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公開番号2025175090
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-28
出願番号2025149246,2022524291
出願日2025-09-09,2021-03-24
発明の名称トランスデューサ、及びその駆動方法、並びにシステム
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H04R 17/00 20060101AFI20251120BHJP(電気通信技術)
要約【課題】振動体の共振周波数を可変することができるトランスデューサを提供する。
【解決手段】圧電素子と、中空部を有する膜支持部と、前記膜支持部に連結され、膜厚方向に変位可能な振動膜と、を備え、かつ、前記振動膜上に前記圧電素子が積層される、膜体と、を有し、前記圧電素子は、第1の一対の電極と、前記第1の一対の電極に挟まれた第1の圧電膜と、を備える第1の積層体と、第2の一対の電極と、前記第2の一対の電極に挟まれた第2の圧電膜と、を備え、前記第1の積層体と離間する第2の積層体と、を有する、トランスデューサ。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
圧電素子と、
中空部を有する膜支持部と、前記膜支持部に連結され、膜厚方向に変位可能な振動膜と、を備え、かつ、前記振動膜上に前記圧電素子が積層される、膜体と、を有し、
前記圧電素子は、
第１の一対の電極と、前記第１の一対の電極に挟まれた第１の圧電膜と、を備える第１の積層体と、
第２の一対の電極と、前記第２の一対の電極に挟まれた第２の圧電膜と、を備え、前記第１の積層体と離間する第２の積層体と、を有するトランスデューサ。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記圧電素子は、さらに、第３の一対の電極と、前記第３の一対の電極に挟まれた第３の圧電膜と、を備える第３の積層体と、を有し、
前記第３の積層体は、前記第１の積層体及び前記第２の積層体に挟まれ、かつ、前記第１の積層体及び前記第２の積層体と離間する、請求項１に記載のトランスデューサ。
【請求項３】
圧電素子と、
中空部を有する膜支持部と、前記膜支持部に連結され、膜厚方向に変位可能な振動膜と、を備え、かつ、前記振動膜上に前記圧電素子が積層される、膜体と、を有し、
前記圧電素子は、
第１の電極と、
第１の圧電膜及び第２の電極を備える第１の積層体と、
第２の圧電膜及び第３の電極を備え、前記第１の積層体と離間する第２の積層体と、を有し、
前記第１の圧電膜は、前記第１の電極及び前記第２の電極に挟まれ、
前記第２の圧電膜は、前記第１の電極及び前記第３の電極に挟まれる、トランスデューサ。
【請求項４】
前記第１の圧電膜及び前記第２の圧電膜は、前記第１の電極上に位置する、請求項３に記載のトランスデューサ。
【請求項５】
前記圧電素子は、さらに、第３の圧電膜及び第４の電極、を備える第３の積層体と、を有し、
前記第３の積層体は、前記第１の積層体及び前記第２の積層体に挟まれ、かつ、前記第１の積層体及び前記第２の積層体と離間する、請求項３又は４に記載のトランスデューサ。
【請求項６】
前記第２の積層体の端部は、前記振動膜に対する法線方向から視て前記膜支持部と重畳する領域を有する、請求項１～５のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
【請求項７】
前記第１の積層体は、前記第２の積層体に囲まれている、請求項１～６のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
【請求項８】
圧電素子と、
中空部を有する膜支持部と、前記膜支持部に連結され、膜厚方向に変位可能な振動膜と、を備え、かつ、前記振動膜上に前記圧電素子が積層される、膜体と、を有し、
前記圧電素子は、
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極に挟まれた圧電膜と、
第３の電極と、を有し、
前記圧電膜は、前記第１の電極及び前記第３の電極に挟まれ、
前記第３の電極は、前記第２の電極と離間する、トランスデューサ。
【請求項９】
前記第３の電極の端部は、前記振動膜に対する法線方向から視て前記膜支持部と重畳する領域を有する、請求項８に記載のトランスデューサ。
【請求項１０】
前記圧電膜は、前記第１の電極上に位置する、請求項８又は９に記載のトランスデューサ。
（【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】
本実施形態は、トランスデューサ、及びその駆動方法、並びにシステムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、音波又は超音波の送信又は受信を行うトランスデューサが知られている。トランスデューサは、例えば、音波を送信するスピーカとして利用され、イヤホン又はウェアラブル端末などに搭載されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、イヤホンに好適な音発生装置が開示されている。この音発生装置は、磁界を発生させるコイルと、コイルにより発生させた磁界と相互作用して振動板を振動させるマグネットとを備えている。
【０００４】
コイルとマグネットとを用いるスピーカは、磁界を発生させるためにコイルに電流を流す必要があり、消費電力が高くなる。そこで、一対の電極によって圧電膜を両側から挟んで構成される圧電素子を利用したスピーカが注目されている（例えば、特許文献２）。この類のスピーカは、微細加工を実現する半導体製造技術であるＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）を用いて製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１８－１７０５９２号公報
特開２０１２－１０５１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
圧電素子は一対の電極に対して駆動電圧を繰り返し印加することで、圧電素子と共に振動膜が上側への変位と下側への変位を交互に繰り返す。具体的には、振動膜の先端側が反るように変位する。当該振動膜の振動により、振動膜の周囲の空気が振動させられ、空気の振動が音波として出力される。出力される音波の性質は、振動体（例えば、振動膜）の強度などの性質や大きさ（径や長さ）などによって決まる振動体の共振周波数に依存している。
【０００７】
出力される音波を受信する受信側において、振動体の共振周波数が最適なものでない場合、受信感度が低下してしまう。また、振動体の共振周波数を調整するためには、振動体の設計を変更する必要がある。このため、振動体の設計を決定すると振動体の共振周波数は固定され、この共振周波数を再調整することは多大な時間と労力が必要になってしまう。
【０００８】
本実施形態の一態様は、振動体の共振周波数を可変することができるトランスデューサを提供する。また、本実施形態の他の一態様は、当該トランスデューサの駆動方法を提供する。さらに、本実施形態の他の一態様は、振動体を、感度の高い、適した状態になるように振動体の共振周波数を調整するシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施形態の一態様は、圧電素子と、中空部を有する膜支持部と、前記膜支持部に連結され、膜厚方向に変位可能な振動膜と、を備え、かつ、前記振動膜上に前記圧電素子が積層される、膜体と、を有し、前記圧電素子は、第１の一対の電極と、前記第１の一対の電極に挟まれた第１の圧電膜と、を備える第１の積層体と、第２の一対の電極と、前記第２の一対の電極に挟まれた第２の圧電膜と、を備え、前記第１の積層体と離間する第２の積層体と、を有する、トランスデューサである。
【００１０】
本実施形態の他の一態様は、圧電素子と、中空部を有する膜支持部と、前記膜支持部に連結され、膜厚方向に変位可能な振動膜と、を備え、かつ、前記振動膜上に前記圧電素子が積層される、膜体と、を有し、前記圧電素子は、第１の電極と、第１の圧電膜及び第２の電極を備える第１の積層体と、第２の圧電膜及び第３の電極を備え、前記第１の積層体と離間する第２の積層体と、を有し、前記第１の圧電膜は、前記第１の電極及び前記第２の電極に挟まれ、前記第２の圧電膜は、前記第１の電極及び前記第３の電極に挟まれる、トランスデューサである。
（【００１１】以降は省略されています）

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