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公開番号2025155881
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-14
出願番号2025019550
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】感度の向上を図る音響変換装置を提供する。
【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から固定枠10の内側に張り出すカンチレバー20と、を備え、カンチレバー20は、下部電極40と、下部電極40の上に形成された第1圧電層61と、第1圧電層61の上に形成された中間電極50と、中間電極50の上に形成された第2圧電層62と、第2圧電層62の上に形成された上部電極30と、を有し、中間電極50のZ軸方向の厚さは、上部電極30のZ軸方向の厚さ又は下部電極40ののZ軸方向の厚さよりも厚い。
【選択図】図2
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、
下部電極と、
前記下部電極の上に形成された第１圧電層と、
前記第１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第２圧電層と、
前記第２圧電層の上に形成された上部電極と、を有し、
前記中間電極の厚さは、前記上部電極又は前記下部電極の厚さよりも厚い音響変換装置。
続きを表示（約 760 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２に記載の音響変換装置。
【請求項４】
前記中間電極の厚さは、前記圧電素子の厚さの１０％以上９０％以下である請求項２又は３に記載の音響変換装置。
【請求項５】
前記中間電極の厚さは、前記圧電素子の厚さの３０％以上７０％以下である請求項２又は３に記載の音響変換装置。
【請求項６】
前記中間電極の厚さは、前記圧電素子の厚さの４０％以上６０％以下である請求項２又は３に記載の音響変換装置。
【請求項７】
前記圧電素子は、当該圧電素子が撓んだ際に内部に発生する引張力及び圧縮力のいずれも発生しない中立面を含み、
前記中間電極は、前記中立面を含む請求項１に記載の音響変換装置。
【請求項８】
前記中立面は、前記圧電素子の厚さ方向の中心である請求項７に記載の音響変換装置。
【請求項９】
前記上部電極の厚さと前記下部電極の厚さは同じである請求項８に記載の音響変換装置。
【請求項１０】
前記第１圧電層の厚さと前記第２圧電層の厚さは同じである請求項８又は９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 2,000 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、固定枠から固定枠の内側に張り出すカンチレバーと、を備え、カンチレバーは、下部電極と、下部電極の上に形成された第１圧電層と、第１圧電層の上に形成された中間電極と、中間電極の上に形成された第２圧電層と、第２圧電層の上に形成された上部電極と、を有し、中間電極の厚さは、上部電極又は下部電極の厚さよりも厚い。
【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斜視図である。
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る。
カンチレバーを例示する断面図である。
比較例に係るカンチレバーを例示する断面図である。
中間電極の厚み率と電圧との関係を示すグラフである。
第２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２実施形態に係る音響変換装置を例示する断面図である。
第３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３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３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３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４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４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１４中のＩＸ－ＩＸ線に沿う断面図である。
第４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、例えば図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。
【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を例示する断面図である。図３は、カンチレバー２０（２０Ａ）を例示する断面図である。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方向と交差する方向である。
【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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