KR102075843B1 - 소형 압전 공진기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압전 공진기에 관한 것으로, 상기 압전 공진기는 베이스, 및 상기 베이스로부터 연장하는 적어도 2 개의 진동 아암들 (3) 을 포함하고, 적어도 2 개의 그루브들 (4a, 4b) 이 아암들의 상부면 및 하부면에서 그리고 아암들의 길이의 일부에서 서로 대향하게 형성된다. 상부면 상의 그루브의 깊이는 각 아암의 전체 두께의 30% 미만이고 하부면 상의 그루브의 깊이는 각 아암의 전체 두께의 50% 초과이거나, 또는 그 반대이다.

Description

소형 압전 공진기{SMALL PIEZOELECTRIC RESONATOR}
본 발명은 소형 압전 공진기에 관한 것이다. 이러한 압전 공진기는 시계학, 컴퓨팅, 통신 및 심지어 의학의 분야에서 적어도 하나의 전자 회로와 함께 사용되도록 의도된 쿼츠 튜닝 포크 공진기 (quartz tuning fork resonator) 일 수 있다.
종래의 압전 튜닝 포크 공진기에는, 전기 여기 장 (electric excitation field) 이 전극들에 의해 면들 중 하나에 평행한 방향으로 형성되고, 상기 전극들 중 일부는 이러한 면 상에 배치된다. 이러한 공진기는 베이스, 및 일반적으로 서로 평행하고 또한 상기 베이스로부터 동일한 방향으로 연장하는 2 개의 진동 아암들을 포함한다.
이와 같이, 압전 튜닝 포크 공진기를 개시하는 특허 FR 2 467 487 가 인용될 수 있다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 이러한 공진기 (1) 는 베이스 (2) 와, 상기 베이스로부터 연장하는 2 개의 진동 아암들 (3, 3') 을 포함한다. 적어도 하나의 그루브 (4a, 4a', 4b, 4b') 가 각 아암 (3, 3') 의 하부면 및/또는 상부면 상에 형성된다. 이러한 아암들은 대칭 배열을 제공하기 위하여 동일한 깊이인 그루브들 (4a, 4a', 4b, 4b') 과 H 형상의 횡단면을 갖는다. 도시되지 않았지만 아암들의 대칭 그루브들 내에 부분적으로 배치되는 전극 배열체로, 전기장에 의한 보다 균일한 여기에 의해 전력 소비가 감소된다. 하지만, 품질 인자가 충분하지 않게 개선된다.
특허 US 6,587,009 B2 에서 개시된 바와 같이 이러한 압전 튜닝 포크 공진기의 치수를 더욱 감소시키기 위하여, 베이스의 다른 측에 고정된 진공 아암들 및 케이싱 내에 공진기를 고정하기 위한 구역의 기계적 분리를 허용하기 위하여 공진기의 베이스 상의 노치들의 형성이 상정된다. 더욱이, 그루브들은 공진기의 아암들의 각각에 또한 형성된다. 우선, 각 아암의 상부면에 그루브가 형성되고 또한 각 아암의 하부면에 그루브가 형성되고, 2 개의 그루브들은 서로 대향한다. 그루브들의 깊이는 각 아암의 전체 두께의 30% ~ 50% 이다. 이러한 아암들은 화학 에칭으로 인한 비대칭성의 손상을 위해 대칭 형상과 H 형상의 횡단면을 또한 가진다. 하지만, 공진기의 각 아암에서 그루브들의 이러한 배열로, 상기 공진기의 품질 인자는 2 개의 면들의 그루브들을 상이한 깊이로 제조함으로써 최적화되어야 한다.
특허 출원 US 2010/0277041 A1 은 베이스로부터 연장하는 2 개의 평행한 아암들을 갖는 압전 공진기를 개시한다. 각 아암은 각 아암의 길이에 걸쳐 나란히 형성된 2 개의 평행한 그루브들을 포함한다. 제 1 그루브는 제 1 면으로부터 형성되고, 그 깊이가 아암의 두께의 50% 초과이면서, 제 2 그루브는 대향하는 제 2 면으로부터 형성되고, 그 깊이가 아암의 두께의 50% 초과이다. 그루브들은 길이에 걸쳐 대칭 및 평행한 방식으로 배열된다. 2 개의 그루브들을 나란히 통과시키기 위하여, 그루브들의 폭은 제한되고, 이는 소형 아암들에 대한 그루브들의 폭과 깊이 사이의 비율과 관련하여 바람직하지 않다.
특허 US 7,626,318 B2 및 특허 출원 US 2013/0175903 A1 은 베이스로부터 연장하는 적어도 2 개의 평행한 아암들을 갖는 압전 공진기를 또한 개시한다. 상부면 상의 그루브 및 바닥면 상의 그루브는 각 아암 내에 그러나 동일한 깊이를 갖고서 형성되고, 따라서 대칭 형상으로 형성된다. 공진기의 품질 인자는 2 개의 면들의 그루브들을 상이한 깊이로 제조함으로써 최적화되어야 한다.
본 발명의 주요 목적은 이러한 소형 공진기의 제조를 복잡하게 하지 않으면서 튜닝 포크 공진지의 품질 인자가 개선되게 하는 것이다.
그러므로, 본 발명의 목적은 공진기의 제조를 복잡하게 하지 않으면서 이러한 공진기의 품질 인자를 향상시키기 위하여 전술한 종래 기술의 단점들을 극복하도록 소형 압전 공진기를 제안하는 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 독립 청구항 1 에서 언급된 특징들을 포함하는 압전 공진기에 관한 것이다.
압전 공진기의 실시형태들은 종속 청구항 2 내지 18 에서 규정된다.
압전 공진기의 장점은, 각 아암이 적어도 하부면 상에 하나의 그루브를 그리고/또는 상부면 상에 하나의 그루브를 포함하고, 상기 그루브의 깊이가 각 아암의 두께의 30% 미만이거나 각 아암의 두께의 50% 초과라는 사실에 있다.
유리하게는, 2 개의 그루브들이 각 아암의 하부면 상에 그리고 상부면 상에 서로 대향하여 형성된다. 일 측면 상의 제 1 그루브의 깊이는 각 아암의 두께의 30% 미만이고, 타 측면 상의 제 2 그루브의 깊이는 각 아암의 두께의 50% 초과, 심지어 적어도 65% 이고, 이는 2 개의 비대칭 그루브들을 제공한다.
유리하게는, 공진기의 결정 배향에 대하여 깊은 그리고 얕은 그루브들을 형성하기 위해 적절한 표면들을 선택함으로써, 공진기의 품질 인자 (Q) 가 특히 대칭 그루브들의 경우와 비교하여 개선된 것으로 입증되었다. 이러한 개선에 의해, 품질 인자가 종래 기술의 공진기에 비교하여 거의 15% 만큼 증가된다.
압전 공진기의 목적, 이점 및 특징이 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명 전반에 걸쳐 더욱 명백하게 드러날 것이다.
- 도 1 은 전술한 바와 같이 종래 기술에 따라 아암 상에 대칭 그루브들을 구비하는 압전 튜닝 포크 공진기의 상면도를 도시한다.
- 도 2a 및 도 2b 는, 2 개의 실시형태들에 따라, 각 아암 상의 그루브들의 깊이를 보여주는, 본 발명에 따른 압전 튜닝 포크 공진기의 아암들 중 하나의 횡단면을 도시한다.
- 도 3 은 "파선 곡선" 으로서 도시된 각 아암의 하부면과 상부면 사이의 그루브들의 깊이 차이에 따른 비틀림 성분 (오른쪽 스케일 참조) 뿐만 아니라, "실선 곡선" 으로서 규격화된 품질 인자 (Q; 중간 스케일 참조) 의 그래프를 도시한다.
- 도 4a 내지 도 4g 는 도 2a 및 도 2b 에 도시된 바와 같이 상이한 깊이들로 각 아암 상에 그루브들을 갖는 압전 공진기의 다양한 형상들의 상면도를 도시한다.
- 도 5 는 본 발명에 따라 비대칭 그루브들을 갖는 압전 공진기의 작동을 설명하기 위하여 전극들의 배열체를 갖는 압전 공진기의 아암의 횡단면을 개략적으로 도시한다.
- 도 6a 내지 도 6c 는 본 발명에 따라 각 아암 상에 그루브들을 갖는 압전 공진기의 도 4g 에 도시된 실시형태와 유사한 다른 실시형태에서 아암 부분들의 평면도와 두 개의 종단면 A-A 및 B-B 를 도시한다.
이하의 상세한 설명을 통해, 이러한 기술 분야에서 당업자에게 충분히 공지되어 있는 압전 공진기의 모든 부분들은 상세하게 설명되지 않을 것이다. 또한, 이하의 상세한 설명은 베이직 밴딩 모드에서 주로 발진할 수 있는 쿼츠 압전 튜닝 포크 공진기에 대해 제공된다는 것이 인지되어야 한다. 결정 축선들 및 탄성 계수들의 부호들의 정의는 표준 IEC 60758 에 따른다. 결론적으로, 이하의 상세한 설명은 오른쪽 쿼츠 및 왼쪽 쿼츠에 동등하게 적용가능하다.
본 발명의 압전 공진기 (1) 는, 종래 기술의 도 1 에 도시된 바와 같이, 베이스 (2), 및 상기 베이스 (2) 에 결정 축선 (X) 의 방향으로 연결되고 또한 상기 베이스로부터 결정 축선 (Y 또는 -Y) 의 방향으로 연장하는 2 개의 진동 아암들 (3, 3') 을 포함한다. 공진기의 메인 축선들의 배향은 기술된 효과들을 손상시키지 않으면서 수 도 (several degrees) 만큼 결정 축선들로부터 벗어날 수 있다. 섹션의 이러한 회전은 예를 들어 공진기의 열적 거동을 조정하기 위해 적용된다. 압전 공진기 (1) 는 바람직하게는 오실레이션을 발생시키기 위하여 진동할 수 있는 2 개의 아암들 (3, 3') 을 갖는 튜닝 포크 공진기이다.
2 개의 아암들은 일반적으로 베이스 (2) 로부터 부분적으로 서로 평행하게 배치되고, 예를 들어 유사한 형상 및 크기를 갖는다. 적어도 하나의 그루브 (4a, 4a', 4b, 4b') 는 각 아암 (3, 3') 상에서 각 아암의 하부면 및/또는 상부면으로부터 결정 축선 (Z) 의 방향으로 형성된다. 바람직하게는, 그루브 (4a, 4a') 는 2 개의 아암들 (3, 3') 의 상부면에 형성되고, 그루브 (4b, 4b') 는 2 개의 아암들 (3, 3') 의 하부면에 형성된다. 각 아암에 형성된 2 개의 그루브들은 서로 대향하게 배치되지만, 이들은 비대칭 그루브들을 형성하기 위하여 상이한 깊이들을 가진다.
각 아암 (3, 3') 의 상부면은 베이스 (2) 의 상부면의 연장부에 있을 수 있는 반면, 각 아암 (3, 3') 의 하부면은 베이스 (2) 의 하부면의 연장부에 있을 수 있다. 아암들의 면들에 배치되지만 도시되지 않는 전극들에 접속되는 접속 단자들이 베이스 (2) 의 하부면에 배치된다. 이러한 접속 단자들은, 공진기가 전자 부품의 케이싱 내에 조립될 때에 접속 지지 스텝에서 통상적으로 고정된다. 하지만, 베이스 (2) 의 두께가 베이스 (2) 에 연결되는 각 아암 (3, 3') 의 두께보다 작거나 더 크다는 것이 또한 고려될 수 있다.
아암들 상의 전극들의 배열체는 문단 32 에 설명되고 또한 특허 EP 1 633 042 B1 의 도 6a 에서 도시되는 배열체와 동일할 수 있다.
도 2a 및 도 2b 에 도시된 바와 같이, 각 아암 (3) 의 상부면 상의 그루브 (4a) 의 깊이 (d+z) 는 각 아암 (3) 의 하부면 상의 그루브 (4b) 의 깊이 (d-z) 와 상이할 수 있다. 깊이의 차이 (r = d-z - d+z) 는 결정될 수 있다. 2 개의 비대칭 그루브들로, 제 1 그루브 (4a) 의 깊이는 각 아암 (3) 의 두께 (w) 의 30% 미만인 반면, 제 2 그루브 (4b) 의 깊이는 50% 초과이거나, 또는 그 반대이다.
도 2a 에 도시된 제 1 변형예에 따라, 깊이 (d-z) 는 깊이 (d+z) 보다 작고, 이는 비대칭 그루브들에 대해 r < 0 인 깊이의 차이를 제공한다. 도 2b 에 도시된 제 2 변형예에 따라, 깊이 (d-z) 는 깊이 (d+z) 보다 크고, 이는 비대칭 그루브들에 대해 r > 0 인 깊이의 차이를 제공한다. 도 2a 및 도 2b 에서 최대 깊이는 아암의 전체 두께의 50% 초과이고, 바람직하게는 65% 에 근접해야 하는 반면, 최소 깊이는 아암의 전체 두께의 30% 미만이고, 바람직하게는 25% 에 근접해야 한다. 또한, 최대 그루브 깊이가 일 측면 상에서 아암의 두께의 70% 이고 타 측면 상에서 아암의 두께의 28% 인 것이 또한 고려될 수 있다.
이러한 조건들 하에서, 도 5 에 도시된 바와 같이, 바닥벽 (13) 이 얇은 것이 특히 유리하고, 상기 벽은 일 측면에서의 압축 및 타 측면에서의 연장 동안 응력의 전달을 감쇠시키기 위해 깊은 그루브와 얕은 그루브를 또한 연결한다. 양측면 사이의 열 전달이 감쇠되고, 따라서 낮은 열탄성 댐핑이 얻어진다.
각 아암 (3, 3') 의 하부면 및 상부면에 형성된 폭 (e) 의 그루브들 (4a, 4a', 4b 및 4b') 은 바람직하게는 동일한 폭 또는 상이한 폭을 갖는 각 아암의 2 개의 엣지들 또는 측방향 벽들 (b, b') 사이에서 중심맞춤식으로 위치된다. 단순히 비제한적인 예에 의해, 각 아암의 폭 (l) 은 대략 52 ㎛ 일 수 있는 반면에, 두께 (w) 는 대략 108 ㎛ 일 수 있다. 각 엣지 또는 측방향 벽 (b, b') 은 대략 5 ㎛ 일 수 있고, 이는 각 그루브의 폭 (e) 이 대략 42 ㎛ 일 수 있다는 것을 의미한다. 각 그루브의 길이는 베이스 (2) 의 엣지로부터 시작하여 대략 700 ㎛ 일 수 있다. 베이스 (2) 의 폭은 대략 170 ㎛ 일 수 있고, 아암들의 방향으로 베이스의 길이는 대략 770 ㎛ 일 수 있다. 각 아암의 길이는 대략 1160 ㎛ 일 수 있고, 2 개의 아암들 사이의 공간은 대략 330 ㎛ 일 수 있다.
일반적으로, 각 아암을 따르는 각 그루브의 길이는 각 아암의 길이의 5% ~ 100% 일 수 있고, 각 그루브의 폭은 예를 들어 각 아암의 폭의 40% ~ 90% 일 수 있다.
쿼츠 이외의 재료가 압전 공진기를 제조하는데 사용될 수 있다. AlPO4, GaPO4, GaAsO4 와 같은 재료가 사용될 수 있다; 하지만, 결정 축선에 대한 제 1 그루브 및 제 2 그루브의 기하학적 치수 및 배향이 쿼츠에 대해 설명된 상황과는 상이할 수 있다는 것을 인지해야 하는데, 왜냐하면 이들이 재료의 탄성 계수에, 특히 계수 c14 에 의존하고, 이는 전술한 공진기의 배향에 대해 표준 IEC 60758 을 참조하여 음의 부호를 가져야 하기 때문이다.
따라서 도 2a 및 도 2b 의 아암들 중 하나의 횡단면의 깊이의 차이는 방향 +Y (이하, 배향 (X, +Y) 라 함) 으로 연장하는 아암에 대해 도시된다. 도 1 에 도시된 아암들의 배향이 결정 배향에 따른 방향 -Y (이하, 배향 (X, -Y) 라 함) 으로 변경될 경우, 도 2a 및 도 2b 의 깊은 그루브는 측면을 변경한다.
결정 쿼츠의 이방성 특성으로 인해, 공진기의 아암들이 대칭 프로파일을 가질 경우, 이는 밴딩 모드에서 방향 X 로 중첩되는 축선 (Y) 주위의 공간 비틀림 성분을 생성한다. 이러한 비틀림 성분은 빔 (아암) 의 프로파일의 대칭을 손상시킴으로써 억제되거나 촉진될 수 있다. 다른 수단들 중에서 그리고 위에서 나타낸 바와 같이, 이는 도 2a 및 도 2b 에서 도시된 바와 같이 r = d-z - d+z 을 0 의 상이한 값들로 변경시킴으로써 수행될 수 있고, 여기에서 d-z 는 각 아암의 두께에 대한 각 아암 (3, 3') 의 하부면 (측면 -Z) 상의 그루브 (4b, 4b') 의 깊이이고, d+z 는 각 아암의 두께에 대한 상부면 (측면 +Z) 상의 그루브 (4a, 4a') 의 깊이이다.
도 2a 및 도 2b 에서 도시된 바와 같이, 디지털 연구는 품질 인자 (Q) 가 공진기의 결정 배향 (X, +Y) 에 대하여 r < 0 에 대해서는 감소하고 r > 0 에 대해서는 증가한다는 것을 보여준다. r > 0 의 이러한 값에서, 품질 인자는 최대값에 도달할 것이고, 또한 r 이 더 클지라도 다시 감소할 것이다. 도 3 에서, 정규화된 품질 인자 (Q) 가 r 에 따라 실선으로서 도시된다. 이러한 품질 인자 (Q) 가 대략 r = 0.4 의 피크를 가지는 것으로 보이는데, 이는 대략 65% 의 d-z 및 대략 25% 의 d+z 에 해당한다. 품질 인자 (Q) 의 최대값이 도달되는 r 의 값은 아암들의 프로파일의 정확한 기하학적 형상에 의존하고, 더 구체적으로 아암의 측방향 벽과 폭 (e) 의 그루브 사이의 각 엣지 (b, b') 의 폭에 의존한다.
관찰된 거동은 도 3 에서 파선을 따라 도시된 비틀림 성분의 발생에 의해 설명될 수 있고, 또한 밴딩 모드에서 중첩되며, 이는 공진기의 아암들에서 응력의 분산을 수정한다. 이는 r > 0 에 대해 열탄성 댐핑의 감소를 초래하고, 따라서 품질 인자 (Q) 를 적어도 r = 40% 의 값으로 증가시킨다.
압전 공진기 (1) 의 여러 향상들이 도 4a 내지 도 4g 에 도시되어 있고, 여기에서 아암들과 그루브들의 형상은 수정되는 반면, 그루브들 (4a, 4a') 중 하나의 깊이는 다른 대향 그루브의 깊이보다 낮게 유지된다 (미도시). 결정 배향 (X, +Y) 에 따라, 상부면 상의 그루브들 (4a 및 4a') 의 깊이는 아암의 두께의 거의 25% 인 반면, 하부면 상의 그루브들의 깊이는 아암의 두께의 거의 65% 이다. 도 2a 및 도 2b 에서 도시된 바와 같은 깊이들을 갖는 이러한 그루브들은 도 4a 내지 도 4g 에 도시된 공진기의 각 실시형태에서 발견된다.
도 4a 는 연결 부분에 의해 베이스 (2) 에 연결된 2 개의 진동 아암들 (3, 3') 을 구비하는 압전 공진기 (1) 의 상면도를 도시한다. 베이스 (2) 는 2 개의 진동 아암들 (3, 3') 사이에서 2 개의 진동 아암들 (3, 3') 에 평행하게 위치된다. 각 아암 (3, 3') 은 상부면 상의 그루브 (4a, 4a'), 및 상기 상부면 상의 그루브에 대향하는 하부면 상의 그루브 (미도시) 를 포함한다. 그루브들은 각 아암의 길이의 일부에 형성되고 또한 연결 부분으로부터 베이스 (2) 로 연장한다.
도 4b 는 연결 부분에 의해 베이스 (2) 에 연결된 2 개의 진동 아암들 (3, 3') 을 갖는 압전 공진기 (1) 의 상면도를 도시한다. 이러한 압전 공진기는, 베이스 (2) 가 아암들 (3, 3') 을 베이스 (2) 에 연결하기 위한 부분에 대향 측면을 고정하기 위한 단부 부분을 더 포함한다는 점을 제외하고는, 그루브들 (4a, 4a') 의 동일한 배열을 갖는 도 4a 에 도시된 공진기와 유사하다. 이러한 경우에, 베이스 (2) 는 아암들 (3, 3') 보다 더 길다.
도 4c 는 연결 부분에 의해 베이스 (2) 에 연결된 2 개의 진동 아암들 (3, 3') 을 갖는 압전 공진기 (1) 의 상면도를 도시한다. 이러한 압전 공진기는, 그루브들 (4a, 4a') 의 동일한 배열을 갖는 도 4a 에 도시된 압전 공진기 또는 도 4b 에 도시된 압전 공진기와 유사하다. 도 4a 및 도 4b 에 도시된 실시형태들과 달리, 베이스 (2) 의 길이가 진동 아암들 (3, 3') 의 길이보다 짧다. 각 아암 (3, 3') 은 베이스 (2) 에 아암들 (3, 3') 을 연결하기 위한 부분의 대향 측에서 대칭 직사각형 형상의 핀으로 끝난다.
도 4d 는 연결 부분에 의해 베이스 (2) 에 연결된 2 개의 진동 아암들 (3, 3') 을 갖는 압전 공진기 (1) 의 상면도를 도시한다. 공진기의 일반적인 형상은 도 4a 에 도시된 공진기의 것에 해당된다. 연결 부분은 방향 Y 로 슬롯 (5) 을 더 포함한다. 이는 상기 공진기를 작게 유지시키는 반면 베이스 (2) 에 연결된 2 개의 진동 아암들 (3, 3') 을 넓히는 효과를 갖는다. 각 아암의 상부면 상의 그루브 (4a, 4a') 및 하부면 상의 그루브는 연결 부분에 걸쳐 베이스 (2) 까지 또한 연장시킴으로써 제공된다. 위에서 보면, 각 그루브는 U 형상이다.
도 4e 는 연결 부분에 의해 베이스 (2) 에 연결된 2 개의 진동 아암들 (3, 3') 을 갖는 압전 공진기 (1) 의 상면도를 도시한다. 이러한 실시형태는, 각 아암 (3, 3') 의 단부에서 아암들 (3, 3') 을 베이스 (2) 에 연결하기 위한 부분의 대향 측에서 종료되는 핀이 또한 제공된다는 점을 제외하고는, 도 4d 에 도시된 실시형태와 유사하다. 예를 들어, 각 핀은 이러한 특징화된 형상에 대한 특별한 제한 없이 대칭 직사각형 형상 또는 다른 형상 (미도시) 을 가질 수 있다.
도 4f 는 도 1 에 도시된 것과 유사한 방식으로 베이스 (2) 에 연결된 2 개의 진동 아암들 (3, 3') 을 갖는 압전 공진기 (1) 의 상면도를 도시한다. 하지만, 2 개의 진동 아암들 (3, 3') 의 각각의 폭은 또한 직사각형의 대칭 형상의 핀으로 끝나고, 상기 폭은 베이스 (2) 로부터 그의 자유 단부까지 연속적으로 선형으로 감소한다. 각 아암 (3, 3') 의 상부면 및 하부면 상에 형성된 각 그루브 (4a, 4a') 의 폭은 또한 베이스 (2) 로부터 각 핀 이전의 아암의 부분까지 연속적으로 선형으로 감소한다. 물론, 상부면 상의 그루브들 (4a, 4a') 의 깊이는 하부면 상의 그루브들의 깊이와는 상이하다. 더욱이, 그루브들 (4a, 4a') 의 깊이는 그루브들 중 하나를 아암의 두께의 30% 미만인 깊이로 유지시키고 그루브들 중 다른 하나를 아암의 두께의 50% 초과인 깊이로 유지시키면서, 베이스 (2) 로부터 각 아암 (3, 3') 의 자유 단부까지 감소한다. 슬롯들은 또한 진동 아암들 (3, 3') 과 베이스 (2) 의 고정된 부분 사이의 기계적 분리를 향상시키기 위하여 베이스 (2) 내에 제공될 수 있다.
도 4g 는 도 4a 에서 부분적으로 도시된 바와 같이 연결 부분에 의해 베이스 (2) 에 연결된 2 개의 진동 아암들 (3, 3') 을 갖는 압전 공진기 (1) 의 상면도를 도시한다. 각 아암 (3, 3') 은 연결 부분에 의해 베이스에 연결된 제 1 세장형 부분을 포함한다. 제 1 세장형 부분은 베이스 (2) 에 평행하고, 또한 베이스 (2) 의 전체 길이에 걸쳐 연장한다. 각 아암 (3, 3') 은 횡단 부분에 의해 제 1 세장형 부분에 연결되는 제 1 부분에 평행한 제 2 세장형 부분을 더 포함한다. 각 아암 (3, 3') 의 제 2 부분은 직사각형 형상의 핀으로 종료되고, 이는 베이스 (2) 를 향해 대칭으로 연장되고 또한 연결 부분에 평행하다. 제 1 그루브 (4a, 4a') 는 각 아암 (3, 3') 의 제 1 부분의 상부면에 형성되고, 제 3 그루브 (6a, 6a') 는 각 아암 (3, 3') 의 제 2 부분의 상부면에 형성된다. 제 2 그루브 및 제 4 그루브는 또한 각 아암 (3, 3') 의 제 1 부분 및 제 2 부분의 하부면에 형성되고, 상부면으로부터 형성된 제 1 그루브 및 제 3 그루브에 각각 대향한다. 제 1 그루브 및 제 3 그루브 (4a, 4a', 6a, 6a') 의 깊이는 동일하거나 상이할 수 있고, 이는 제 2 그루브 및 제 4 그루브에 대해서도 마찬가지이다.
도 4a 내지 도 4g 에 도시된 실시형태들에서, 각 아암이 각 상부면 및 하부면 상에 2 개의 작은 평행 그루브들을 가지면서, 하부면 상의 그루브의 깊이와는 상이한 깊이를 갖는 그루브 (4a, 4a') 를 상부면 상에 제공하는 것을 또한 고려할 수 있다는 것이 인지되어야 한다.
도 5 는 압전 공진기의 아암 (3) 의 횡단면을 개략적으로 도시하고, 이는 아암 (3) 의 상부면으로부터 형성된 그루브 (4a) 및 아암 (3) 의 하부면으로부터 형성된 그루브 (4b) 를 포함한다. 쿼츠의 경우에, 상부면 상의 그루브 (4a) 는 결정 축선을 따라서 공진기의 배향 (X, +Y) 에 대해 하부면 상의 그루브 (4b) 의 깊이보다 바람직하게는 더 얕다. 아암의 측벽들을 연결하는 얇은 바닥벽 (13) 이 아암 (3) 의 그루브들의 바닥에 형성된다.
전극들 (m1 및 m2) 은 각 아암의 면들에 형성된다. 이러한 전극들은 일반적으로 금속 전극들이다. 제 1 전극 (m1) 은 예를 들어 아암의 측면들에 형성되는 반면, 제 2 전극 (m2) 은 예를 들어 그루브들 (4a 및 4b) 내에 형성된다. 전극들 (m1 및 m2) 의 이러한 배열 및 그루브들 (4a 및 4b) 을 갖는 아암 (3) 의 형상에 따라, 이는 일종의 편평한 커패시터를 형성한다.
제 1 전극 (m1) 은 제 1 전기 접속 단자 (E1) 에 접속되는 반면, 제 2 전극 (m2) 은 오실레이터 회로 내에서 제 2 전기 접속 단자 (E2) 에 접속된다. 시간에 따라 가변적인 전기 전압차는 공진기의 작동 동안 단자들 (E1 및 E2) 에 인가되고, 이는 규정된 공진 주파수로 전극들 (m1 및 m2) 사이에서 가변 전계를 생성한다.
따라서, 도 5 에 도시된 바와 같이 그리고 쿼츠 공진기의 결정 배향에 따라, 응력이 생성되는데, 왜냐하면 전계와 기계적 응력 사이에 커플링이 존재하기 때문이다. 결론적으로, 면들 또는 측벽들 중 하나는 압축되고, 다른 면 또는 측벽은 확장되어, 열을 발생시킨다. 아암 (3) 의 2 개의 측방향 벽들을 연결하는 얇은 바닥벽 (13) 으로, 일 측의 압축 및 타 측의 연장 동안 열 완화가 감쇠되고, 따라서 열역학적 손실이 감쇠된다. 따라서, 품질 인자 (Q) 의 증가는 그루브들 (4a, 4b) 의 적합한 깊이들로 얻어진다.
또한, 쿼츠 공진기가 제 1 캐패시터 및 인덕터와 직렬로 레지스터에 의해 2 개의 전기 접속 단자들 사이에서 규정된다는 것이 또한 인지되어야 한다. 제 2 기생 캐패시터는 레지스터, 제 1 캐패시터 및 인턱터에 의해 형성된 어셈블리와 병렬로 배열된다. 레지스터는 제한되어야 하는 손실을 나타내는 반면, 제 1 캐패시터는 전기적 커플링을 향상시키기 위해 높은 값을 가져야 한다.
도 6a 는 도 4g 에 도시된 변형예로서 베이스 (2) 에 연결된 2 개의 진동 아암들 (3, 3') 을 갖는 압전 공진기 (1) 의 상면도를 도시한다. 더욱이, 도 6b 및 6c 는 도 6a 에 도시된 공진기의 아암들 중 하나의 제 1 세장형 부분 및 제 2 세장형 부분의 2 개의 종단면들 A-A 및 B-B 을 도시한다.
도 4g 를 참조하여 전술한 바와 같이, 각 아암 (3, 3') 은 연결 부분에 의해 베이스에 연결된 제 1 세장형 부분을 포함한다. 제 1 세장형 부분은 베이스 (2) 에 평행하다. 각 아암 (3, 3') 은 횡단 부분에 의해 제 1 세장형 부분에 연결되는 제 1 부분에 평행한 제 2 세장형 부분을 더 포함한다. 각 아암 (3, 3') 의 제 2 부분은 직사각형 형상의 핀으로 종단되고, 이는 베이스 (2) 를 향해 대칭으로 연장하고 또한 연결 부분에 평행하다.
도 6a 에서, 제 1 깊이를 갖는 제 1 그루브 (4a, 4a'), 및 제 1 깊이와는 상이한 제 2 깊이를 갖는 제 1 상보적인 그루브 (14a, 14a') 는 각 아암 (3, 3') 의 제 1 부분의 상부면에 형성된다. 제 2 깊이를 갖는 제 3 그루브 (6a, 6a'), 및 제 2 깊이와는 상이한 제 1 깊이를 갖는 제 3 상보적인 그루브 (16a, 16a') 는 각 아암 (3, 3') 의 제 2 부분의 상부면에 형성된다. 제 2 그루브와 제 4 그루브 및 제 2 상보적인 그루브와 제 4 상보적인 그루브는 상부면에 형성된 제 1 그루브와 제 3 그루브 (4a, 4a', 6a, 6a') 및 제 1 상보적인 그루브와 제 3 상보적인 그루브 (14a, 14a', 16a, 16a') 에 각각 대향하는 각 아암 (3, 3') 의 제 1 부분 및 제 2 부분의 하부면에 형성된다.
제 1 그루브 깊이는 각 아암의 전체 두께의 50% 초과로 선택될 수 있고, 제 2 그루브 깊이는 각 아암의 전체 두께의 30% 미만으로 선택될 수 있다. 물론, 제 1 그루브 깊이가 각 아암의 전체 두께의 30% 미만이고, 제 2 그루브 깊이가 각 아암의 전체 두께의 50% 초과인 것을 고려할 수 있다.
도 6b 및 도 6c 는 아암 (3') 의 제 1 부분 및 제 2 부분의 종단면도들 (A-A 및 B-B) 을 각각 도시한다. 제 1 부분은 제 1 그루브 (4a') 및 제 1 상보적인 그루브 (14a') 를 포함하고, 이는 상이한 깊이들을 가지지만 상부면에 연속적인 또는 세그먼트화된 그루브를 형성한다. 제 1 부분은 하부면 상에 제 2 그루브 (4b') 및 제 2 상보적인 그루브 (14b') 를 더 포함하고, 이는 상이한 깊이들을 가지지만 하부면 상에 연속적인 또는 세그먼트화된 그루브를 또한 형성한다. 제 2 그루브 (4b') 는 제 1 그루브 (4a') 가 제 1 깊이로 형성되면 제 2 깊이로 형성되는 반면에, 제 2 상보적인 그루브 (14b') 는 제 1 상보적인 그루브 (14a') 가 제 2 깊이로 형성되면 제 1 깊이로 형성된다. 이러한 경우에, 제 1 깊이는 아암 (3') 의 전체 두께의 50% 초과인 반면, 제 2 깊이는 아암 (3') 의 전체 두께의 30% 미만이다. 따라서, 제 1 그루브 (4a') 의 길이는 제 2 그루브 (4b') 의 길이보다 더 작아야 하는 반면, 제 1 상보적인 그루브 (14a') 의 길이는 제 2 상보적인 그루브 (14b') 의 길이보다 더 커야 한다.
제 2 부분은 제 3 그루브 (6a') 및 제 3 상보적인 그루브 (16a') 를 포함하고, 이는 상이한 깊이들을 가지지만 상부면 상에 연속적인 또는 세그먼트화된 그루브를 형성한다. 제 2 부분은 하부면 상에 제 4 그루브 (6b') 및 제 4 상보적인 그루브 (16b') 를 더 포함하고, 이는 하부면 상에 연속적인 또는 세그먼트화된 그루브를 또한 형성한다. 제 4 그루브 (6b') 는 제 3 그루브 (6a') 가 제 2 깊이를 가질 경우 제 1 깊이를 갖는 반면, 제 4 상보적인 그루브 (16a') 는 제 3 상보적인 그루브 (16a') 가 제 1 깊이를 가질 경우 제 2 깊이를 갖는다. 이러한 경우에, 제 1 깊이는 아암 (3') 의 전체 두께의 50% 초과인 반면, 제 2 깊이는 아암 (3') 의 전체 두께의 30% 미만이다. 따라서, 제 3 그루브 (6a') 의 길이는 제 4 그루브 (6b') 의 길이보다 더 커야하는 반면, 제 3 상보적인 그루브 (16a') 의 길이는 제 4 상보적인 그루브 (16b') 의 길이보다 더 작아야 한다.
공진기의 아암들 (3, 3') 상에 이러한 유형의 그루브들을 형성하는 것의 일 이점은, 각 아암의 부분들의 상이한 그루브들의 길이들의 비를 조절함으로써, 기본적인 밴딩 모드의 비틀림 성분이 아암들의 단면 기하학적 관계들과 무관하게 품질 인자 (Q) 를 최대화시키기 위해 변경될 수 있다는 것이다. 이는 도 2a 및 도 2b 에 도시된 경계 폭 (b, b') 과 그루브 폭 (e), 아암 폭 (l) 및 아암의 두께 (w) 에 대한 그들의 관계에 관하여 특히 흥미가 있고, 이는 정적 커패시턴스 (C0; static capacitance) 와는 대조적으로 공진 브랜치에서의 커패시턴스인 동적 커패시턴스 (C1; motional capacitance) 에 영향을 미칠 수도 있다. 이러한 기술은 도 4g 에 도시된 공진기에 대해 특히 효율적일 것으로 보여지지만, 도 4a 내지 도 4g 에 도시된 공진기들의 아암들에 동일 유형의 그루브들을 적용하는 것이 상정될 수 있다.
도 6a 를 참조하면, 특히 각 아암 (3, 3') 의 2 개의 부분들 상의 상부면으로부터 형성된 상이한 그루브들의 길이가 도시되어 있다. 제 1 그루브들 (4a, 4a') 과 제 1 상보적인 그루브들 (14a, 14a'), 및 제 3 그루브들 (6a, 6a') 과 제 3 상보적인 그루브들 (16a, 16a') 이 길이 참조 부호들 (r11, r12, r21, r22) 로 규정된다. 길이 참조 부호 r11 는 제 1 그루브들 (4a, 4a') 에 대한 것이고, 길이 참조 부호 r12 는 제 1 상보적인 그루브들 (14a, 14a') 에 대한 것이다. 길이 참조 부호 r21 는 제 3 그루브들 (6a, 6a') 에 대한 것이고, 길이 참조 부호 r22 는 제 3 상보적인 그루브들 (16a, 16a') 에 대한 것이다. 길이 비율들 r12/r11 및 r22/r21 은 동등하지 않을 수 있고, 또한 도 3 그래프에서 도시되고 전술한 바와 같이 품질 인자 (Q) 의 최대값에서 비틀림 성분을 최적화시키는 방식으로 선택된다.
도 6a 에 도시된 바와 같이, 길이들 (r11, r12, r21, r22) 은 도 6a 에 도시되지 않은 제 2 그루브들과 제 4 그루브들 및 제 2 상보적인 그루브들과 제 4 상보적인 그루브들에 대해 상부면에서 그리고 하부면에서 약간 상이할 수 있다. 이는 도 6b 및 도 6c 를 참조하여 전술한 바와 같이 각 아암 (3, 3') 의 상부면으로부터 그리고 하부면으로부터 형성된 그루브들의 접합부에서 얇은 바닥벽 (13) 의 침투를 회피하는데 필요하다. 더욱이, 감소된 깊이의 섹션 (미도시) 에 의해, 제 1 상보적인 그루브들 (14a, 14a') 의 제 1 그루브들 (4a, 4a'), 제 2 상보적인 그루브들의 제 2 그루브들, 제 3 상보적인 그루브들 (16a, 16a') 의 제 3 그루브들 (6a, 6a'), 및 제 4 상보적인 그루브들의 제 4 그루브들을 분리하는 것을 고려할 수 있다. 도 6a 에 도시된 이러한 실시예에서, 그루브들은 Y-Z 대칭 평면 S-S 에 대해 대칭으로 배열된다. 물론, 도 6a 에 도시된 상황과 비교하여 아암들의 제 1 부분과 제 2 부분에 대해, 뿐만 아니라 Z 축 및 Y 축에 대해 그루브들의 깊이를 역전시키는 것을 상정할 수 있다. 또한, 아암들의 상부면 및 하부면의 각 그루브에서의 연속성에 있어서 아암의 두께의 30% 미만 또는 50% 초과인 깊이를 방해하지 않음으로써 상이한 깊이의 다른 상보적인 그루브들을 추가하는 것을 상정할 수 있다.
제공될 설명에 기초하여, 압전 공진기의 여러 변형들이 청구범위에 의해 규정된 본 발명의 범위로부터 벗어남 없이 당업자에 의해 디자인될 수 있다. 아암의 길이는 아암마다 (from one to the next) 상이할 수 있다. 상이한 형상의 그루브들이 각 아암의 길이에 걸쳐 계속해서 또는 점진적으로 변화하는 깊이들 및/또는 폭들을 갖는 각 아암 상에 제공될 수 있다.

Claims (18)

  1. 베이스 (2), 및 상기 베이스 (2) 에 결정 축선 (X) 의 방향으로 연결되는 적어도 2 개의 진동 아암들 (3, 3') 을 포함하는 압전 공진기 (1) 로서,
    상기 진동 아암들 (3, 3') 은 상기 베이스로부터 결정 축선 (+Y 또는 -Y) 의 방향으로 연장하고, 적어도 제 1 그루브 (4a, 4a') 가 상기 진동 아암들 (3, 3') 의 길이의 일부에서 상기 결정 축선 (+Y 또는 -Y) 을 따라 각 아암 (3, 3') 의 측면 (+Z) 상의 상부면에 형성되고, 적어도 제 2 그루브 (4b, 4b') 가 상기 진동 아암들 (3, 3') 의 길이의 일부에서 상기 결정 축선 (+Y 또는 -Y) 을 따라서 그리고 상기 제 1 그루브 (4a, 4a') 와 대향하여 각 아암 (3, 3') 의 측면 (-Z) 상의 하부면에 형성되고,
    상기 제 1 그루브 (4a, 4a') 및 상기 제 2 그루브 (4b, 4b') 는 비대칭 그루브들을 형성하기 위하여 상이한 깊이들을 가지고,
    상기 제 1 그루브 (4a, 4a') 의 깊이는 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 30% 미만이거나 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 50% 초과이고,
    상기 제 2 그루브 (4b, 4b') 의 깊이는, 상기 제 1 그루브 (4a, 4a') 의 깊이가 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 30% 미만일 경우 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 50% 초과이거나, 상기 제 1 그루브 (4a, 4a') 의 깊이가 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 50% 초과일 경우 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 30% 미만인 것을 특징으로 하는, 압전 공진기 (1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 진동 아암들 (3, 3') 은 상기 베이스 (2) 에 결정 축선 (X) 의 방향으로 연결되고, 상기 진동 아암들 (3, 3') 은 상기 베이스로부터 상기 결정 축선 (+Y) 의 방향으로 연장하고, 적어도 제 1 그루브 (4a, 4a') 가 상기 진동 아암들 (3, 3') 의 길이의 일부에서 상기 결정 축선 (+Y) 을 따라 각 아암 (3, 3') 의 측면 (+Z) 상의 상부면에 형성되고, 적어도 제 2 그루브 (4b, 4b') 가 상기 진동 아암들 (3, 3') 의 길이의 일부에서 상기 결정 축선 (+Y) 을 따라서 그리고 상기 제 1 그루브 (4a, 4a') 와 대향하여 각 아암 (3, 3') 의 측면 (-Z) 상의 하부면에 형성되고,
    상기 제 1 그루브 (4a, 4a') 및 상기 제 2 그루브 (4b, 4b') 는 비대칭 그루브들을 형성하기 위하여 상이한 깊이들을 가지고,
    상기 제 1 그루브 (4a, 4a') 의 깊이는 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 30% 미만이고,
    상기 제 2 그루브 (4b, 4b') 의 깊이는 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 50% 초과인 것을 특징으로 하는, 압전 공진기 (1).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 그루브 (4a, 4a') 의 깊이는 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 25% 이고,
    상기 제 2 그루브 (4b, 4b') 의 깊이는 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 65% 인 것을 특징으로 하는, 압전 공진기 (1).
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 진동 아암들 (3, 3') 은 상기 베이스 (2) 에 결정 축선 (X) 의 방향으로 연결되고, 상기 진동 아암들 (3, 3') 은 상기 베이스로부터 결정 축선 (-Y) 의 방향으로 연장하고, 적어도 제 1 그루브 (4a, 4a') 가 상기 진동 아암들 (3, 3') 의 길이의 일부에서 상기 결정 축선 (-Y) 을 따라 각 아암 (3, 3') 의 측면 (+Z) 상의 상부면에 형성되고, 적어도 제 2 그루브 (4b, 4b') 가 상기 진동 아암들 (3, 3') 의 길이의 일부에서 상기 결정 축선 (-Y) 을 따라서 그리고 상기 제 1 그루브 (4a, 4a') 와 대향하여 각 아암 (3, 3') 의 측면 (-Z) 상의 하부면에 형성되고,
    상기 제 1 그루브 (4a, 4a') 및 상기 제 2 그루브 (4b, 4b') 는 비대칭 그루브들을 형성하기 위하여 상이한 깊이들을 가지고,
    상기 제 1 그루브 (4a, 4a') 의 깊이는 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 50% 초과이고,
    상기 제 2 그루브 (4b, 4b') 의 깊이는 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 30% 미만인 것을 특징으로 하는, 압전 공진기 (1).
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 그루브 (4a, 4a') 의 깊이는 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 65% 이고,
    상기 제 2 그루브 (4b, 4b') 의 깊이는 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 25% 인 것을 특징으로 하는, 압전 공진기 (1).
  6. 제 1 항에 있어서,
    각 그루브 (4a, 4a', 4b, 4b') 의 폭은 각 아암 (3, 3') 의 폭의 40% ~ 90% 인 것을 특징으로 하는, 압전 공진기 (1).
  7. 제 6 항에 있어서,
    각 그루브 (4a, 4a', 4b, 4b') 의 폭은 42 ㎛ 이고, 각 아암 (3, 3') 의 폭은 52 ㎛ 인 것을 특징으로 하는, 압전 공진기 (1).
  8. 제 6 항에 있어서,
    각 그루브 (4a, 4a', 4b, 4b') 는 각 아암 (3, 3') 의 2 개의 엣지들 또는 측방향 벽들 (b, b') 사이에서 중심맞춤식으로 위치된 것을 특징으로 하는, 압전 공진기 (1).
  9. 제 1 항에 있어서,
    각 그루브 (4a, 4a', 4b, 4b') 의 길이는 각 아암 (3, 3') 의 길이의 5% ~ 100% 인 것을 특징으로 하는, 압전 공진기 (1).
  10. 제 9 항에 있어서,
    각 그루브 (4a, 4a', 4b, 4b') 의 길이는 700 ㎛ 이고, 상기 베이스 (2) 로부터 각 아암 (3, 3') 의 길이는 1160 ㎛ 인 것을 특징으로 하는, 압전 공진기 (1).
  11. 제 10 항에 있어서,
    각 아암 (3, 3') 사이의 공간은 330 ㎛ 인 것을 특징으로 하는, 압전 공진기 (1).
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 공진기는 2 개의 아암들 (3, 3') 가 상기 베이스 (2) 로부터 동일한 길이를 갖는 쿼츠 튜닝 포크 공진기이고, 상기 아암들 (3, 3') 의 적어도 2 개의 부분들은 서로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는, 압전 공진기 (1).
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 (2) 및 상기 적어도 2 개의 진동 아암들 (3, 3') 은 동일한 두께인 것을 특징으로 하는, 압전 공진기 (1).
  14. 제 1 항에 있어서,
    각 그루브 (4a, 4a', 4b, 4b') 의 깊이 및/또는 폭은 각 아암 (3, 3') 의 길이에 걸쳐 변하는 것을 특징으로 하는, 압전 공진기 (1).
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 공진기는, 연결부에 의해 상기 베이스 (2) 에 연결되고 상기 베이스 (2) 에 평행한 각 아암 (3, 3') 의 제 1 세장형 부분, 및 횡단부에 의해 상기 제 1 세장형 부분에 연결되고 상기 제 1 세장형 부분에 평행한 각 아암 (3, 3') 의 제 2 세장형 부분을 포함하고,
    상기 공진기는 각 아암 (3, 3') 의 상기 제 1 세장형 부분의 상부면에 형성되는 제 1 깊이를 갖는 제 1 그루브 (4a, 4a'), 및 상기 제 1 깊이와는 상이한 제 2 깊이를 갖는 제 1 상보적인 그루브 (14a, 14a') 를 포함하고,
    상기 공진기는 각 아암 (3, 3') 의 상기 제 2 세장형 부분의 상부면에 형성되는 제 2 깊이를 갖는 제 3 그루브 (6a, 6a'), 및 상기 제 2 깊이와는 상이한 제 1 깊이를 갖는 제 3 상보적인 그루브 (16a, 16a') 를 포함하고,
    상기 공진기는 각 아암 (3, 3') 의 상기 제 1 세장형 부분의 상부면 상의 상기 제 1 그루브 (4a, 4a') 및 상기 제 1 상보적인 그루브 (14a, 14a') 에 각각 대향하는 각 아암 (3, 3') 의 상기 제 1 세장형 부분의 하부면에 형성되는 제 2 깊이를 갖는 제 2 그루브 (4b, 4b'), 및 상기 제 2 깊이와는 상이한 제 1 깊이를 갖는 제 2 상보적인 그루브 (14b, 14b') 를 포함하고,
    상기 공진기는 각 아암 (3, 3') 의 상기 제 2 세장형 부분의 상부면 상의 상기 제 3 그루브 (6a, 6a') 및 상기 제 3 상보적인 그루브 (16a, 16a') 에 각각 대향하는 각 아암 (3, 3') 의 상기 제 2 세장형 부분의 하부면에 형성되는 제 1 깊이를 갖는 제 4 그루브 (6b, 6b'), 및 상기 제 1 깊이와는 상이한 제 2 깊이를 갖는 제 4 상보적인 그루브 (16b, 16b') 를 포함하고,
    상기 제 1 깊이는 상기 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 30% 미만 또는 50% 초과이고,
    상기 제 2 깊이는, 상기 제 1 깊이가 상기 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 30% 미만일 경우 상기 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 50% 초과이거나, 상기 제 1 깊이가 상기 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 50% 초과일 경우 상기 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 30% 미만인 것을 특징으로 하는, 압전 공진기 (1).
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 공진기는, 연결부에 의해 상기 베이스 (2) 에 연결되고 상기 베이스 (2) 에 평행한 각 아암 (3, 3') 의 제 1 세장형 부분, 및 횡단부에 의해 상기 제 1 세장형 부분에 연결되고 상기 제 1 세장형 부분에 평행한 각 아암 (3, 3') 의 제 2 세장형 부분을 포함하고,
    상기 공진기는 각 아암 (3, 3') 의 상기 제 1 세장형 부분의 상부면에 형성되는 제 1 깊이를 갖는 제 1 그루브 (4a, 4a'), 및 상기 제 1 깊이와는 상이한 제 2 깊이를 갖는 제 1 상보적인 그루브 (14a, 14a') 를 포함하고,
    상기 공진기는 각 아암 (3, 3') 의 상기 제 2 세장형 부분의 상부면에 형성되는 제 1 깊이를 갖는 제 3 그루브 (6a, 6a'), 및 상기 제 1 깊이와는 상이한 제 2 깊이를 갖는 제 3 상보적인 그루브 (16a, 16a') 를 포함하고,
    상기 공진기는 각 아암 (3, 3') 의 상기 제 1 세장형 부분의 상부면의 상기 제 1 그루브 (4a, 4a') 및 상기 제 1 상보적인 그루브 (14a, 14a') 에 각각 대향하는 각 아암 (3, 3') 의 상기 제 1 세장형 부분의 하부면에 형성되는 제 2 깊이를 갖는 제 2 그루브 (4b, 4b'), 및 상기 제 2 깊이와는 상이한 제 1 깊이를 갖는 제 2 상보적인 그루브 (14b, 14b') 를 포함하고,
    상기 공진기는 각 아암 (3, 3') 의 상기 제 2 세장형 부분의 상부면의 상기 제 3 그루브 (6a, 6a') 및 상기 제 3 상보적인 그루브 (16a, 16a') 에 각각 대향하는 각 아암 (3, 3') 의 상기 제 2 세장형 부분의 하부면에 형성되는 제 2 깊이를 갖는 제 4 그루브 (6b, 6b'), 및 상기 제 2 깊이와는 상이한 제 1 깊이를 갖는 제 4 상보적인 그루브 (16b, 16b') 를 포함하고,
    상기 제 1 깊이는 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 30% 미만 또는 50% 초과이고,
    상기 제 2 깊이는, 상기 제 1 깊이가 상기 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 30% 미만일 경우 상기 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 50% 초과이거나, 상기 제 1 깊이가 상기 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 50% 초과일 경우 상기 각 아암 (3, 3') 의 전체 두께의 30% 미만인 것을 특징으로 하는, 압전 공진기 (1).
  17. 제 15 항에 있어서,
    각 아암 (3, 3') 의 상기 제 1 상보적인 그루브, 상기 제 2 상보적인 그루브, 상기 제 3 상보적인 그루브 및 상기 제 4 상보적인 그루브가,
    각 아암의 부분들에 형성된 상기 제 1 그루브, 상기 제 2 그루브, 상기 제 3 그루브 및 상기 제 4 그루브 각각의 세그먼트들로 제공되거나,
    상기 제 1 그루브, 상기 제 2 그루브, 상기 제 3 그루브, 및 상기 제 4 그루브 각각에 연속적으로 제공되는 것을 특징으로 하는, 압전 공진기 (1).
  18. 제 16 항에 있어서,
    각 아암 (3, 3') 의 상기 제 1 상보적인 그루브, 상기 제 2 상보적인 그루브, 상기 제 3 상보적인 그루브 및 상기 제 4 상보적인 그루브가,
    각 아암의 부분들에 형성된 상기 제 1 그루브, 상기 제 2 그루브, 상기 제 3 그루브 및 상기 제 4 그루브 각각의 세그먼트들로 제공되거나,
    상기 제 1 그루브, 상기 제 2 그루브, 상기 제 3 그루브, 및 상기 제 4 그루브 각각에 연속적으로 제공되는 것을 특징으로 하는, 압전 공진기 (1).
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