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公開番号2025170575
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-19
出願番号2024075256
出願日2024-05-07
発明の名称超音波トランスデューサおよび超音波センサ
出願人積水化学工業株式会社
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類H04R 17/00 20060101AFI20251112BHJP(電気通信技術)
要約【課題】高周波の超音波を出力可能な超音波トランスデューサ、および超音波センサを実現する。
【解決手段】第1電極層(12)と、発泡樹脂で構成されているエレクトレットシートを含む第1圧電体層(13)と、第2電極層(14)と、前記エレクトレットシートを含む第2圧電体層(15)と、第3電極層(12a)と、がこの順に積層されてなり、第1電極層(12)と、第3電極層(12a)とが導通しており、第1圧電体層(13)と、第2圧電体層(15)とが厚み方向に対して互いに同じ方向に分極している、超音波トランスデューサ(1)。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１電極層と、
発泡樹脂で構成されているエレクトレットシートを含む第１圧電体層と、
第２電極層と、
発泡樹脂で構成されているエレクトレットシートを含む第２圧電体層と、
第３電極層と、がこの順に積層されてなり、
第１電極層と、第３電極層とが導通しており、
第１圧電体層と、第２圧電体層とが厚み方向に対して互いに同じ方向に分極している、超音波トランスデューサ。
続きを表示（約 590 文字）【請求項２】
第１電極層と、
発泡樹脂で構成されているエレクトレットシートを含む第１圧電体層と、
発泡樹脂で構成されているエレクトレットシートを含む第２圧電体層と、
第２電極層と、がこの順に積層されてなり、
第１圧電体層と第２の圧電体層とが厚み方向に対して、互いに反対方向に分極している、超音波トランスデューサ。
【請求項３】
第１圧電体層の厚みが、第２圧電体層の厚みよりも大きい、請求項１に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項４】
前記第１圧電体層は、前記エレクトレットシートを２枚以上積層してなる、請求項１に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項５】
第１圧電体層側の面が背面、第２圧電体層側の面が放射面となるように構成されている、請求項１に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項６】
前記第１電極層及び前記第２電極層の少なくとも何れかは、複数の電極を備え、
前記第１電極層に含まれる電極と、前記第２電極層に含まれる電極とは、それぞれ対向している、請求項１に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項７】
請求項１～６のいずれか１項に記載の超音波トランスデューサと、当該超音波トランスデューサに接続されたアンプとを含む、超音波センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波トランスデューサおよび超音波センサに関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、超音波センサまたは超音波トランスデューサの圧電体層として、圧電セラミック、水晶、ポリフッ化ビニリデン等が使用されている。例えば、特許文献１の超音波センサは、高分子圧電材料を使用した圧電体と、上電極と下電極とを有する圧電シートを備えている。特許文献１の超音波センサは、圧電シートが下電極以外の領域で基台に固定されているため、高感度となることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－６７３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、圧電体として発泡樹脂からなるエレクトレットシートを用いて、圧電体層の厚み方向に振動する超音波センサとした場合、圧電体層の背面が固定されていると、該超音波センサが出力する超音波の周波数を高くすることが困難となる。
【０００５】
本発明の一態様は、上記課題を鑑みたものであり、高周波の超音波を出力可能な超音波トランスデューサ、および超音波センサを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様１に係る超音波トランスデューサは、第１電極層と、発泡樹脂で構成されているエレクトレットシートを含む第１圧電体層と、第２電極層と、発泡樹脂で構成されているエレクトレットシートを含む第２圧電体層と、第３電極層と、がこの順に積層されてなり、第１電極層と、第３電極層とが導通しており、第１圧電体層と、第２圧電体層とが厚み方向に対して互いに同じ方向に分極している。
【０００７】
本発明の態様２に係る超音波トランスデューサは、第１電極層と、発泡樹脂で構成されているエレクトレットシートを含む第１圧電体層と、発泡樹脂で構成されているエレクトレットシートを含む第２圧電体層と、第２電極層と、がこの順に積層されてなり、第１圧電体層と第２の圧電体層とが厚み方向に対して、互いに反対方向に分極している。
【０００８】
本発明の態様３に係る超音波トランスデューサは、態様１または２において、第１圧電体層の厚みが、第２圧電体層の厚みよりも大きい。
【０００９】
本発明の態様４に係る超音波トランスデューサは、態様１～３の何れかにおいて、前記第１圧電体層は、前記エレクトレットシートを２枚以上積層してなる。
【００１０】
本発明の態様５に係る超音波トランスデューサは、態様１～４の何れかにおいて、第１圧電体層側の面が背面、第２圧電体層側の面が放射面となるように構成されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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