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公開番号2025155879
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-14
出願番号2025019548
出願日2025-02-07
発明の名称音響変換装置
出願人ミツミ電機株式会社
代理人弁理士法人ITOH
主分類H04R 17/02 20060101AFI20251002BHJP(電気通信技術)
要約【課題】感度の向上を図ること。
【解決手段】音響変換装置100は、固定枠10と、一端が固定枠10に固定された固定端22であり、他端が自由端21であり、固定枠10から当該固定枠10の内側に張り出すカンチレバー20と、を備え、当該カンチレバー20は、物理量を検出可能な複数の検出領域23と、物理量を検出しない非検出領域24と、を有し、複数の検出領域23の電極は、電気的に直列接続されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
固定枠と、
前記固定枠に固定された圧電素子と、を備え、
前記圧電素子は、
物理量を検出可能な複数の検出領域と、
物理量を検出しない非検出領域と、を有し、
前記複数の検出領域の電極は、電気的に直列接続されている音響変換装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記圧電素子は、一端が前記固定枠に固定された固定端であり、他端が自由端であり、前記固定枠から前記固定枠の内側に張り出すカンチレバーであり、
前記カンチレバーは、
前記カンチレバーが張り出す方向である第１方向において、互いに対向する第１カンチレバー及び第２カンチレバーを有する請求項１に記載の音響変換装置。
【請求項３】
前記第１カンチレバーの前記複数の検出領域の電極と、前記第２カンチレバーの前記複数の検出領域の電極とは、電気的に直列接続されている請求項２に記載の音響変換装置。
【請求項４】
前記複数の検出領域は、前記固定端に近い方に配置され、
前記非検出領域は、前記自由端に近い方に配置されている請求項２に記載の音響変換装置。
【請求項５】
前記圧電素子は、ダイヤフラムであり、
前記ダイヤフラムの外周は、前記固定枠に固定された固定端である請求項１に記載の音響変換装置。
【請求項６】
前記複数の検出領域は、
前記ダイヤフラムの径方向において前記ダイヤフラムの中心に近い位置に配置された内側検出領域と、
前記ダイヤフラムの径方向において前記ダイヤフラムの中心から遠い位置に配置された外側検出領域と、を有し、
前記非検出領域は、
リング状を成し、前記ダイヤフラムの周方向に連続し、前記内側検出領域と前記外側検出領域との間に形成された周方向の電極非形成領域と、
前記ダイヤフラムの径方向に延在し、前記ダイヤフラムの周方向に間隔を置いて形成された複数の径方向の電極非形成領域と、を有する請求項５に記載の音響変換装置。
【請求項７】
前記圧電素子は、圧電膜を有し、
前記圧電膜は、
下部電極と、
前記下部電極の上に形成された下部圧電層と、
前記下部圧電層の上に形成された中間電極と、
前記中間電極の上に形成された上部圧電層と、
前記上部圧電層の上に形成された上部電極と、を含み、
前記複数の検出領域の間に、前記上部電極及び前記下部電極が形成されていない第１電極非形成領域、又は、前記中間電極が形成されていない第２電極非形成領域を有する請求項１に記載の音響変換装置。
【請求項８】
前記圧電素子は、ダイヤフラムであり、
前記ダイヤフラムの外周は、前記固定枠に固定された固定端であり、
前記複数の検出領域の前記下部電極と前記上部電極同士、もしくは前記中間電極同士は、電気的に直列に接続され、
前記複数の検出領域のそれぞれの前記上部電極及び前記下部電極は、電気的に並列接続されている請求項７に記載の音響変換装置。
【請求項９】
前記第１電極非形成領域及び前記第２電極非形成領域は、前記複数の検出領域が並ぶ方向において、交互に配置されている請求項７に記載の音響変換装置。
【請求項１０】
前記複数の検出領域は、第１検出領域と、第２検出領域とを有し、
前記第１検出領域は、
第１下部電極と、
前記第１下部電極の上に形成された第１下部圧電層と、
前記第１下部圧電層の上に形成された第１中間電極と、
前記第１中間電極の上に形成された第１上部圧電層と、
前記第１上部圧電層の上に形成された第１上部電極と、を含み、
前記第２検出領域は、
第２下部電極と、
前記第２下部電極の上に形成された第２下部圧電層と、
前記第２下部圧電層の上に形成された第２中間電極と、
前記第２中間電極の上に形成された第２上部圧電層と、
前記第２上部圧電層の上に形成された第２上部電極と、を含み、
前記第１検出領域と前記第２検出領域との間には、
前記第１下部電極と前記第２中間電極とを接続する下部接続電極と、
前記第１上部電極と前記第２中間電極とを接続する上部接続電極と、が形成されている請求項１に記載の音響変換装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、音響変換装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、一端が支持され他端が自由端となる圧電膜と、圧電膜を挟んで配置された一対の電極を備える圧電素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１４０６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
圧電素子を有する音響変換装置において、感度の向上が求められている。本開示は、感度の向上を図ることが可能な音響変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示に係る音響変換装置は、固定枠と、一端が固定枠に固定された固定端であり、他端が自由端であり、固定枠から当該固定枠の内側に張り出すカンチレバーと、を備え、当該前記カンチレバーは、物理量を検出可能な複数の検出領域と、物理量を検出しない非検出領域と、を有し、複数の検出領域の電極は、電気的に直列接続されている。
【発明の効果】
【０００６】
本開示は、感度の向上を図ることが可能な音響変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１実施形態に係る音響変換装置を例示する平面図である。
第１実施形態に係る音響変換装置を例示する断面図であり、ＸＺ面に沿う断面を示す図である。
第１実施形態に係る音響変換装置を例示する断面図であり、ＹＺ面に沿う断面を示す図である。
実施形態に係る音響変換装置の回路図である。
第２実施形態に係る音響変換装置を例示する断面図であり、ＹＺ面に沿う断面を示す図である。
第３実施形態に係る音響変換装置を例示する断面図であり、ＹＺ面に沿う断面を示す図である。
第４実施形態に係る音響変換装置の部分を例示する部分平面図である。
第４実施形態に係る音響変換装置の部分を拡大して例示する部分拡大平面図である。
図７中のＩＸ－ＩＸ線に沿う切断面を例示する断面図である。
図８中のＸ－Ｘ線に沿う切断面を例示する断面図である。
音響変換装置の部分を拡大して例示する部分拡大斜視図である。
第５実施形態に係る音響変換装置を例示する平面図である。
第５実施形態に係る音響変換装置を例示する斜視図である。
第５実施形態に係る音響変換装置を底面側から例示する斜視図である。
第５実施形態に係る音響変換装置を例示する断面図である。
振動板（圧電膜）を拡大して例示する部分拡大断面図である。
音圧を受けて変形する振動板に発生した電荷の分布を例示する側面図である。
第６実施形態に係る音響変換装置を例示する平面図である。
第６実施形態に係る音響変換装置を例示する断面図であり、図１８中のＩＸ－ＩＸ線に沿う断面図である。
第６実施形態に係る音響変換装置の回路図である。
センシング領域径割合と規格化されたＳＮＲとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態に係る音響変換装置について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。また、本明細書において、「上」及び「下」との用語を使用する場合がある。これは、図２に示されている状態における「上」及び「下」であり、Ｚ軸方向において、上部電極３０が配置されている方を「上」とし、下部電極４０が配置されている方を「下」とする。実際の音響変換装置１００の配置はこれに限定されない。上部電極３０が下に配置され、下部電極４０が上に配置されていてもよい。
【０００９】
［第１実施形態に係る音響変換装置１００］
図１は、第１実施形態に係る音響変換装置１００を例示する斜視図である。図２は、第１実施形態に係る音響変換装置１００を例示する断面図であり、ＸＺ面に沿う断面を示す図である。なお、各図において、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向を図示する場合がある。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向は、直交していなくてもよい。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向は任意の方向でもよい。Ｘ軸方向は、第１方向の一例である。Ｙ軸方向は、第１方向と交差する第２方向の一例である。Ｚ軸方向は、圧電膜の厚さ方向の一例である。
【００１０】
図１及び図２に示す音響変換装置１００は、圧電素子（圧電膜）を有する圧電式の音響変換装置である。音響変換装置１００は、例えばマイクロフォン（ＭＥＭＳマイク）でもよい。音響変換装置１００は、ノイズキャンセルの用途に使用されるものでもよい。音響変換装置１００は、ＴＷＳ（Ture wireless stereo）でもよく、自動車に搭載される車載の装置でもよい。音響変換装置１００は、例えば補聴器として使用されるものでもよい。音響変換装置１００は、物理量を検出可能であれば、よく、用途は特に限定されない。物理量は、例えば音圧でもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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