特開 2025-132779 圧電デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025132779

(43)【公開日】2025-09-10

(54)【発明の名称】圧電デバイス

(51)【国際特許分類】

   H10N 30/30 20230101AFI20250903BHJP

   H10N 30/853 20230101ALI20250903BHJP

   H10N 30/87 20230101ALI20250903BHJP

【ＦＩ】

H10N30/30

H10N30/853

H10N30/87

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024030568

(22)【出願日】2024-02-29

(71)【出願人】

【識別番号】000191238

【氏名又は名称】日清紡マイクロデバイス株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(71)【出願人】

【識別番号】520124752

【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】臼井 孝英

(72)【発明者】

【氏名】桝本 尚己

(72)【発明者】

【氏名】高橋 宏

(72)【発明者】

【氏名】掛札 尚

(72)【発明者】

【氏名】白石 健太朗

(72)【発明者】

【氏名】榎本 哲也

(57)【要約】

【課題】音響圧力に対して圧電膜を適切に歪ませることができる圧電デバイスを提供する。
【解決手段】本発明の１つの側面にかかる圧電デバイスは、第１の主面と前記第１の主面の反対側の第２の主面とそれぞれが前記第１の主面から前記第２の主面まで貫通し２以上の環状列を形成する複数のスリットとを有する圧電膜と、前記圧電膜の外縁を保持する保持部と、前記第１の主面における前記複数のスリット間の領域を覆う第１の電極パターンと、前記第２の主面における前記複数のスリット間の領域を覆う第２の電極パターンとを有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の主面と前記第１の主面の反対側の第２の主面とそれぞれが前記第１の主面から前記第２の主面まで貫通し２以上の環状列を形成する複数のスリットとを有する圧電膜と、
前記圧電膜の外縁を保持する保持部と、
前記第１の主面における前記複数のスリット間の領域を覆う第１の電極パターンと、
前記第２の主面における前記複数のスリット間の領域を覆う第２の電極パターンと、
を備えた圧電デバイス。

【請求項2】

前記複数のスリットは、千鳥状に配される
請求項１に記載の圧電デバイス。

【請求項3】

前記第１の電極パターンは、前記第１の主面の同一の環状列における複数のスリット間の領域を覆い、
前記第２の電極パターンは、前記第２の主面の同一の環状列における複数のスリット間の領域を覆う
請求項１に記載の圧電デバイス。

【請求項4】

前記第１の電極パターンは、前記第１の主面の同一の環状列における前記複数のスリット間の周辺の領域をさらに覆い、
前記第２の電極パターンは、前記第２の主面の同一の環状列における前記複数のスリット間の周辺の領域をさらに覆う
請求項３に記載の圧電デバイス。

【請求項5】

前記環状列の列数、列間隔、列内における各スリットの長さは、要求される性能に応じて決められる
請求項１に記載の圧電デバイス。

【請求項6】

前記保持部は、前記圧電膜の外縁を全周で保持する
請求項１に記載の圧電デバイス。

【請求項7】

前記保持部は、前記圧電膜の外縁を全周の一部で保持する
請求項１に記載の圧電デバイス。

【請求項8】

前記スリットの幅は、周方向について略一定である
請求項１に記載の圧電デバイス。

【請求項9】

前記スリットは、第１の周方向位置で第１の幅を有し、第２の周方向位置で第２の幅を有する
請求項１に記載の圧電デバイス。

【請求項10】

前記スリットの曲率は、周方向について略一定である
請求項１に記載の圧電デバイス。

【請求項11】

前記スリットは、第１の周方向位置で第１の曲率を有し、第２の周方向位置で第２の曲率を有する
請求項１に記載の圧電デバイス。

【請求項12】

前記圧電膜は、前記２以上の環状列の内側にスリットを有しない
請求項１に記載の圧電デバイス。

【請求項13】

前記第１の主面における前記２以上の環状列の内側の領域を覆う第１のダミー電極パターンと、
前記第２の主面における前記２以上の環状列の内側の領域を覆う第２のダミー電極パターンと、
をさらに備えた
請求項１に記載の圧電デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書の実施形態は、圧電デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

圧電膜を有する圧電デバイスは、圧電膜が音響圧力を受けると、圧電膜が歪み、その歪み量に応じて圧電膜内に電圧が発生する。圧電デバイスでは、圧電膜の電圧変化を信号として取り出すことで、音響圧力に応じた信号を得ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０２１／０２４８６５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

圧電デバイスでは、圧電膜による音響圧力の検知特性を向上させるためには、音響圧力に対して圧電膜を適切に歪ませることが望まれる。

【0005】

本発明の目的は、音響圧力に対して圧電膜を適切に歪ませることができる圧電デバイスを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の１つの側面にかかる圧電デバイスは、第１の主面と前記第１の主面の反対側の第２の主面とそれぞれが前記第１の主面から前記第２の主面まで貫通し２以上の環状列を形成する複数のスリットとを有する圧電膜と、前記圧電膜の外縁を保持する保持部と、前記第１の主面における前記複数のスリット間の領域を覆う第１の電極パターンと、前記第２の主面における前記複数のスリット間の領域を覆う第２の電極パターンとを有する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、音響圧力に対して圧電膜を適切に歪ませることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る圧電デバイスの構成を示す斜視図。

【図2】実施形態に係る圧電デバイスの構成を示す平面図。

【図3】実施形態に係る圧電デバイスの構成を示す断面図。

【図4】実施形態に係る圧電デバイスの構成を示す断面図。

【図5】実施形態における電極パターン及び圧電膜の構成を示す平面方向の断面図。

【図6】実施形態の第１の変形例に係る圧電デバイスの構成を示す平面図。

【図7】実施形態の第２の変形例に係る圧電デバイスの構成を示す平面図。

【図8】実施形態の第３の変形例に係る圧電デバイスの構成を示す平面図。

【図9】実施形態の第４の変形例に係る圧電デバイスの構成を示す平面図。

【図10】実施形態の第５の変形例に係る圧電デバイスの構成を示す平面図。

【図11】実施形態の第６の変形例における電極パターン及び圧電膜の構成を示す平面方向の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら、圧電デバイスの実施形態について詳細に説明する。以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作を行うものとして、重複する説明は適宜省略する。

【0010】

（実施形態）
実施形態に係る圧電デバイスは、圧電膜を有し、圧電膜が音響圧力を受けると、圧電膜が歪み、その歪み量に応じて圧電膜内に電圧が発生し、圧電膜の電圧変化を信号として出力するが、音響圧力に対して圧電膜を適切に歪ませるための工夫が施される。

【0011】

圧電デバイス１は、図１～図４に示すように構成され得る。図１は、実施形態に係る圧電デバイスの構成を示す斜視図である。図２は、実施形態に係る圧電デバイスの構成を示す平面図である。図３は、実施形態に係る圧電デバイスの構成を示す断面図である。図４は、実施形態に係る圧電デバイスの構成を示す断面図である。

【0012】

圧電デバイス１は、圧電膜２，３、電極パターン４，５，６、ダミー電極パターン７，８，９及び保持部１０を有する。

【0013】

以下では、圧電膜２の主面２ａに垂直な方向をＺ方向とし、Ｚ方向に垂直な面内で直交する２方向をＸ方向及びＹ方向とする。

【0014】

圧電デバイス１において、保持部１０、圧電膜３、圧電膜２が順にＺ方向に積層される。保持部１０は、圧電膜３の外縁を保持する。圧電膜２は、Ｚ方向における保持部１０の反対側で圧電膜３を覆う。

【0015】

保持部１０は、ＸＹ平面視で矩形枠形状を有する。保持部１０は、＋Ｚ側に主面１０ａを有する。圧電膜３は、ＸＹ方向に延び、＋Ｚ側に主面３ａを有し、－Ｚ側に主面３ｂを有する。圧電膜２は、ＸＹ方向に延び、＋Ｚ側に主面２ａを有し、－Ｚ側に主面２ｂを有する。

【0016】

保持部１０は、主面１０ａが圧電膜３の主面３ｂにおける縁部近傍に接触する。これにより、保持部１０は、圧電膜３の外縁を保持する。圧電膜２は、圧電膜３を外縁近傍まで覆っている。これにより、保持部１０は、圧電膜３を介して圧電膜２の外縁を保持する。

【0017】

圧電膜２，３は、それぞれ、圧電効果を有する任意の圧電材料で形成され得る。圧電材料は、ＡｌＮ、ＳｃＡｌＮ、ＺｎＯ、ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３：チタン酸ジルコン酸亜鉛）、ＫＮ（ＫＮｂＯ３：ニオブ酸カリウム）、ＬＮ（ＬｉＮｂＯ３：ニオブ酸リチウム）、ＫＮＮ（（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３）、ＢａＴｉＯ３を含んでもよい。

【0018】

圧電膜２の主面２ｂは、圧電膜３の主面３ａを覆う。これにより、圧電デバイス１において、複数の圧電膜２，３がＺ方向に積層された積層体ＳＳＴ（図４参照）が形成される。積層体ＳＳＴは、圧電素子として機能する。積層体ＳＳＴでは、複数の圧電膜２，３が複数の電極パターン４，５，６によりＺ方向に挟まれたバイモルフ構造を形成している。

【0019】

圧電膜２，３は、複数のスリット２１と複数のスリット２２とを有する。

【0020】

図５（ａ）～図５（ｃ）に示すように、各スリット２１は、圧電膜２及び圧電膜３で共通に形成される。各スリット２２は、圧電膜２及び圧電膜３で共通に形成される。図５は、電極パターン及び圧電膜の構成を示す平面方向の断面図である。図５（ａ）は、図３をＣ－Ｃ線に沿って切ったＸＹ断面図であり、電極パターン４＿１～４＿８及び圧電膜２のＸＹ断面構成を示す。図５（ｂ）は、図３をＤ－Ｄ線に沿って切ったＸＹ断面図であり、圧電膜２のＸＹ断面構成を示す。図５（ｃ）は、図３をＥ－Ｅ線に沿って切ったＸＹ断面図であり、電極パターン５＿１～５＿８及び圧電膜３のＸＹ断面構成を示す。

【0021】

複数のスリット２１は、２以上の環状列を形成する。図１、図２では、複数のスリット２１が３つの環状列を形成する構成が例示される。

【0022】

すなわち、スリット２１＿（１，１）～２１＿（１，８）に対して径方向外側に離間して、スリット２１＿（２，１）～２１＿（２，８）が配される。スリット２１＿（２，１）～２１＿（２，８）に対して径方向外側に離間して、スリット２１＿（３，１）～２１＿（３，８）が配される。

【0023】

３つの環状列のうち、スリット２１＿（１，１）～２１＿（１，８）は、内側から１列目の環状列を形成する。内側から１列目の環状列において、スリット２１＿（１，１）～２１＿（１，８）は、周方向に略均等な配置ピッチで配される。スリット２１＿（１，１）～２１＿（１，８）は、周方向に、略均等なクリアランスで互いに離間する。

【0024】

各スリット２１＿（１，１）～２１＿（１，８）は、長さが１つの電極パターン４，５，６に対応した長さであり、例えば中心角４５度に対応した長さである。各スリット２１＿（１，１）～２１＿（１，８）は、幅が周方向について略一定であってもよい。各スリット２１＿（１，１）～２１＿（１，８）は、径方向における中点を結ぶ仮想的な線を軸とよぶことにする。各スリット２１＿（１，１）～２１＿（１，８）は、軸の曲率が周方向について略一定であってもよい。

【0025】

スリット２１＿（２，１）～２１＿（２，８）は、内側から２列目の環状列を形成する。内側から２列目の環状列において、スリット２１＿（２，１）～２１＿（２，８）は、周方向に略均等な配置ピッチで配される。スリット２１＿（２，１）～２１＿（２，８）は、周方向に、略均等なクリアランスで互いに離間する。

【0026】

各スリット２１＿（２，１）～２１＿（２，８）は、長さが１つの電極パターン４，５，６に対応した長さであり、例えば中心角４５度に対応した長さである。各スリット２１＿（２，１）～２１＿（２，８）は、幅が周方向について略一定であってもよい。各スリット２１＿（２，１）～２１＿（２，８）は、径方向における中点を結ぶ仮想的な線を軸とよぶことにする。各スリット２１＿（２，１）～２１＿（２，８）は、軸の曲率が周方向について略一定であってもよい。

【0027】

スリット２１＿（３，１）～２１＿（３，８）は、内側から３列目の環状列を形成する。内側から３列目の環状列において、スリット２１＿（３，１）～２１＿（３，８）は、周方向に略均等な配置ピッチで配される。スリット２１＿（３，１）～２１＿（３，８）は、周方向に、略均等なクリアランスで互いに離間する。

【0028】

各スリット２１＿（３，１）～２１＿（３，８）は、長さが１つの電極パターン４，５，６に対応した長さであり、例えば中心角４５度に対応した長さである。各スリット２１＿（３，１）～２１＿（３，８）は、幅が周方向について略一定であってもよい。各スリット２１＿（３，１）～２１＿（３，８）は、径方向における中点を結ぶ仮想的な線を軸とよぶことにする。各スリット２１＿（３，１）～２１＿（３，８）は、軸の曲率が周方向について略一定であってもよい。

【0029】

複数のスリット２１は、２以上の環状列において、千鳥状に配される。内側から１列目の環状列における各スリット２１＿（１，１）～２１＿（１，８）は、内側から２列目の環状列における各スリット２１＿（２，１）～２１＿（２，８）に対して、配置位置が配置ピッチの約半分で周方向にシフトしている。内側から２列目の環状列における各スリット２１＿（２，１）～２１＿（２，８）は、内側から３列目の環状列における各スリット２１＿（３，１）～２１＿（３，８）に対して、配置位置が配置ピッチの約半分で周方向にシフトしている。

【0030】

複数のスリット２２は、２以上の環状列に沿って、放射状に配される。複数のスリット２２は、主面２ａ内で電極パターン４を周方向に電気的に分離し、主面２ｂ，３ａ内で電極パターン５を周方向に電気的に分離し、主面３ｂ内で電極パターン６を周方向に電気的に分離する。

【0031】

図１、図２では、８つのスリット２２＿１～２２＿８が放射状に配される構成が例示される。８つのスリット２２＿１～２２＿８は、主面２ａ内で８つの電極パターン４＿１～４＿８を周方向に電気的に分離し（図５（ａ）参照）、主面２ｂ，３ａ内で８つの電極パターン５＿１～５＿８を周方向に電気的に分離し（図５（ｃ）参照）、主面３ｂ内で８つの電極パターン６＿１～６－８を周方向に電気的に分離する。

【0032】

圧電膜２，３は、図１、図２に示すように、複数のスリット２１と複数のスリット２２とを有することで、－Ｚ方向又は＋Ｚ方向から音響圧力を受けた際に、その内部に残留応力が残ることを抑制できる。

【0033】

圧電膜２，３は、２以上の環状列の内側にスリットを有しない。これに応じて、Ｚ軸を含む断面視において、圧電膜２，３は、図３、図４に示すように、ＸＹ方向両端が保持部１０で支持された両持ち梁状の構造を有している。立体視において、圧電膜２，３は、図１に示すように、ＸＹ方向外縁が全周で保持部１０により保持されたフルクランプ構造を有している。これにより、圧電膜２，３が－Ｚ方向又は＋Ｚ方向から音響圧力を受けた際に、低周波成分を含む所望の周波数範囲の音響圧力に応じて圧電膜２，３を適度に歪ませることができ、歪みによる応力に応じた電圧を効果的に圧電膜２，３内に発生でき、圧電デバイス１の音響圧力に対する検知の精度を向上できる。

【0034】

これに関して、検討を行ったところ、圧電膜２，３が音響圧力を受けた際の歪みは一様ではなく、歪みによる応力が複数のスリット２１間の領域に集中する傾向にある。これに応じて、圧電膜２，３における歪みによる応力に応じた電圧も複数のスリット２１間の領域に集中する傾向にある。

【0035】

このため、電極パターン４は、図３、図４、図５（ａ）に示すように、圧電膜２の主面２ａにおける複数のスリット２１間の領域を覆う。電極パターン４は、主面２ａの同一の環状列における複数のスリット２１間の領域を覆ってもよい。例えば、電極パターン４＿１は、スリット２１＿（１，８）及びスリット２１＿（１，１）間の領域、スリット２１＿（１，１）及びスリット２１＿（１，２）間の領域、スリット２１＿（２，１）及びスリット２１＿（２，２）間の領域、スリット２１＿（３，８）及びスリット２１＿（３，１）間の領域、スリット２１＿（３，１）及びスリット２１＿（３，２）間の領域を覆う。

【0036】

電極パターン４は、主面２ａの同一の環状列における複数のスリット２１間の周辺の領域をさらに覆ってもよい。例えば、電極パターン４＿１は、スリット２１＿（１，８）及びスリット２１＿（１，１）間の領域とスリット２１＿（２，１）との間の領域、スリット２１＿（１，１）及びスリット２１＿（１，２）間の領域とスリット２１＿（２，２）との間の領域、スリット２１＿（２，１）及びスリット２１＿（２，２）間の領域とスリット２１＿（１，１）・スリット２１＿（３，１）との間の領域、スリット２１＿（３，８）及びスリット２１＿（３，１）間の領域とスリット２１＿（２，１）との間の領域、スリット２１＿（３，１）及びスリット２１＿（３，２）間の領域とスリット２１＿（２，２）との間の領域を覆う。

【0037】

電極パターン５は、図３、図４に示すように、圧電膜２の主面２ｂにおける複数のスリット２１間の領域を覆う。電極パターン５は、主面２ｂの同一の環状列における複数のスリット２１間の領域を覆ってもよい。電極パターン５は、主面２ｂの同一の環状列における複数のスリット２１の周辺の領域をさらに覆ってもよい。

【0038】

電極パターン５は、図３、図４、図５（ｃ）に示すように、圧電膜３の主面３ａにおける複数のスリット２１間の領域を覆う。電極パターン５は、主面３ａにおける複数のスリット２１の周辺の領域をさらに覆ってもよい。

【0039】

電極パターン６は、図３、図４に示すように、圧電膜３の主面３ｂにおける複数のスリット２１間の領域を覆う。電極パターン６は、主面３ｂの同一の環状列における複数のスリット２１間の領域を覆ってもよい。電極パターン６は、主面３ｂの同一の環状列における複数のスリット２１の周辺の領域をさらに覆ってもよい。

【0040】

これにより、各主面２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂにおいて、歪みによる応力に応じた電圧を効果的に圧電デバイス１で検知でき、圧電デバイス１の所望の周波数範囲の音響圧力に対する検知の感度を向上できる。なお、所望の周波数範囲は、圧電膜２，３の共振周波数より若干低くなる範囲に設けられ得る。

【0041】

ダミー電極パターン７は、図３、図４に示すように、圧電膜２の主面２ａにおけるスリット２１の２以上の環状列に対して、その内側の領域を覆う。ダミー電極パターン７は、電極パターン４＿１～４＿８から径方向内側に離間して配される。

【0042】

ダミー電極パターン８は、図３、図４に示すように、圧電膜２の主面２ｂにおけるスリット２１の２以上の環状列に対して、その内側の領域を覆う。ダミー電極パターン８は、電極パターン５＿１～５＿８から径方向内側に離間して配される。

【0043】

ダミー電極パターン８は、図３、図４、図５（ｃ）に示すように、圧電膜３の主面３ａにおけるスリット２１の２以上の環状列に対して、その内側の領域を覆う。ダミー電極パターン８は、電極パターン５＿１～５＿８から径方向内側に離間して配される。

【0044】

ダミー電極パターン９は、図３、図４に示すように、圧電膜３の主面３ｂにおけるスリット２１の２以上の環状列に対して、その内側の領域を覆う。ダミー電極パターン９は、電極パターン６＿１～６＿８から径方向内側に離間して配される。

【0045】

これにより、各主面２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂにおいて、圧電膜２，３の強度を補強できる。

【0046】

以上のように、実施形態では、圧電デバイス１において、外縁が保持部１０で保持された圧電膜２，３に２以上の環状列に沿って複数のスリット２１が配され、各主面２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂにおける複数のスリット２１間の領域を電極パターン４，５，６が覆う。これにより、圧電膜２，３が－Ｚ方向又は＋Ｚ方向から音響圧力を受けた際に、圧電膜２，３を適度に歪ませることができ、歪みによる応力に応じた電圧を効果的に圧電デバイス１で検知でき、圧電デバイス１の音響圧力に対する検知の精度及び感度を向上できる。

【0047】

なお、電極パターン４，５，６の分割数は、８個に限定されず、例えば、４個でもよいし、１６個でもよい。

【0048】

保持部１０は、圧電膜２，３の外縁を全周の一部で保持してもよい。例えば、保持部１０は、圧電膜２，３の外縁を角部近傍で選択的に保持してもよいし、圧電膜２，３の外縁を所定ピッチで離間する複数点で選択的に保持してもよい。

【0049】

各スリット２１の幅は、周方向位置で異なる幅が混在していてもよい。例えば、スリット２１は、第１の周方向位置で第１の幅を有し、第２の周方向位置で第２の幅を有してもよい。スリット２１は、さらに、第３の周方向位置で第３の幅を有してもよい。

【0050】

各スリット２１の曲率は、周方向位置で異なる曲率が混在していてもよい。例えば、スリット２１は、第１の周方向位置で第１の曲率を有し、第２の周方向位置で第２の曲率を有してもよい。スリット２１は、さらに、第３の周方向位置で第３の曲率を有してもよい。各スリット２１は、多角形孤状に延びてもよいし、波型に蛇行しながら延びてもよいし、折れ線状に蛇行しながら延びてもよい。

【0051】

スリット２１で形成される環状列の列数、列間隔、列内における各スリットの長さは、圧電デバイス１に要求される性能に応じて決められ得る。すなわち、要求される性能に応じて、複数のスリット２１の配置構成が変えられ、圧電デバイス１の剛性が変えられ、共振周波数が変えられることで、圧電デバイス１で検知すべき音響圧力の周波数範囲が調整されてもよい。

【0052】

例えば、圧電デバイス１０１において、複数のスリット１２１の配置構成が図６のように変えられてもよい。図６は、実施形態の第１の変形例に係る圧電デバイス１０１の構成を示す平面図である。

【0053】

図６では、複数のスリット１２１が２つの環状列を形成する構成が例示される。２つの環状列のうち、スリット１２１＿（１，１）～１２１＿（１，８）は、内側から１列目の環状列を形成する。スリット１２１＿（２，１）～１２１＿（２，８）は、内側から２列目の環状列を形成する。

【0054】

電極パターン１０４は、主面２ａの同一の環状列における複数のスリット１２１間の領域を覆ってもよい。例えば、電極パターン１０４＿１は、スリット１２１＿（１，１）及びスリット１２１＿（１，２）間の領域、スリット１２１＿（２，８）及びスリット１２１＿（２，１）間の領域、スリット１２１＿（２，１）及びスリット１２１＿（２，２）間の領域を覆う。電極パターン１０５（図示せず）は、主面２ｂの同一の環状列における複数のスリット１２１間の領域を覆ってもよい。電極パターン１０６（図示せず）は、主面３ｂの同一の環状列における複数のスリット１２１間の領域を覆ってもよい。

【0055】

図６の構成は、図２の構成に比べると、環状列の列数が少なくなっている。これにより、図６の構成は、図２の構成に比べて、共振周波数が高くなり、感度が低くなり得る。

【0056】

このような構成によれば、圧電デバイス１０１で検知すべき音響圧力の感度を圧電デバイス１より低く調整できる。

【0057】

あるいは、圧電デバイス２０１において、複数のスリット２２１の配置構成が図７のように変えられてもよい。図７は、実施形態の第２の変形例に係る圧電デバイス２０１の構成を示す平面図である。

【0058】

図７では、複数のスリット２２１が３つの環状列を形成する構成が例示される。３つの環状列のうち、スリット２２１＿（１，１）～２２１＿（１，４）は、内側から１列目の環状列を形成する。各スリット２２１＿（１，１）～２２１＿（１，４）は、長さが２つの電極パターン２０４，２０５，２０６に対応した長さであり、例えば中心角９０度に対応した長さである。スリット２２１＿（２，１）～２２１＿（２，４）は、内側から２列目の環状列を形成する。各スリット２２１＿（２，１）～２２１＿（２，４）は、長さが２つの電極パターン２０４，２０５，２０６に対応した長さであり、例えば中心角９０度に対応した長さである。スリット２２１＿（３，１）～２２１＿（３，４）は、内側から２列目の環状列を形成する。各スリット２２１＿（３，１）～２２１＿（３，４）は、長さが２つの電極パターン２０４，２０５，２０６に対応した長さであり、例えば中心角９０度に対応した長さである。

【0059】

電極パターン２０４は、主面２ａの同一の環状列における複数のスリット２２１間の領域を覆ってもよい。例えば、電極パターン２０４＿１は、スリット２２１＿（１，４）及びスリット２２１＿（１，１）間の領域、スリット２２１＿（２，１）及びスリット２２１＿（２，２）間の領域、スリット２２１＿（３，４）及びスリット２２１＿（３，１）間の領域を覆う。電極パターン２０５（図示せず）は、主面２ｂの同一の環状列における複数のスリット２２１間の領域を覆ってもよい。電極パターン２０６（図示せず）は、主面３ｂの同一の環状列における複数のスリット２２１間の領域を覆ってもよい。

【0060】

図７の構成は、図２の構成に比べると、列内における各スリットの長さが長くなっている。これにより、図７の構成は、図２の構成に比べて、共振周波数が低くなり、感度が高くなり得る。

【0061】

このような構成によれば、圧電デバイス１０１で検知すべき音響圧力の感度を圧電デバイス１より高く調整できる。

【0062】

あるいは、圧電デバイス３０１において、複数のスリット３２１の配置構成が図８のように変えられてもよい。図８は、実施形態の第３の変形例に係る圧電デバイス３０１の構成を示す平面図である。

【0063】

図８では、複数のスリット３２１が４つの環状列を形成する構成が例示される。４つの環状列のうち、スリット３２１＿（１，１）～３２１＿（１，４）は、内側から１列目の環状列を形成する。スリット３２１＿（２，１）～３２１＿（２，４）は、内側から２列目の環状列を形成する。スリット３２１＿（３，１）～３２１＿（３，４）は、内側から３列目の環状列を形成する。スリット３２１＿（４，１）～３２１＿（４，４）は、内側から４列目の環状列を形成する。

【0064】

電極パターン３０４は、主面２ａの同一の環状列における複数のスリット３２１間の領域を覆ってもよい。例えば、電極パターン３０４＿１は、スリット３２１＿（１，１）及びスリット３２１＿（１，２）間の領域、スリット３２１＿（２，４）及びスリット３２１＿（２，１）間の領域、スリット３２１＿（３，１）及びスリット３２１＿（３，２）間の領域、スリット３２１＿（４，４）及びスリット３２１＿（４，１）間の領域を覆う。電極パターン３０５（図示せず）は、主面２ｂの同一の環状列における複数のスリット３２１間の領域を覆ってもよい。電極パターン３０６（図示せず）は、主面３ｂの同一の環状列における複数のスリット３２１間の領域を覆ってもよい。

【0065】

図８の構成は、図２の構成に比べると、環状列の列数が多くなっている。これにより、図８の構成は、図２の構成に比べて、共振周波数が低くなり、感度が高くなり得る。

【0066】

このような構成によれば、圧電デバイス３０１で検知すべき音響圧力の感度を圧電デバイス１より高く調整できる。

【0067】

あるいは、圧電デバイス４０１において、複数のスリット４２１の配置構成が図９のように変えられてもよい。図９は、実施形態の第４の変形例に係る圧電デバイス４０１の構成を示す平面図である。

【0068】

図９では、複数のスリット４２１が２つの環状列を形成する構成が例示される。２つの環状列のうち、スリット４２１＿（１，１）～４２１＿（１，４）は、内側から１列目の環状列を形成する。各スリット４２１＿（１，１）～４２１＿（１，４）は、長さが２つの電極パターン４０４，４０５，４０６に対応した長さであり、例えば中心角９０度に対応した長さである。スリット４２１＿（２，１）～４２１＿（２，４）は、内側から２列目の環状列を形成する。各スリット４２１＿（２，１）～４２１＿（２，４）は、長さが２つの電極パターン２０４，２０５，２０６に対応した長さであり、例えば中心角９０度に対応した長さである。

【0069】

電極パターン４０４は、主面２ａの同一の環状列における複数のスリット４２１間の領域を覆ってもよい。例えば、電極パターン４０４＿１は、スリット４２１＿（１，１）及びスリット４２１＿（１，２）間の領域、スリット４２１＿（２，４）及びスリット４２１＿（２，１）間の領域を覆う。電極パターン４０５（図示せず）は、主面２ｂの同一の環状列における複数のスリット４２１間の領域を覆ってもよい。電極パターン４０６（図示せず）は、主面３ｂの同一の環状列における複数のスリット４２１間の領域を覆ってもよい。

【0070】

図９の構成は、図６の構成に比べると、列内における各スリットの長さが長くなっている。これにより、図９の構成は、図６の構成に比べて、共振周波数が低くなり、感度が高くなり得る。

【0071】

このような構成によれば、圧電デバイス４０１で検知すべき音響圧力の感度を圧電デバイス１０１より高く調整できる。

【0072】

あるいは、圧電デバイス５０１において、複数のスリット５２１の配置構成が図１０のように変えられてもよい。図１０は、実施形態の第５の変形例に係る圧電デバイス５０１の構成を示す平面図である。

【0073】

図１０では、複数のスリット５２１が２つの環状列を形成する構成が例示される。２つの環状列のうち、スリット５２１＿（１，１）～５２１＿（１，４）は、内側から１列目の環状列を形成する。スリット４２１＿（２，１）～４２１＿（２，４）は、内側から２列目の環状列を形成する。

【0074】

電極パターン５０４は、主面２ａの同一の環状列における複数のスリット５２１間の領域を覆ってもよい。例えば、電極パターン５０４＿１は、スリット５２１＿（１，１）及びスリット５２１＿（１，２）間の領域、スリット５２１＿（２，４）及びスリット５２１＿（２，１）間の領域を覆う。電極パターン５０５（図示せず）は、主面２ｂの同一の環状列における複数のスリット５２１間の領域を覆ってもよい。電極パターン５０６（図示せず）は、主面３ｂの同一の環状列における複数のスリット５２１間の領域を覆ってもよい。

【0075】

図１０の構成は、図６の構成に比べると、列間隔が広くなっている。これにより、図１０の構成は、図６の構成に比べて、強度が強くなり、感度が低くなり得る。

【0076】

このような構成によれば、圧電デバイス５０１で検知すべき音響圧力の感度を圧電デバイス４０１より低く調整できる。

【0077】

あるいは、圧電デバイス６０１において、図１１に示すように、電極パターン６０４，６０５，６０６が同一の環状列における複数のスリット２１間の領域を選択的に覆ってもよい。図１１は、実施形態の第６の変形例における電極パターン及び圧電膜の構成を示す平面方向の断面図である。図１１（ａ）に示す電極パターン６０４＿１ａ，６０４＿１ｂは、それぞれ、スリット２１＿（１，８）及びスリット２１＿（１，１）間の領域、スリット２１＿（３，８）及びスリット２１＿（３，１）間の領域を選択的に覆う。電極パターン６０４＿２は、スリット２１＿（２，１）及びスリット２１＿（２，２）間の領域を選択的に覆う。

【0078】

図１１（ｃ）に示す電極パターン６０５＿１ａ，６０５＿１ｂは、それぞれ、スリット２１＿（１，８）及びスリット２１＿（１，１）間の領域、スリット２１＿（３，８）及びスリット２１＿（３，１）間の領域を選択的に覆う。電極パターン６０５＿２は、スリット２１＿（２，１）及びスリット２１＿（２，２）間の領域を選択的に覆う。

【0079】

なお、図１１（ｂ）は、図５（ｂ）と同様である。

【0080】

このような構成によれば、圧電膜２，３における歪による応力が集中する箇所をさらに選択的に覆うことができ、歪みによる応力に応じた電圧をさらに効果的に圧電デバイス１で検知でき、圧電デバイス１の所望の周波数範囲の音響圧力に対する検知の感度をさらに向上できる。

【0081】

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0082】

１、１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１ 圧電デバイス
２，３ 圧電膜
４～６，１０４～１０６，２０４～２０６，３０４～３０６，４０４～４０６，５０４～５０６，６０４～６０６ 電極パターン
１０ 保持部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】