法を説明するための図である。 水晶振動子の応答特性を示す図である。 リレースイッチを用いて複数の水晶振動子を順次測定する方法を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態に係る周波数測定装置の全体構成図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明に係る周波数測定装置及び周波数測定方法を説明する。
本実施の形態の周波数測定装置は、複数の水晶振動子に同時に信号を入力し、測定対象を順次切り換えて、複数の水晶振動子の共振周波数を順次測定する機能を有する。

図１（ａ）に周波数測定装置１０を正面から見た場合の内部の構成を示す。本実施の形態の周波数測定装置１０は、仕込取出室１１、エッチング室１２の２室ロードロック構成となっている。また、図１（ｂ）に、周波数測定装置１０のエッチング室１２を側面から見た場合の構成を示す。

仕込取出室１１に、複数の水晶振動子２１を搭載したキャリア２２がセットされる。仕込取出室１１をエッチング室１２と同一の圧力まで減圧した後、仕切弁２３を開き、キャリア２２に搭載された水晶振動子２１をエッチング室１２に搬送する。複数の水晶振動子２１はキャリア２２に行列配置され、図示しない搬送機構がキャリア２２を行方向に搬送する。図１（ａ）及び（ｂ）に示すｘ軸方向を行方向、ｙ軸方向を列方向とする。
以下の説明では、例として、キャリア２２に搭載される水晶振動子２１は、Ｍ×Ｎ個とする。

被処理体である水晶振動子２１は、図２に示すように、水晶片２１１と、水晶片２１１の対向する主面に形成され、水晶片２１１にひずみを与えるための電極２１２，２１３と、を備える。電極２１２には、接続パッド２１２Ｐが接続されている。電極２１３には、水晶片２１１の側面に形成されたリード電極２１３Ｌ等を介して、接続パッド２１２Ｐと同一主面に形成された接続パッド２１３Ｐが接続されている。電極２１２，２１３のサイズや厚さにより、水晶片２１１の共振周波数は変化する。
なお、本実施形態においては、エッチングにより水晶振動子２１の質量を減らすことで共振周波数を高く調整するため、エッチング前の水晶振動子２１は、その共振周波数が目標値より若干低めとなるように形成されている。

図１（ａ）、（ｂ）に示すエッチング室１２には、イオンガン３１が設けられる。イオンガン３１は、キャリア２２に搭載された任意の１列の水晶振動子２１全てをイオンビーム照射範囲に含める開口を有する。キャリア２２が図１（ａ）に示すｘ軸方向に搬送され、周波数調整対象である水晶振動子２１がイオンガン３１に対面すると、イオンガン３１は調整対象である対面する列の水晶振動子２１すべてを同時にイオンビームエッチングする。イオンガン３１は、任意の列のエッチングが完了すると、駆動機構により列方向（図１（ａ）、（ｂ）に示すｙ軸方向）に移動して、列単位にエッチングを行う。

エッチング室１２には、イオンガン３１のイオンビームの照射のオン・オフを切り替えるシャッタ３２が設けられている。シャッタ３２は、キャリア２２にセット可能な１列の水晶振動子２１の個数と同数設けられる。シャッタ３２はそれぞれ、制御部２００の制御に従って、イオンガン３１から照射されたイオンの通過をオン・オフする。従って、個々の水晶振動子２１のエッチングが独立して制御される。

あるいは、イオンビームの照射のオン・オフ制御は次のような構成であってもよい。
例えば、１列の水晶振動子２１ごとにシャッタ３２を設ける。つまり、１つのシャッタ３２は、１列の水晶振動子２１すべてのエッチングを同時に制御する。キャリア２２に搭載される水晶振動子２１すべてがイオンガン３１の照射範囲に含まれる場合、列単位でイオンビームの照射のオン・オフを切り替えることができる。例えば、任意の１列にエッチングを同時に行ってもよいし、複数列にエッチングを同時に行ってもよい。

イオンガン３１、及びシャッタ３２は、制御部２００によって制御され、水晶振動子２１の共振周波数が目的値と一致するように電極２１３をエッチングして、その厚みを調整する。なお、本実施形態においては、片面の電極２１３のみエッチングするが、両面の電極２１２，２１３をエッチングしてもよい。

エッチング室１２での水晶振動子２１の共振周波数の調整工程が終わると、仕込取出室１１をエッチング室１２と同一の圧力まで減圧し、仕切弁２３を開き、水晶振動子２１をキャリア２２毎に、仕込取出室１１へ搬送する。その後、仕切弁２３を閉じて仕込取出室１１を大気圧とした後、水晶振動子２１を搭載したキャリア２２が取り出される。

共振周波数の調整工程において水晶振動子２１の共振周波数を測定するため、エッチング室１２には、水晶振動子２１の電極２１２，２１３（接続パッド２１２Ｐ，２１３Ｐ）に、ネットワークアナライザ６０を接続するためのコンタクト機構３３が設けられている。

次に、図３を参照しなから、コンタクト機構３３の構成について説明する。
コンタクト機構３３は、キャリア２２にセット可能な１列の水晶振動子２１の個数と同数のプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂの対を備える。例えば、キャリア２２にセット可能な１列の水晶振動子２１の個数がＮ個である場合、コンタクト機構３３はＮ対のプローブピン３３１Ａと３３１Ｂを備える。

あるいは、コンタクト機構３３は次のような構成であってもよい。例えば、コンタクト機構３３がＮ/２個の水晶振動子２１に接続可能なプローブピンを備えていて、測定を２回に分けて実施してもよい。あるいは、イオンガン３１が複数列の水晶振動子２１を同時に周波数調整可能である場合は、複数列の水晶振動子２１全てにプローブピンが同時に接続可能な構成としてもよい。
コンタクト機構３３は、制御部２００の制御に従って、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂを、水晶振動子の接続パッド２１２Ｐ，２１３Ｐに接続する。

コンタクト機構３３は、樹脂等の絶縁材料からなるブロック３３２、配線用の基板３３３、プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂ、図示しない駆動機構に接続するアーム３３７、を含む。
ブロック３３２の上面には基板３３３が取り付けられている。また、ブロック３３２には、上面から底面へ貫通する穴３３５が設けられている。プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂは、基板３３３に設けられたスルーホール３３４に挿通され、ブロック底部から穴３３５にケーブル３４Ａ、３４Ｂが挿通され、プローブピン３３１Ａとケーブル３４Ａの一端、プローブピン３３１Ｂとケーブル３４Ｂの一端、がそれぞれ基板３３３上でハンダ接続されている。ケーブル３４Ａ、３４Ｂは、水晶振動子２１の励振を外部へ伝搬するための信号線である。

コンタクト機構３３は、図示しない駆動機構に接続するアーム３３７によってブロック３３２を前進若しくは後退させる。ブロック３３２には図示しないばねが内挿されており、プローブピン３３１がばねの弾性力で伸縮することにより、前進状態で、プローブピン３３１を水晶振動子２１の接続パッド２１２Ｐ，２１３Ｐに加圧しながら接触させる。一方、コンタクト機構３３は、後退して、プローブピン３３１Ａと３３１Ｂを、接続パッド２１２Ｐと２１３Ｐから離接する。
上述した構成により、コンタクト機構３３は、同時にキャリア２２にセットされている任意の１列に含まれるすべての水晶振動子２１の電極２１２，２１３に同時に接続可能である。

ケーブル３４Ａの他端は、パワースプリッタ４０に接続されている。ケーブル３４Ｂの他端は、３４Ｂが接続する電極を有する水晶振動子２１に対応するＩＣ回路５０に接続されている。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、周波数測定装置１０は、水晶振動子２１を励振し、そのインピーダンスを測定するためのネットワークアナライザ６０を備える。
ネットワークアナライザ６０は、プロセッサ、メモリ等を有した、回路網の通過電力の周波数特性を測定する測定器である。ネットワークアナライザ６０は、接続する水晶振動子から測定信号を入力し、基準信号と比較して位相差及び振幅比を出力する受信部と、周波数別の位相差及び振幅比から水晶振動子の周波数特性を演算する演算部を備える。
本実施形態において、ネットワークアナライザ６０が受信部と演算部を備えるが、制御部が演算部の役割を果たしてもよい。

ネットワークアナライザ６０は、予め、プローブピン３３１Ａと３３１Ｂに既知のインピーダンス素子を接続した状態で（水晶振動子２１を配置しない状態）で、パワースプリッタ４０、パワースプリッタ４０がその出力段に備えるインピーダンス変換回路４１、ＩＣ回路５０等から構成される周辺回路の入力信号と出力信号の振幅比及び位相差を測定し、周辺回路の周波数特性を求めて、記憶しておく。ネットワークアナライザ６０は、水晶振動子２１の周波数特性を測定する際には、パワースプリッタ４０を介して、各水晶振動子２１に、周波数をスキャンしながら、励振用信号を印加し、各水晶振動子２１を流れる電流を示す信号（出力）をＩＣ回路５０（スイッチ）を介して求める。ネットワークアナライザ６０は、求めた入力−出力特性と、予め求めておいた周辺回路のみの入力−出力特性と、の差から、水晶振動子２１の周波数−インピーダンス特性を求め、その共振周波数を求める。

パワースプリッタ４０は、ネットワークアナライザ６０から供給される励振用信号を、信号の同一性を維持したまま分配して、分配した信号（励振用信号）をケーブル３４Ａとプローブピン３３１Ａを介して、水晶振動子２１の一方の電極２１２に供給する。これにより、複数の水晶振動子２１が一斉に励振される。

各ＩＣ回路５０は、オン・オフスイッチとして機能するものであり、ケーブル３４Ｂを介して水晶振動子２１の他方の電極２１３に接続される。ＩＣ回路５０はオンすると、対応する水晶振動子２１を流れる電流を示す信号をネットワークアナライザ６０に供給する。
ＩＣ回路５０は、測定対象の水晶振動子２１を順次切り換えて選択する選択部としての役割を果たす。

制御部２００は、プロセッサ、メモリ等を含み、所定の制御ルーチンに従って、検出した水晶振動子２１の共振周波数に基づいて、周波数測定装置１０の各部を制御し、各水晶振動子２１の共振周波数が目的周波数に一致するように、周波数の調整の処理を行う。

図４に、インピーダンス変換回路４１、水晶振動子２１、ＩＣ回路５０の回路構成の一例を示す。
この一群の回路の入力端は、ネットワークアナライザ６０から供給される励振用信号を分配するパワースプリッタ４０に接続されている。出力端は、ネットワークアナライザ６０の入力端子に接続されている。

インピーダンス変換回路４１は抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３から構成される。
抵抗Ｒ１、Ｒ２は、パワースプリッタ４０から供給された信号のインピーダンスを変換する抵抗素子である。それぞれの抵抗値が抵抗Ｒ１＞抵抗Ｒ２となるよう設定されている。抵抗Ｒ３は、放電抵抗であり、水晶振動子２１にイオンガン３１によりイオンビームが照射されることにより、電極２１３に蓄積される帯電を防止するためのものである。なお、抵抗Ｒ２は、インピーダンスマッチングの観点から、例えば、５１ｋΩ程度、抵抗Ｒ１は１００ＫΩ程度、抵抗Ｒ３は１Ｍ〜１０ＭΩ程度に設定される。
抵抗Ｒ１とＲ３の接続ノードが、プローブピン３３１Ａを介して、水晶振動子２１の電極２１２に接続される。

ＩＣ回路５０は、オペアンプ（演算増幅器）Ｏｐと、コンデンサＣ１，Ｃ２，抵抗Ｒ４〜Ｒ６を備える。

オペアンプＯｐは、ボルテージフォロワとして動作し、入力された電圧を１倍に増幅して出力する。オペアンプＯｐの電源Ｖ＋、Ｖ−は、制御部２００により制御される。
オペアンプＯｐの入力段に配置された抵抗Ｒ４は、電流調整用抵抗であり、その一端は、プローブピン３３１Ｂを介して水晶振動子２１の他方の電極２１３に接続される。抵抗Ｒ５は、その一端が抵抗Ｒ４の他端とオペアンプＯｐの非反転入力端（＋）に接続され、他端が接地されている。抵抗Ｒ５は、水晶振動子２１を含む回路を流れる励振電流を電圧信号へ変換するためのものである。抵抗Ｒ４とＲ５の接続ノードの電圧がオペアンプＯｐの非反転入力端に印加される。オペアンプＯｐの出力端に接続された抵抗Ｒ６は、電流制限抵抗であり、ＩＣ回路５０の後続の回路に過電流が流れ込むのを防止すると共にインピーダンスマッチングを取るためのものである。

コンデンサＣ１、Ｃ２は、バイパスコンデンサであり、オペアンプＯｐの動作電源Ｖ＋、Ｖ−をそれぞれグランドと接続し、コンデンサＣ１、Ｃ２は、ノイズ成分が後続の回路へ伝わることを抑止する役割を果たす。

電源電圧Ｖ＋、Ｖ−が印加された場合に、オペアンプＯｐは、非反転入力端に入力された電圧を１倍に増幅して出力する。一方、オペアンプＯｐに電源が供給されていない場合、オペアンプＯｐは動作しない。従って、オペアンプＯｐの動作時のみ、図４に示す回路の励振電流に関する情報がネットワークアナライザ６０へ供給される。

このような構成を備えることにより、ＩＣ回路５０は、制御部２００の制御に従って、図４に示す回路の短絡状態と開放状態とを切り替えるスイッチとして機能する。
オペアンプＯｐへの電源供給の有無に因らず、水晶振動子２１を流れる励振電流値は一定であるため、オペアンプＯｐを用いることで、水晶振動子２１の励振が不安定となることを抑止することができる。

次に、上述した構成を備える周波数測定装置１０が、キャリア２２にセットされた複数の水晶振動子２１の共振周波数を測定する方法を説明する。

図５に、キャリア２２にセットされた複数の水晶振動子２１、パワースプリッタ４０、ＩＣ回路５０のうちの任意の１個の水晶振動子２１を測定する場合の回路の模式図を示す。
ここで、Ｉｎ、Ｏｕｔは、ネットワークアナライザ６０に接続されている。

上述したように、コンタクト機構３３により、キャリア２２にセットされた１列すべての水晶振動子２１の電極２１２，２１３に、対応するプローブピン３３１Ａ、３３１Ｂが接続される。従って、ネットワークアナライザ６０から供給される信号（励振用信号）がパワースプリッタ４０を介して、キャリア２２にセットされた１列すべての水晶振動子２１の電極２１２に信号の同一性を維持したまま供給される。

制御部２００は、測定対象の水晶振動子２１に対応するＩＣ回路５０のオペアンプＯｐのみに動作電圧Ｖ＋、Ｖ−を供給してオンすることにより、励振用信号をネットワークアナライザ６０に出力させる。また、その他のＩＣ回路５０をオフさせる。制御部２００は、オンさせるＩＣ回路５０を順次切り換えることにより、測定している水晶振動子２１を切り換える。
こうして、ネットワークアナライザ６０は、キャリア２２にセットされた複数の水晶振動子２１に共通の励振用信号を印加し、各水晶振動子２１を通過した信号を順番に測定することができる。

次に、水晶振動子２１の共振周波数を測定、該共振周波数を調整する方法を説明する。
図６に、水晶振動子２１のインピーダンス−周波数特性の一例を示す。ここで、横軸は、水晶振動子２１の電極２１２と２１３との間に印加される励振用信号の周波数を示し、縦軸は、水晶振動子２１のインピーダンスを示す。ここで、実線が示すインピーダンス周波数は、実際に測定した水晶振動子２１（水晶振動子Ａ）の特性を示し、２点破線が示すインピーダンス周波数特性は、目標となる共振周波数を持つ水晶振動子（以下、水晶振動子Ｂとする）の特性を示す。

共振周波数とは、インピーダンスが最小値となる周波数であり、図６に示す例では、水晶振動子Ａの共振周波数はｆ０［Ｈｚ］であり、水晶振動子Ｂの共振周波数は、ｆＴ［Ｈｚ］である。ｆ０とｆＴの差はΔεである。

本実施形態では、水晶振動子２１は、その共振周波数ｆ０が目標値ｆＴよりやや下回るように製造されている。周波数の測定のため、水晶振動子２１に印加される励振用信号の周波数として、共振周波数ｆＴ［Ｈｚ］を含む所定の範囲の周波数が設定される。

具体的には、ネットワークアナライザ６０は、まず、周波数ｆが印加範囲の下限値ｆＬ［Ｈｚ］の励振用信号をパワースプリッタ４０とインピーダンス変換回路４１、プローブピン３３１Ａを介して水晶振動子２１の電極２１２に印加し、オンしているオペアンプＯＰを介して、水晶振動子２１を通過した信号を測定する。ネットワークアナライザ６０は、基準信号と水晶振動子２１を通過した信号を比較して振幅比と位相差を求め、演算により水晶振動子２１のインピーダンスＺを求める。続いて、ネットワークアナライザ６０は、励振用信号の周波数ｆを、微小量Δｆだけ増加し、周波数ｆＬ＋Δｆの励振用信号を水晶振動子２１に印加し、水晶振動子２１のインピーダンスＺを求める。ネットワークアナライザ６０は、励振用信号の周波数ｆが印加範囲の上限値ｆＨに達するまで、周波数ｆを微小量Δｆだけ増加して、インピーダンスＺの測定を繰り返す。

ネットワークアナライザ６０は、得られた周波数ｆ−インピーダンスＺ特性から、その共振周波数ｆ０を求め、求めた共振周波数ｆ０と目標共振周波数ｆＴとの偏差Δεを求める。
制御部２００は、得られた偏差Δεに基づいて、各イオンガン３１及びシャッタ３２を制御し、水晶振動子２１の電極２１３をエッチングする。

一定量のエッチングが施されると、制御部２００は、ネットワークアナライザ６０を制御し、その共振周波数を測定する。そして、共振周波数ｆ０の測定とエッチングとを交互に繰り返し、Δεが所定の値以下となった場合に、その水晶振動子２１の共振周波数が目標値となったと判断し、周波数調整を完了する。キャリア２２に搭載された水晶振動子２１全ての共振周波数ｆ０の偏差Δεが基準値以下となると、そのキャリアについての調整作業は終了する。

次に、図７を参照しながら、上記構成の周波数測定装置１０が水晶振動子２１の調整を行う一連の動作を説明する。

まず、調整対象の水晶振動子２１は、キャリア２２にセットされ、仕込取出室１１にセットされ、エッチング室１２内に投入される。
ここで、キャリア２２にセットされる１列の水晶振動子２１の個数は６個とする。従って、コンタクト機構３３は、６組のプローブピン３３１Ａと３３１Ｂを備えているものとする。

キャリア２２が所定の位置で停止し、調整対象となる１列の水晶振動子２１は、イオンガン３１に対向する位置にセットされる。
制御部２００の制御に従って、コンタクト機構３３は前進して、各プローブピン３３１Ａ、３３１Ｂを対応する水晶振動子２１の接続パッド２１２Ｐ、２１３Ｐに接触させる（ステップＳ１０１）。

制御部２００は、ネットワークアナライザ６０が供給する励振用信号の周波数ｆとして、周波数印加範囲の下限値ｆＬ［Ｈｚ］をセットする（ステップＳ１０２）。

次に、制御部２００は、ネットワークアナライザ６０に周波数ｆの励振用信号の出力を開始させる（ステップＳ１０３）。パワースプリッタ４０は、励振用信号を同一性を維持したまま分配し、プローブピン３３１Ａを介して６個の水晶振動子２１の電極２１２に並行して印加する。

次に、制御部２００は、周波数ｆの励振用信号が印加されたことにより、各水晶振動子２１の動作が安定するまでの一定の時間ｔｒだけ待機する（ステップＳ１０４）。一定時間ｔｒは、予め実験などにより求めておく。

また、制御部２００は、測定対象の水晶振動子２１の番号を示すポインタＰに０をセットする（ステップＳ１０５）。

次に、制御部２００は、ポインタＰを更新する（ステップＳ１０６）。更新は基本的には、＋１することにより行う。ただし、後述する調整完了フラグＦがセットされている場合には、その値をスキップし、調整完了フラグＦがセットされていない次の値とする。詳細は後述するとし、ここでは、＋１して、Ｐ＝１に設定する。

続いて、Ｐが最大値（この例では、６）より大きいか否かを判別する（ステップＳ１０７）。
Ｐが最大値を超えていないと判別された場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、制御部２００は、ポインタＰが指示するＰ番目のＩＣ回路５０のオペアンプＯｐに動作電源＋Ｖ、−Ｖを印加する（ステップＳ１０８）。すなわち、現在の測定対象の水晶振動子２１に接続されているＩＣ回路５０が構成するスイッチをオンする。これにより、Ｐ番目の水晶振動子２１を通過した励振用信号がネットワークアナライザ６０に供給される。

ネットワークアナライザ６０は、特定した測定対象であるＰ番目の水晶振動子２１を通過した信号と基準信号とを比較して振幅比と位相差を求め、演算によりＰ番目の水晶振動子２１のインピーダンスＺを算出し、周波数ｆと対応付けてメモリに記憶する（ステップＳ１０９）。

インピーダンスＺの記憶終了後、制御部２００は、Ｐ番目のＩＣ回路５０のオペアンプＯｐへの動作電源の供給を停止する（ステップＳ１１０）。即ち、Ｐ番目の水晶振動子２１とネットワークアナライザ６０との間のスイッチを開く。その後、処理は、ステップＳ１０６にリターンし、ポインタＰを更新する。

こうした動作を繰り返し、第１〜第６の水晶振動子２１のインピーダンスＺを測定すると、Ｐ＞６と判別され（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１１１において、ネットワークアナライザ６０は、励振用信号の周波数ｆを微小値Δｆだけ増加する（ステップＳ１１１）。

次に、制御部２００は、周波数ｆが印加範囲の上限値ｆＨより大きいか否かを判別する（ステップＳ１１２）。

ｆ≦ｆＨの場合（ステップＳ１１２；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０３にリターンし、
更新したｆについて、上述と同様の処理を実行する。

こうして、周波数ｆをスキャンしながら、各水晶振動子２１のインピーダンスＺが収集される。

ｆ＞ｆＨの場合（ステップＳ１１２；Ｙｅｓ）、１回の周波数スキャンが終了したことになるので、ネットワークアナライザ６０は、記憶している周波数ｆ−インピーダンスＺの対応情報から、図６に示す各水晶振動子２１の共振周波数ｆ０と、共振周波数ｆ０と目標値ｆＴとの偏差Δεと、を求める（ステップＳ１１３）。なお、詳細は後述するが、この処理は調整完了フラグＦがセットされていない水晶振動子２１についてのみ実行すればよい。

続いて、全ての水晶振動子２１の偏差Δεが基準値以下であるか否かを判別する（ステップＳ１１４）。

全ての水晶振動子２１の偏差Δεが基準値以下であれば（ステップＳ１１４；Ｙｅｓ）、キャリア２２に搭載された水晶振動子２１の共振周波数の調整が終了したので、今回の処理を終了する。

少なくとも１つの水晶振動子２１の偏差Δεが基準値より大きければ（ステップＳ１１４；Ｎｏ）、その水晶振動子２１の共振周波数を調整するため、ステップＳ１１５に進む。
ステップＳ１１５において、制御部２００は、Δε≦基準値となった水晶振動子２１に調整完了フラグＦをセットする。

続いて、制御部２００は、イオンガン３１を制御し、調整完了フラグＦがセットされていない、水晶振動子２１の電極２１３をエッチングする（ステップＳ１１６）。制御部２００は各偏差Δεとイオンガン３１のエッチングレートから必要なエッチング時間をそれぞれ求め、各水晶振動子２１−１〜２１−６がそれぞれ必要なエッチング時間のみイオンガン３１に露出するように、シャッタ３２を個別制御すればよい。

エッチング終了後、処理はステップＳ１０２にリターンし、再度、共振周波数を測定する処理を実行する。ただし、以後の処理においては、ステップＳ１０６の処理でポインタＰを更新する際、Ｐ番目の水晶振動子２１に調整完了フラグＦがセットされている場合には、その値をスキップする。例えば、ステップＳ１１５で、１番目と２番目の水晶振動子２１のみがΔε＜基準値であると判別され、これらの水晶振動子２１に調整完了フラグＦがセットされたとする。

ステップＳ１１６では、１番目と２番目を除いた水晶振動子２１、即ち、３番目から６番目の水晶振動子２１について、エッチング処理が行われる。

また、ステップＳ１０５でＰ＝０にセットされた後、ステップＳ１０６で、ポインタＰを更新する際、１，２をスキップして、Ｐ＝３がセットされる。こうして、ステップＳ１１６でエッチング処理を行った水晶振動子２１のみ、その共振周波数ｆ０と偏差Δεが求められる。

こうして、共振周波数ｆ０の測定とエッチングを繰り返して、調整対象となる列の全ての水晶振動子２１の偏差Δεが基準値以下となったところで（ステップＳ１１４；Ｙｅｓ）、共振周波数調整処理を終了し、キャリア２２を行方向に１列分移動させ、同様に次列の共振周波数調整処理を行う。キャリア２２の搬送と列単位での共振周波数調整処理とを順次繰り返し、キャリア２２にセットされた全水晶振動子２１の処理を完了させる。

図７に示す処理は、全水晶振動子が基準値以下となるまで共振周波数測定とエッチング処理を繰り返すが、繰り返しは省略してもよい。例えば、図７に示すステップＳ１１６終了後、処理をステップＳ１０２にリターンせずに完了させてもよい。この場合、キャリア２２に搭載された１列分の水晶振動子の共振周波数を測定し、偏差Δεからそれぞれのエッチング時間を算出してエッチング処理を行った後は、キャリア２２を搬送して次列の共振周波数測定に進む。あるいは、共振周波数測定とエッチング処理の繰り返し回数を固定としてもよい。図７に示すステップＳ１１６終了後、処理をステップＳ１０２にリターンする前に繰り返し回数を判断し、所定回数に達している場合はステップＳ１０２にリターンせずに完了させてもよい。
共振周波数測定、エッチング処理、及びキャリア搬送のフローは図７に限られるものでなく適宜選択すればよい。図７はロードロック構成の装置を示すが、インライン構成の装置であってもよい。

図８に、上述の測定方法における時間の流れを示す。ここで、横軸は時間を示す。２１−１〜２１−６は、キャリア２２にセットされる６つの水晶振動子２１である。

まず、時間ｔ０で、ネットワークアナライザ６０から水晶振動子２１−１〜２１−６に周波数ｆＬ[Ｈｚ]の励振用信号が並列的に印加される（ステップＳ１０２〜１０３）。水晶振動子２１−１〜２１−６の励振状態が安定するまでの時間ｔｒ待ったのち（ステップＳ１０４）、第１のＩＣ回路５０をオンして、ネットワークアナライザ６０で水晶振動子２１−１のインピーダンスＺを測定する（ステップＳ１０８〜１１０）。測定に要する時間をΔｔで表す。

その後、第２、第３．．．のＩＣ回路５０を順次動作させ（ステップＳ１０６）、水晶振動子２１−２〜２１−６のインピーダンスＺを測定する。

水晶振動子２１−１〜２１−６のインピーダンスＺの測定が終了すると、周波数ｆをΔｆだけ更新して（ステップＳ１１１）、同様の処理を繰り返す。

このように、ネットワークアナライザ６０は、パワースプリッタ４０を介して１つのキャリア２２にセットされている調整対象となる１列全ての水晶振動子２１に、周波数ｆの励振用信号を供給する。従って、キャリア２２にセットされている調整対象となる１列全ての水晶振動子２１は周波数ｆの励振用信号で励振されていることになり、水晶振動子２１−２〜２１−６については、励振の応答を待たずにインピーダンスＺの測定を行うことができる。

つまり、キャリア２２にセットされている６個の水晶振動子２１のうち、最初の測定対象となる水晶振動子２１−１を除く５個の水晶振動子２１−２〜２１−６の励振のタイムラグが、測定時間に影響しない。

入力信号の周波数をΔｆだけ高く変更した場合も、同様に、水晶振動子２１−２〜２１−６については、励振用信号の立ち上がりを待たずに共振周波数の測定を行うことができる。

また、音叉型水晶振動子は動作が安定するまでの時間ｔｒが長いため、本発明は音叉型水晶振動子を測定する場合に特に効果が大きい。

ＩＣ回路５０に変わる切り換え用選択部として、ソレノイドに制御電流を流し、ソレノイドが発生する磁力によって電極接点を動かすタイプのリレースイッチを用いてもよい。リレースイッチを用いた場合、スイッチのオン・オフ切り替え時に水晶振動子２１を流れる励振電流値が変動するため、切り換え後に微小な安定待ち時間Δｔｒが必要となる。

図１０にリレースイッチを用いた場合の測定方法における時間の流れを示す。図１０では周波数ｆをΔｆだけ更新して繰り返す処理を省略している。ｔｒに比較してΔｔｒは十分小さいため、従来の測定方法に比較すれば測定時間は十分短くなる。
あるいは、リレースイッチに限らず、励振状態である複数の水晶振動子の中から測定用の素子を選択するスイッチを用いて選択素子の周波数特性を測定してもよい。この場合でも、立ち上がり時間を短縮して測定時間を短縮することができる。

上述の実施形態に示したように、選択部であるＩＣ回路５０にオペアンプのようなインピーダンス変換素子を採用した場合、リレースイッチを使用した場合に比べ、微小な安定待ち時間Δｔｒも省略することができるため、図８に示すように測定時間を大幅に短縮する効果を奏する。

図９に、水晶振動子２１に励振用信号が入力されたときの応答特性の一例を示す。ここで横軸は時間を示しており、縦軸はインピーダンスの測定値を示す。図９に示すように、励振用信号を印加してから、インピーダンスの測定値が安定する迄に要する時間は約１００ミリ秒である。この場合、１台のネットワークアナライザ６０が６個の水晶振動子２１の共振周波数を順次測定する場合、励振用信号を印加してからインピーダンスの測定値が安定する迄の時間は６００ミリ秒程度となる。この時間が周波数ｆを更新するたびにかかることになる。

一方、上述した周波数測定装置１０においては、最初の１個の水晶振動子２１の安定待ち時間を設ければよく、励振用信号を印加してから、インピーダンスの測定値が安定する迄の時間は１００ミリ秒程度となる。ネットワークアナライザ６０によるインピーダンスの測定に要する時間自体は、１００ミリ秒と比べて十分に小さいので、測定時間は、大幅（約１／６）に短縮される。このように、共振周波数の計測時間を短縮することができる。

また、特許文献２の構成では、励振用の発振器と測定用の発振器との接続を切り換えながら測定を行う必要があるが、本実施の形態では、そのような複雑な処理を行う必要はなく、各水晶振動子２１を流れる電流を表す信号を、順番に選択して、ネットワークアナライザ６０に供給するのみですむ。また、励振用の共振器と測定用の共振器との接続切り換えに伴い不安定となった信号が安定するまで待つ必要がない。

（第２の実施形態）
次に、図１１を参照し、第２の実施形態を説明する。図１に示す周波数調整装置１０と同様の機構は同一符号を付し説明を省略する。本実施形態の周波数調整装置１００は、仕込室１４、エッチング室１２、取出室１３の３室インライン構成となっている。仕込室１４とエッチング室１２を同一の圧力まで減圧した後、仕切弁２３を開き、キャリア２２をエッチング室１２に搬送する。エッチング室１２での水晶振動子２１の共振周波数の調整工程が終わると、取出室１３をエッチング室１２と同一の圧力まで減圧し、仕切弁３７を開き、水晶振動子２１をキャリア２２毎に、取出室１３へ搬送する。その後、仕切弁３７を閉じて取出室１３を大気圧とした後、水晶振動子２１を搭載したキャリア２２が取り出される。本実施形態においては図１１に示すようにエッチング室１２に、３台のイオンガン３１（３１Ｈ，３１Ｍ，３１Ｌ）が設けられている。３台のイオンガン３１（３１Ｈ，３１Ｍ，３１Ｌ）は、上流（左側）より、Ｈ（高レート用）、Ｍ（中レート用）、Ｌ（低レート用）と配置されている。３台のイオンガン３１の照射エネルギーの量は、イオンガン３１Ｈ＞イオンガン３１Ｍ＞イオンガン３１Ｌに設定されている。

イオンガン３１（３１Ｈ，３１Ｍ，３１Ｌ）には、それぞれにシャッタ３２（３２Ｈ，３２Ｍ，３２Ｌ）が設けられている。シャッタ３２Ｈ，３２Ｍ，３２Ｌは、それぞれ、イオンガン３１Ｈ，３１Ｍ，３１Ｌから照射されたイオンビームの通過をオン・オフする。

共振周波数の調整工程において水晶振動子２１の共振周波数を測定するため、エッチング室１２には、水晶振動子２１の電極２１２，２１３（接続パッド２１２Ｐ，２１３Ｐ）に、ネットワークアナライザ６０を接続するためのコンタクト機構３３（３３Ｈ、３３Ｍ、３３Ｌ）が設けられている。コンタクト機構３３は、キャリア２２に搭載される全ての水晶振動子２１に接続される。従って、調整対象となっているか否かにかかわらず、キャリア２２にセットされている全ての水晶振動子２１は周波数ｆの励振用信号で励振されていることになり、安定時間を置かずにインピーダンスＺの測定を行うことができる。

周波数測定装置１００は、レートの異なる３台のイオンガン３１Ｈ、３１Ｍ、３１Ｌを有しており、イオンガン３１Ｈでの周波数調整により全ての水晶振動子２１のΔεが所定の基準値以下になると、キャリア２２はイオンガン３１Ｍに対向する位置へ搬送され、イオンガン３１Ｍによる周波数調整が行われる。そして、イオンガン３１Ｍでの周波数調整によるΔεが所定の値以下になると、キャリア２２はイオンガン３１Ｌに対向する位置へ搬送され、イオンガン３１Ｌによる周波数調整が行われる。

このようにして、正確に周波数を調整することができる。
なお、入力信号の周波数の上げ幅は、決められた固定間隔で変化させてもよいし、Δε等に基づいて、変則的に変化させてもよい。周波数変更範囲ｆＬ〜ｆＨを、イオンガン３１毎に異ならせてもよい。

また、この周波数測定装置１００においては、エッチングの進行と共にエッチングレートがハイ、ミドル、ローと調整されているので、高速に且つ正確に周波数調整を行うことができる。

この発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。
例えば、測定の対象は、水晶振動子に限定されず、複数の個の測定対象を印加周波数をスキャンしながら測定する場合に広く適用可能である。例えば、水晶振動子以外の任意の発振素子、圧電素子の共振周波数やインピーダンスを求める装置に適用可能である。

また、上記第２の実施の形態では、ハイレート、ミドルレート、ローレートのイオンガンをそれぞれ配置する例を示したが、１つのイオンガンを用いてレートを変化させてもかまわない。
また、共振周波数の測定と測定値に基づいたエッチングとを行う装置を例に説明したが、別個の装置でもよい。
上記実施の形態で示した数値、特性は、例示であり、限定されるものではない。例えば、１つのキャリアの１列の水晶振動子の搭載個数は６個に限定されず、それ以下でも以上でもよい。

上記実施の形態では、各水晶振動子２１のインピーダンスＺを求め、求めたインピーダンスＺの周波数ｆに対する変化から水晶振動子２１の共振周波数ｆ０を求めたが、インピーダンスＺを明示的に求める必要はない。

例えば、水晶振動子２１に印加した電圧、水晶振動子２１を流れる電流、水晶振動子２１を流れる電圧と電流の位相差、等、インピーダンスＺの変化に対応する変化を示す他の、水晶振動子２１の特性（指標・パラメータ）を測定し、その値の変化から共振周波数ｆ０を求めても良い。例えば、水晶振動子２１を流れる電流が最大値になる周波数、位相差が０に成る周波数などを、共振周波数として特定してもよい。

上記実施の形態では、複数の水晶振動子２１に並列に励振用の周波数信号を印加するために、パワースプリッタ４０とインピーダンス変換回路４１を使用した。これにより、安定して互いに同一の励振用信号が供給できる。ただし、これに限定されない。例えば、ネットワークアナライザ６０が十分な駆動能力を有する場合には、単純なワイヤ結線された分岐回路で、励振用信号を分岐して水晶振動子２１に印加するようにしてもよい。

上記実施の形態ではインピーダンスが最小値となる共振周波数を求めたが、負荷時共振周波数を求めてもよい。負荷時共振周波数は、負荷容量分のインピーダンスを考慮し、演算部にて目標周波数ｆをオフセットすればよい。インピーダンスを監視し、任意のインピーダンスとなった時点で調整が終了するように制御してもよい。調整終了目標は自由に設定、制御すればよく、いずれの場合も本発明の効果が得られる。

上記実施の形態では、周波数測定と周波数調整を同位置にて行うが、測定と調整をそれぞれ別位置にて実施してもよい。例えば、キャリア２２の搬送路上流側に周波数測定用プローブを配置し、搬送路下流側に周波数調整用イオンガンを配置してもよい。例えば、キャリア２２（Ｍ×Ｎ）上のｎ列（ｎはｎ＜Ｎを満たす任意の自然数）に対面する位置にＭ対のプローブを配置し、ｎ+ｋ列（ｋはｋ≦Ｎ-ｎを満たす任意の自然数）に対面する位置にＭ個の水晶振動子を照射範囲に含むイオンガンを配置すれば、キャリア２２上で列をずらして周波数測定とイオンビーム照射を同時に行うこともできる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲が含まれる。

１０ 周波数測定装置
１１ 仕込取出室
１２ エッチング室
１３ 取出室
１４ 仕込室
２１ 水晶振動子
２２ キャリア
２３ 仕切弁
３１ （３１Ｈ、３１Ｍ、３１Ｌ）イオンガン
３２ （３２Ｈ、３２Ｍ、３２Ｌ）シャッタ
３３ （３３Ｈ、３３Ｍ、３３Ｌ）コンタクト機構
３４Ａ、３４Ｂ ケーブル
３７ 仕切弁
４０ パワースプリッタ
４１ インピーダンス変換回路
５０ ＩＣ回路
６０ ネットワークアナライザ
１００ 周波数測定装置
２００ 制御部
２１１ 水晶片
２１２、２１３ 電極
２１２Ｐ、２１３Ｐ 接続パッド
２１３Ｌ リード電極
３３１ プローブピン
３３１Ａ、３３１Ｂ プローブピン
３３２ ブロック
３３３ 基板
３３４ スルーホール
３３５ 穴
３３７ アーム

Claims (6)

1. 複数の音叉型水晶振動子の共振周波数を測定する周波数測定装置であって、
   目標となる共振周波数を含む所定の範囲の周波数から設定した周波数の励振用信号を複数の音叉型水晶振動子に並行して供給する励振用信号供給部と、
   前記複数の音叉型水晶振動子からの測定信号の出力のオン／オフを切り替えるスイッチとして機能し、設定された周波数の前記励振用信号により並行して励振されている前記複数の音叉型水晶振動子のうちから、測定対象の音叉型水晶振動子を順次切り換えて選択する選択部と、
   前記選択部が選択した音叉型水晶振動子から出力される測定信号を受信する受信部と、
   前記受信部から出力される周波数別の特性から各音叉型水晶振動子の共振周波数を求める演算部と、
   を備え、
   前記励振用信号供給部は、
   励振用信号を供給する供給部と、
   入力インピーダンス変換機能を備えた回路と信号の分配回路とから構成され、前記供給部から供給された励振用信号を分岐し、分岐した信号を前記複数の音叉型水晶振動子にそれぞれ供給する信号分岐部と、
   を有し、
   前記選択部は、
   前記複数の音叉型水晶振動子にそれぞれ接続されたインピーダンス変換素子を含むボルテージフォロワ回路を有し、
   前記励振用信号供給部は、前記選択部が測定対象の音叉型水晶振動子を順次選択することにより、音叉型水晶振動子全てについて前記受信部から前記演算部への前記測定信号の出力が完了すると、前記所定の範囲内において前記励振用信号の周波数を更新し、更新した周波数の前記励振用信号を前記複数の音叉型水晶振動子に並行して供給し、
   前記演算部は、複数の周波数の励振用信号について測定された特性から、各音叉型水晶振動子の共振周波数を求める、
   ことを特徴とする周波数測定装置。
2. 前記選択部は、前記励振用信号供給部が励振用信号の周波数を変更した後、各音叉型水晶振動子の動作が安定するために要する期間が経過した後、１つ目の測定対象の音叉型水晶振動子を選択し、以後は、前記受信部の前記測定信号の出力に要する時間が経過する毎に測定対象の音叉型水晶振動子を切り換えて選択する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の周波数測定装置。
3. 前記選択部は、前記励振用信号供給部が励振用信号の周波数を変更した後、各音叉型水晶振動子の動作が安定するために要する期間が経過した後、１つ目の測定対象の音叉型水晶振動子の特性を測定し、以後は、１つの音叉型水晶振動子の特性の測定が終了する毎に測定対象の音叉型水晶振動子を切り換えて選択する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の周波数測定装置。
4. 前記励振用信号供給部は、前記複数の音叉型水晶振動子の一端に所定周波数の励振用信号を印加し、
   前記選択部は、前記音叉型水晶振動子の他端に接続され、音叉型水晶振動子を通過した信号を前記受信部に出力する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の周波数測定装置。
5. 前記特性は、高周波信号の位相差及び振幅比であり、
   前記受信部は、前記選択部が選択した音叉型水晶振動子を通過した高周波信号を受信し、前記音叉型水晶振動子を通過した信号と基準の励振用信号とを比較して前記特性を前記演算部に出力し、前記演算部は前記特性から、各音叉型水晶振動子のインピーダンスを求め、共振周波数を求める、
   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周波数測定装置。
6. 励振用信号を供給する供給回路と入力インピーダンス変換回路と信号分配回路とにより、分岐した励振用信号を複数の音叉型水晶振動子にそれぞれ供給して、目標となる共振周波数を含む所定の範囲の周波数から設定した周波数で前記複数の音叉型水晶振動子を並行して励振し、
   前記複数の音叉型水晶振動子にそれぞれ接続されたインピーダンス変換素子を有するボルテージフォロワ回路により、前記複数の音叉型水晶振動子からの測定信号の出力のオン／オフを切り替えて、設定された周波数で並行して励振されている前記複数の音叉型水晶振動子のうちから測定対象の音叉型水晶振動子を順次選択し、
   選択した音叉型水晶振動子から出力される測定信号を受信し、
   受信した測定信号から前記複数の音叉型水晶振動子の特性を順次測定し、
   測定対象の音叉型水晶振動子を順次選択することにより、設定された周波数について測定対象となる全ての音叉型水晶子の特性の測定が完了すると、前記所定の範囲内において励振用の周波数を更新し、更新した周波数で前記複数の音叉型水晶振動子を並行して励振し、
   複数の励振周波数について、測定された特性に基づいて、各音叉型水晶振動子の共振周波数を求める、
   ことを特徴とする周波数測定方法。

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