WO2018020887A1 - ピックアップセンサおよび生体センサ - Google Patents

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WO2018020887A1
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conversion film
pickup sensor
electrode
thin film
protective layer
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PCT/JP2017/021962
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三好　哲
佐藤　純
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富士フイルム株式会社
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    • H04R1/46—Special adaptations for use as contact microphones, e.g. on musical instrument, on stethoscope

Definitions

  • the present invention relates to a pickup sensor and a biological sensor.
  • a throat microphone using a piezoelectric element as a vibration detection unit is known.
  • the throat microphone is used by pressing the vibration detection unit against the throat, and detects the vibration of the throat.
  • Patent Document 1 discloses a throat microphone having a first vibration-electric converter that is pressed against a throat portion via a holding member for a human body and converts vibration generated in the throat portion into an audio signal.
  • a second vibration-electric converter that detects mechanical vibration applied to the electric noise signal as an electric noise signal, and the second vibration-electric converter causes the sound output level of the first vibration-electric converter to be A controlled throat microphone is described.
  • Patent Document 2 discloses a first piezoelectric bimorph, a second piezoelectric bimorph having a resonance frequency different from that of the first piezoelectric bimorph, a first impedance converter that converts an output impedance of a signal from the first piezoelectric bimorph, A second impedance converter for converting an output impedance of a signal from the second piezoelectric bimorph, and a first buffer circuit and a second buffer circuit to which signals from the first impedance converter and the second impedance converter are input, respectively.
  • the first and second piezoelectric bimorphs are mounted on a common base, and the output signal of the first buffer circuit and the output signal of the second buffer circuit are independent, and the first buffer circuit
  • the balanced output from the output signal of the second buffer circuit and the output signal of the second buffer circuit Microphone is described.
  • Patent Document 3 formed on both surfaces of a polymer composite piezoelectric body in which piezoelectric particles are dispersed in a viscoelastic matrix made of a polymer material having viscoelasticity at room temperature, and the polymer composite piezoelectric body.
  • the use of an electroacoustic conversion film having a thin film electrode as a vocal cord microphone is described.
  • the throat microphone since the throat microphone is attached to the throat, downsizing is required.
  • the throat microphone using a piezoelectric element as a vibration detection unit as described in Patent Documents 1 and 2 in order to prevent unpleasant noise generated when the throat microphone is touched, such as when the throat microphone is attached or detached, Since a second sensor for detecting a signal, a signal processing circuit, and the like are required, there is a problem that it is difficult to reduce the size of the device.
  • the electroacoustic conversion film described in Patent Document 3 has no in-plane anisotropy in piezoelectric characteristics, it is possible to detect vibrations in the throat by simply sticking directly to the throat. In addition, since it is difficult to resonate, unpleasant noise hardly occurs even when touched, and the second sensor, a signal processing circuit, and the like are unnecessary. Therefore, the device can be easily downsized and can be suitably used as a throat microphone.
  • An object of the present invention is to solve such problems of the prior art, and to provide a pickup sensor and a biosensor that are small and capable of detecting minute vibrations with high accuracy, efficiently and stably. Objective.
  • the present inventors have found that a polymer composite piezoelectric material in which piezoelectric particles are dispersed in a viscoelastic matrix made of a polymer material having viscoelasticity at room temperature, and a polymer An electroacoustic conversion film having two thin film electrodes laminated on both surfaces of the composite piezoelectric body and a protective layer laminated on at least one of the two thin film electrodes, and at least a part of the surface of the electroacoustic conversion film is The present invention has been completed by finding that the above-mentioned problem can be solved by grounding a thin film electrode that is in contact with the subject and that is on the surface opposite to the contact surface. That is, the present invention provides a pickup sensor and a biological sensor having the following configuration.
  • a polymer composite piezoelectric material obtained by dispersing piezoelectric particles in a viscoelastic matrix made of a polymer material having viscoelasticity at room temperature;
  • At least a part of the surface of the electroacoustic conversion film is a contact surface that contacts the subject,
  • a pickup sensor in which a thin film electrode on the surface opposite to the contact surface is grounded.
  • One of the main surfaces of the electroacoustic conversion film on which the protective layer is laminated is a contact surface
  • the pickup sensor according to (1), wherein the thin film electrode laminated on the other main surface is grounded.
  • the electroacoustic conversion film is folded in half.
  • the pickup sensor according to (1), wherein the thin film electrode laminated on the outer main surface of the electroacoustic conversion film folded in half is grounded.
  • a protective layer is laminated on the outer main surface of the electroacoustic conversion film folded in half.
  • FIG. 6 is a top view of the pickup sensor shown in FIG. 5. It is sectional drawing which shows typically the example which installed the pick-up sensor shown in FIG. 5 in the subject. It is a perspective view which shows typically another example of the pick-up sensor of this invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the pickup sensor shown in FIG.
  • a pickup sensor and a biological sensor of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
  • the description of the constituent elements described below may be made based on typical embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments.
  • a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
  • a main surface is two surfaces which are much larger in area than other surfaces among the surfaces of a film.
  • the pickup sensor of the present invention is A polymer composite piezoelectric material obtained by dispersing piezoelectric particles in a viscoelastic matrix made of a polymer material having viscoelasticity at room temperature; Two thin film electrodes laminated on both sides of the polymer composite piezoelectric material; An electroacoustic conversion film having a protective layer laminated on at least one of the two thin film electrodes; At least a part of the surface of the electroacoustic conversion film is a contact surface that contacts the subject, In this pickup sensor, the thin film electrode on the surface opposite to the contact surface is grounded.
  • the biosensor of the present invention is a biosensor using the above pickup sensor.
  • the pickup sensor of the present invention is a pickup sensor that detects vibration inside the subject.
  • a pickup sensor is attached to a throat part of a human body, and is used as a throat microphone that detects vibration generated in the throat part and outputs it as an audio signal.
  • the pickup sensor of the present invention is used with a biological sensor such as a pulse meter, a heart rate monitor, a stethoscope, or a blood pressure meter that is attached to an arbitrary part of a living body and measures a pulse or a heart rate.
  • the pickup sensor of the present invention is used as a sensor for an apparatus for evaluating the presence or absence of a failure in an inspection symmetric part by detecting vibrations by attaching vibrations to the inspection target part of various devices.
  • a pickup sensor is attached to a bearing of the apparatus to measure vibration, and when the vibration becomes larger than a threshold value, it is evaluated that the bearing is damaged due to wear or the like. That is, in the present invention, the subject T is a human body or various devices.
  • FIG. 1 is a sectional view schematically showing an example of the pickup sensor of the present invention.
  • a pickup sensor 100a shown in FIG. 1 includes an electroacoustic conversion film (hereinafter also referred to as a “conversion film”) 10, and the conversion film 10 has a surface (on the side opposite to the contact surface Sc that contacts the subject) ( (Lower)
  • the thin film electrode 14 is grounded.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of the conversion film 10.
  • the conversion film 10 includes a piezoelectric layer 12 that is a sheet having piezoelectricity, a lower thin film electrode 14 that is laminated on one surface of the piezoelectric layer 12, and a lower thin film electrode 14.
  • the piezoelectric layer 12 is made of a polymer composite piezoelectric material.
  • the polymer composite piezoelectric material forming the piezoelectric layer 12 has piezoelectric particles 26 dispersed in a viscoelastic matrix 24 containing a polymer material having viscoelasticity at room temperature.
  • “normal temperature” refers to a temperature range of about 0 to 50 ° C.
  • the lower thin film electrode 14 and the upper thin film electrode 16 form an electrode pair, and are laminated on any one of the main surfaces of the piezoelectric layer 12 so as to sandwich the piezoelectric layer 12.
  • the conversion film 10 having such a configuration has piezoelectricity, and converts the expansion and contraction motion of the film accompanying the vibration of the subject into an electrical signal. Details of the conversion film 10 will be described later.
  • the main surface side on which the upper protective layer 20 is stacked is used as the contact surface Sc with the subject, and is stacked on the main surface side opposite to the contact surface Sc.
  • the lower thin film electrode 14 which is a thin film electrode is grounded.
  • such a pickup sensor 100 a is installed with the contact surface Sc in contact with the subject T. Therefore, the grounded lower thin film electrode 14 is located on the side far from the subject T. Therefore, the piezoelectric layer 12 is positioned between the subject T and the lower thin film electrode 14. That is, when the subject T side is the inside, the thin film electrode outside the piezoelectric layer 12 is grounded.
  • the throat microphone that uses the conventional piezoelectric element as the vibration detection unit, in order to prevent unpleasant noise that occurs when the throat microphone is touched, such as when the throat microphone is attached or detached, the second for detecting the noise signal is used. Therefore, there is a problem in that it is difficult to reduce the size of the device.
  • a polymer composite piezoelectric material in which piezoelectric particles are dispersed in a viscoelastic matrix made of a polymer material having viscoelasticity at room temperature, and thin film electrodes formed on both surfaces of the polymer composite piezoelectric material,
  • the electroacoustic conversion film having the above can detect vibration of the throat by simply sticking directly to the throat, and since it does not resonate easily, unpleasant noise hardly occurs even when touched, the second sensor, and A signal processing circuit or the like is unnecessary. Therefore, it is easy to reduce the size of the device.
  • the pickup sensor of the present invention includes a polymer composite piezoelectric material in which piezoelectric particles are dispersed in a viscoelastic matrix made of a polymer material having viscoelasticity at room temperature, and both surfaces of the polymer composite piezoelectric material.
  • An electroacoustic conversion film having two thin film electrodes stacked on each other and a protective layer stacked on at least one of the two thin film electrodes is provided, and at least a part of the surface of the electroacoustic conversion film is in contact with the subject.
  • the thin film electrode on the surface side of the contact surface opposite to the contact surface is grounded.
  • the outer thin film electrode functions as an electromagnetic shield against electromagnetic noise from the outside such as a commercial power supply, and the piezoelectric layer on the inner side of the outer thin film electrode It can be prevented from being affected. Since noise can be reduced, even if the vibration to be detected is a minute vibration, it can be detected efficiently with high accuracy and stability.
  • the pickup sensor of the present invention measures the pulse or heart rate of a living body (human body, animal), such as a pulse meter, heart rate monitor, stethoscope or blood pressure monitor. It can be suitably used as a biosensor.
  • the conversion film used in the present invention is small and light, excellent in flexibility, and has little change in sound quality when deformed. Therefore, any part of a human body having a complicated curved surface and any of various devices can be used. It can be easily pasted to the place. Moreover, since it is small and lightweight, it can be affixed to a narrow place of various devices.
  • the pickup sensor of the present invention there are no particular limitations on the method for attaching the object to the subject, and various known sheet-like material attaching methods can be used. Further, instead of directly sticking the pickup sensor to the subject, the conversion film may be housed in an extremely thin case or bag and attached to the subject.
  • FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of another example of the pickup sensor of the present invention.
  • the pickup sensor 100b shown in FIG. 4 is a thin film electrode that has one conversion film 10, the conversion film 10 is folded in two, and is laminated on the outer main surface side of the folded conversion film 10.
  • the upper thin film electrode 16 is grounded.
  • one of the outer main surfaces of the conversion film 10 folded in half is the contact surface Sc.
  • the thin film electrode on the side close to the contact surface Sc is also the grounded upper thin film electrode 16, and the thin film electrode on the inner side of the folded conversion film 10 is connected to the lower thin film electrode 14. Become.
  • the thin film electrode on the side close to both outer sides of the fold is grounded, so that not only electromagnetic noise from the outside It is possible to prevent the electromagnetic wave noise coming from the subject T side such as a human body from affecting the piezoelectric layer 12.
  • the two-folded conversion film 10 is not completely folded, but the inner main surfaces of the two-folded conversion film 10 are You may adhere.
  • the conversion film 10 is configured to have a protective layer on both sides, but the invention is not limited to this, and at least on the contact surface Sc side. It is only necessary to have a protective layer, and it is preferable to have protective layers on both sides. That is, in the pickup sensor 100a shown in FIG. 1, since the contact surface Sc is the surface opposite to the lower thin film electrode 14 to be grounded, a protective layer (upper protective layer 20) is provided on the upper thin film electrode 16 side. If you do. Further, in the pickup sensor 100b shown in FIG.
  • the outer main surface serving as the contact surface Sc is a surface on the upper thin film electrode 16 side to be grounded, and therefore a protective layer (upper protective layer) is formed on the upper thin film electrode 16 side. 20).
  • a replaceable second protective layer may be inserted between the protective layer and the subject T on the contact surface Sc.
  • FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of another example of the pickup sensor of the present invention
  • FIG. 6 shows a top view of the pickup sensor shown in FIG. That is, FIG. 5 is a cross-sectional view of the pickup sensor shown in FIG.
  • the pickup sensor 100c shown in FIG. 5 has an electroacoustic conversion unit (hereinafter also referred to as “conversion unit”) 40 having a conversion film 10, a case 42, a viscoelastic support 46, and a pressing member 48.
  • the viscoelastic support 46 is disposed in close contact with the main surface of the conversion film 10 on the thin film electrode side to be grounded. That is, the main surface of the conversion film 10 opposite to the main surface in close contact with the viscoelastic support 46 is the contact surface Sc, and the thin film electrode laminated on the main surface in close contact with the viscoelastic support 46 is formed. Grounded.
  • the conversion film 10 may be a conversion film that is not folded as shown in FIG. 1, or a conversion film that is folded in two as shown in FIG. Also good.
  • the conversion unit 40 uses, as a vibration plate, a conversion film 10 in which thin film electrodes are laminated on both sides of a polymer composite piezoelectric material obtained by dispersing piezoelectric particles in a viscoelastic matrix made of a polymer material exhibiting viscoelasticity at room temperature. Is.
  • the conversion unit 40 supports the curved conversion film 10, and is installed by pressing the curved conversion film 10 against the subject T as shown in FIG. 7 to detect vibration.
  • the conversion film 10 of the conversion unit 40 converts vibration (sound) and an electrical signal by extending or contracting in the in-plane direction according to vibration (sound) transmitted from the subject T.
  • the piezoelectric layer 12 is positioned between the subject T and the grounded thin film electrode. Therefore, the grounded thin film electrode functions as an electromagnetic shield, and the piezoelectric layer 12 can be prevented from being affected by electromagnetic noise from the outside. Moreover, since the conversion unit 10 using the conversion film 10 is thin as the conversion film 10 itself as a diaphragm, the thickness of the conversion unit 40 itself can be reduced and the weight can be reduced. Further, since the conversion film 10 is held in a stretched state, the amount of expansion / contraction of the conversion film 10 with respect to the vibration of the subject T increases, and minute vibrations can be detected with higher sensitivity.
  • the case 42 is a holding member that holds the conversion film 10 and the viscoelastic support 46 together with the pressing member 48.
  • the case 42 is a box-shaped housing that is made of plastic, metal, wood, or the like and that is open on one side.
  • the case 42 has a thin hexahedral shape, and one of the maximum surfaces is an open surface.
  • the open part has a regular square shape.
  • the case 42 accommodates a viscoelastic support 46 inside.
  • the shape of the case 42 (that is, the shape of the conversion unit) is not limited to a square tube shape, and various types such as a cylindrical shape, a rectangular tube shape with a rectangular bottom surface, and a tube shape with a polygonal bottom surface. Shaped housings are available.
  • the viscoelastic support 46 has appropriate viscosity and elasticity, holds the conversion film 10 in a curved state, and gives a constant mechanical bias anywhere on the conversion film 10, thereby expanding and contracting the conversion film 10. This is for converting the exercise into the longitudinal motion without waste.
  • the viscoelastic support 46 has a quadrangular prism shape having a bottom shape substantially the same as the bottom surface of the case 42. The height of the viscoelastic support 46 is greater than the depth of the case 42.
  • the material of the viscoelastic support 46 is not particularly limited as long as it has an appropriate viscosity and elasticity and does not hinder the vibration of the piezoelectric film and can be suitably deformed.
  • Examples include wool felt, non-woven fabric such as wool felt containing rayon and PET, foam material (foamed plastic) such as glass wool or polyurethane, polyester wool, multiple layers of paper, magnetic fluid, paint, etc. Illustrated.
  • the specific gravity of the viscoelastic support 46 is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the type of the viscoelastic support.
  • the specific gravity is preferably 50 ⁇ 500kg / m 3, more preferably 100 ⁇ 300kg / m 3.
  • the specific gravity is preferably 10 to 100 kg / m 3 .
  • the pressing member 48 is for supporting the conversion film 10 while being pressed against the viscoelastic support 46, and is formed of a plastic, metal, wood, or the like, and is a square plate having an opening in the center. It is a shaped member.
  • the pressing member 48 has the same shape as the open surface of the case 42, and the shape of the opening is a regular square shape similar to the open portion of the case 42.
  • the viscoelastic support 46 is accommodated in the case 42, the case 42 and the viscoelastic support 46 are covered by the conversion film 10, and the case 42 is opened around the conversion film 10 by the pressing member 48.
  • the pressing member 48 is fixed to the case 42 while being in contact with the surface.
  • the method for fixing the pressing member 48 to the case 42 is not particularly limited, and various known methods such as a method using screws and bolts and nuts and a method using a fixing jig can be used.
  • the viscoelastic support 46 has a height (thickness) thicker than the height of the inner surface of the case 42. That is, before the conversion film 10 and the pressing member 48 are fixed, the viscoelastic support 46 protrudes from the upper surface of the case 42. Therefore, in the conversion unit 40, the closer to the peripheral portion of the viscoelastic support 46, the lower the viscoelastic support 46 is pressed by the conversion film 10 and the thickness is reduced. That is, at least a part of the main surface of the conversion film 10 is held in a curved state. At this time, it is preferable to press the entire surface of the viscoelastic support 46 in the surface direction of the conversion film 10 so that the thickness of the entire surface becomes thin.
  • the entire surface of the conversion film 10 is pressed and supported by the viscoelastic support 46. Further, it is preferable that the curvature of the curved portion formed in this manner gradually changes from the center toward the peripheral portion. Thereby, it is possible to disperse the resonance frequency and increase the bandwidth.
  • the viscoelastic support 46 is compressed in the thickness direction as it approaches the pressing member 48.
  • the machine can be used anywhere in the conversion film 10 due to the static viscoelastic effect (stress relaxation). Constant bias can be maintained. Thereby, since the expansion / contraction motion of the conversion film 10 is converted into the back-and-forth motion without waste, it is possible to obtain a flat conversion unit 40 that is thin and has sufficient sound volume and excellent acoustic characteristics.
  • the region of the conversion film 10 corresponding to the opening of the pressing member 48 is the region that actually vibrates. That is, the pressing member 48 is a part that defines a vibration region. Therefore, the conversion unit 40 can easily increase the size of the vibration region relative to the size of the entire unit, and can be easily downsized.
  • the surface of the conversion unit 40 on the conversion film 10 side is similar to the vibration region. That is, the outer shape of the pressing member 48 and the shape of the opening are preferably similar. Further, the shape of the vibration region when viewed from the direction perpendicular to the main surface of the conversion film 10 is not limited to a quadrangular shape, and may be a polygonal shape or a circular shape. That is, the shape of the opening 48a of the pressing member 48 can be various shapes such as a quadrangular shape, a polygonal shape, or a circular shape.
  • the pressing force of the viscoelastic support 46 by the conversion film 10 is not particularly limited, but is 0.005 MPa to 1.0 MPa, particularly 0.02 MPa to 0 in terms of the surface pressure at a position where the surface pressure is low. About 2 MPa is preferable.
  • the thickness of the viscoelastic support 46 is not particularly limited, but the thickness before being pressed is preferably 1 mm to 100 mm, particularly 10 mm to 50 mm.
  • the viscoelastic support 46 having viscoelasticity is used.
  • the present invention is not limited to this, and any structure that uses at least an elastic support having elasticity may be used.
  • it is good also as a structure which replaces with the viscoelastic support body 46 and has an elastic support body which has elasticity.
  • the elastic support include natural rubber and various synthetic rubbers.
  • the conversion unit 40 of the pickup sensor 100c shown in FIG. 5 presses the entire periphery of the conversion film 10 against the case 42 by the pressing member 48, but the present invention is not limited to this. That is, the conversion unit using the conversion film 10 does not have the pressing member 48, and the conversion film 10 is placed on the upper surface of the case 42 by screws, bolts, nuts, jigs, and the like at four corners of the case 42. A structure formed by pressing / fixing can also be used. Further, an O-ring or the like may be interposed between the case 42 and the conversion film 10. By having such a configuration, a damper effect can be provided, vibrations of the conversion film 10 can be prevented from being transmitted to the case 42, and more excellent acoustic characteristics can be obtained.
  • the conversion unit using the conversion film 10 may not have the case 42 that houses the viscoelastic support 46.
  • a viscoelastic support is placed on a rigid support plate, the conversion film 10 is placed so as to cover the viscoelastic support, and a pressing member similar to the above is placed on the periphery.
  • a configuration in which the viscoelastic support is pressed together with the pressing member by fixing the pressing member to the support plate with a screw or the like can also be used.
  • the size of the support plate may be larger than that of the viscoelastic support, and the support plate may be made of various vibration plates such as polystyrene, foamed PET, or carbon fiber.
  • the structure which presses a periphery is not limited for the conversion unit,
  • the structure formed by pressing the center of the laminated body of the viscoelastic support body 46 and the conversion film 10 by a certain means is also available. That is, the conversion unit can use various configurations as long as the conversion unit 10 is held in a curved state. Or it is good also as a structure which affixes the tension
  • the pressure film 48 is used to press and support the conversion film 10 against the viscoelastic support 46.
  • the present invention is not limited to this. It is good also as a structure which fixes the edge part of the conversion film 10 on the back surface side of the case 42 using the conversion film 10 larger than. That is, the case 42 and the viscoelastic support 46 arranged in the case 42 are covered with the conversion film 10 larger than the opening surface of the case 42, and the end of the conversion film 10 is pulled to the back side of the case 42.
  • the conversion film 10 may be pressed against the viscoelastic support 46 to apply a tension to bend, and the end of the conversion film may be fixed on the back side of the case 42.
  • an airtight case is used, the open end of the case is covered and closed with a conversion film, gas is introduced into the case, pressure is applied to the conversion film, and the structure is held in an inflated shape. It is good.
  • the conversion film 10 is pressed by the viscoelastic support 46 and is held in a state where the principal surface is curved in a convex shape.
  • the configuration for holding the film 10 in a curved state there is no particular limitation on the configuration for holding the film 10 in a curved state.
  • the conversion film 10 itself may be curved by forming a convex portion.
  • a formation method of a convex part The processing method of various well-known resin films can be utilized.
  • the convex portion can be formed by a forming method such as a vacuum pressure molding method or embossing.
  • the pickup sensor of the present invention may have a suction cup member in addition to the conversion unit.
  • FIG. 8 is a perspective view schematically showing another example of the pickup sensor of the present invention
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the pickup sensor shown in FIG.
  • the pickup sensor 100d shown in FIGS. 8 and 9 includes a conversion unit 40 similar to the pickup sensor 100c shown in FIG. 5, a second case 50 on which the conversion unit 40 is placed, and a suction cup attached to the second case 50. Member 52.
  • the second case 50 is a box-shaped housing that is made of plastic, metal, wood, or the like and that is open on one side.
  • the second case 50 has a thin bottomed cylindrical shape, and one of the circular surfaces is an open surface.
  • the open portion is rectangular, is approximately the same size as the maximum surface of the case 42 of the conversion unit 40, and the depth is substantially the same as the total thickness of the case 42 and the pressing member 48.
  • the conversion case 40 is accommodated in the second case 50 with the conversion film 10 facing outward.
  • the suction cup member 52 is made of an elastomer, rubber, silicon, or other elastic material, and the object is made close to a vacuum with the object to be attached (the subject T) using the difference in atmospheric pressure.
  • the suction cup member is a conventionally known suction cup member that is adsorbed on the edge of the second case 50. Therefore, the conversion unit 40 is disposed at substantially the center of the suction surface (surface that contacts the subject T) of the suction cup member 52.
  • the pickup sensor 100d includes the suction cup member 52, and as shown in FIG. 10, the pickup sensor 100d is attached to the subject T with the suction cup member 52, and the conversion film 10 is brought into contact with the subject T. By doing so, the pickup sensor 100d is less inclined and can be fixed stably.
  • the holding member 54 having elasticity formed in a substantially C shape is provided, and the holding member 54 presses the conversion film 10 (the conversion unit 40) against the subject T. It is good also as a structure hold
  • the holding member 54 is a wire material (including a round bar material, a band plate material, and the like) having a substantially C-shaped elasticity corresponding to the shape of the attachment location of the pickup sensor. The material may be either metal or synthetic resin.
  • the conversion unit 40 is disposed at one end of the holding member 54 and is connected to the surface of the conversion unit 40 opposite to the conversion film 10.
  • the holding member 54 is a substantially C-shaped member (so-called neckband) having a size that is mounted around the neck of the human body. Both ends of the holding member 54 urge the subject T and the conversion unit 40 inward to hold the subject T and the conversion film 10 of the conversion unit 40 in close contact with each other.
  • the pickup sensor When the pickup sensor is attached to the subject T using a tape or the like when the pickup sensor is attached to the subject T, the attached portion of the subject T is fixed by attaching the tape or the like. In some cases, vibrations are less likely to be transmitted through the specimen T, and vibrations transmitted to the pickup sensor (conversion film) may be reduced.
  • the configuration having the holding member 54 as described above can prevent the subject T attached with the pickup sensor from being fixed, and the vibration is reliably transmitted through the subject T.
  • the pickup sensor (conversion film) can detect vibration more reliably.
  • the conversion film 10 used for the pickup sensor of the present invention will be described.
  • the conversion film 10 is laminated on the piezoelectric layer 12 that is a piezoelectric sheet, the lower thin film electrode 14 that is laminated on one surface of the piezoelectric layer 12, and the lower thin film electrode 14.
  • the polymer composite piezoelectric material (piezoelectric layer 12) preferably has the following requirements.
  • (I) Flexibility For example, when gripping in a loosely bent state like a newspaper or a magazine for portable use, it is constantly subject to a relatively slow and large bending deformation of several Hz or less from the outside. become. At this time, if the polymer composite piezoelectric material is hard, a large bending stress is generated, and a crack is generated at the interface between the polymer matrix and the piezoelectric particles, which may eventually lead to destruction. Accordingly, the polymer composite piezoelectric body is required to have an appropriate softness. Further, if the strain energy can be diffused to the outside as heat, the stress can be relaxed.
  • the loss tangent of the polymer composite piezoelectric material is appropriately large.
  • Sound quality In a throat microphone, a biological sensor, and a pickup sensor used as a sensor for an apparatus, it is preferable to detect vibration at an audible frequency of 20 Hz to 10 kHz. Accordingly, in order to increase the transmission efficiency of vibration energy, the polymer composite piezoelectric body is required to have an appropriate hardness. Further, if the frequency characteristic of the pickup sensor is smooth, the amount of change in the sound quality when the lowest resonance frequency f 0 with the change in the curvature is changed becomes small. Therefore, the loss tangent of the polymer composite piezoelectric material is required to be moderately large.
  • the polymer composite piezoelectric body of the conversion film used for the pickup sensor behaves softly for vibrations of 20 Hz to 10 kHz and softly for vibrations of several Hz or less. Further, the loss tangent of the polymer composite piezoelectric body is required to be moderately large with respect to vibrations of all frequencies of 10 kHz or less.
  • polymer solids have a viscoelastic relaxation mechanism, and as the temperature increases or the frequency decreases, large-scale molecular motion decreases (relaxes) the storage elastic modulus (Young's modulus) or maximizes the loss elastic modulus (absorption). As observed. Among them, the relaxation caused by the micro Brownian motion of the molecular chain in the amorphous region is called main dispersion, and a very large relaxation phenomenon is observed. The temperature at which this main dispersion occurs is the glass transition point (Tg), and the viscoelastic relaxation mechanism appears most remarkably.
  • Tg glass transition point
  • a polymer material having a glass transition point at room temperature in other words, a polymer material having viscoelasticity at room temperature is used for a vibration of 20 Hz to 10 kHz.
  • a polymer composite piezoelectric material that is hard and softly behaves with respect to slow vibrations of several Hz or less is realized.
  • a polymer material having a glass transition temperature at a frequency of 1 Hz at room temperature, that is, 0 to 50 ° C. is preferably used for the matrix of the polymer composite piezoelectric material in terms of suitably exhibiting this behavior.
  • a polymer material having viscoelasticity at room temperature Preferably, a polymer material having a maximum value of loss tangent Tan ⁇ at a frequency of 1 Hz in a dynamic viscoelasticity test at room temperature, that is, 0 to 50 ° C., is 0.5 or more.
  • a polymer material having a maximum value of loss tangent Tan ⁇ at a frequency of 1 Hz in a dynamic viscoelasticity test at room temperature that is, 0 to 50 ° C.
  • the polymer material preferably has a storage elastic modulus (E ′) at a frequency of 1 Hz as measured by dynamic viscoelasticity of 100 MPa or more at 0 ° C. and 10 MPa or less at 50 ° C.
  • E ′ storage elastic modulus
  • the polymer material has a relative dielectric constant of 10 or more at 25 ° C.
  • the polymer material preferably has a relative dielectric constant of 10 or less at 25 ° C.
  • Polymer materials satisfying such conditions include cyanoethylated polyvinyl alcohol (cyanoethylated PVA), polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride core acrylonitrile, polystyrene-vinyl polyisoprene block copolymer, polyvinyl methyl ketone, and polybutyl. Examples include methacrylate.
  • cyanoethylated polyvinyl alcohol cyanoethylated PVA
  • polyvinyl acetate polyvinylidene chloride core acrylonitrile
  • polystyrene-vinyl polyisoprene block copolymer polyvinyl methyl ketone
  • polybutyl examples include methacrylate.
  • commercially available products such as Hibler 5127 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.) can be suitably used.
  • Hibler 5127 manufactured by Kuraray Co., Ltd.
  • the viscoelastic matrix 24 using the polymer material having viscoelasticity at room temperature may use a plurality of polymer materials in combination as necessary. That is, other dielectric polymer materials may be added to the viscoelastic matrix 24 as needed in addition to viscoelastic materials such as cyanoethylated PVA for the purpose of adjusting dielectric properties and mechanical properties. .
  • dielectric polymer materials examples include polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer, and polyvinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer.
  • Fluorine polymers such as polyvinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene cyanide-vinyl acetate copolymer, cyanoethyl cellulose, cyanoethyl hydroxy saccharose, cyanoethyl hydroxy cellulose, cyanoethyl hydroxy pullulan, cyanoethyl methacrylate, cyanoethyl acrylate, cyanoethyl Hydroxyethyl cellulose, cyanoethyl amylose, cyanoethyl hydroxypropyl cellulose, cyanoethyl dihydroxypropyl cellulose, Synthesis of polymers having cyano groups or cyanoethyl groups, such as noethyl hydroxypropyl amylose, cyanoethyl polyacrylamide, cyanoethyl polyacrylate, cyanoethyl pullulan, cyanoethyl polyhydroxy
  • Examples thereof include rubber.
  • a polymer material having a cyanoethyl group is preferably used.
  • the dielectric polymer added to the viscoelastic matrix 24 of the piezoelectric layer 12 in addition to the material having viscoelasticity at room temperature such as cyanoethylated PVA is not limited to one type, and a plurality of types are added. Also good.
  • thermoplastic resins such as vinyl chloride resin, polyethylene, polystyrene, methacrylic resin, polybutene, isobutylene, phenol resin, urea resin, melamine resin, Thermosetting resins such as alkyd resins and mica may be added.
  • a tackifier such as rosin ester, rosin, terpene, terpene phenol, petroleum resin, etc. may be added.
  • the viscoelastic matrix 24 of the piezoelectric layer 12 there is no particular limitation on the amount of addition of a polymer other than a viscoelastic material such as cyanoethylated PVA, but it is 30% by weight or less in the proportion of the viscoelastic matrix 24. Is preferable.
  • the characteristics of the polymer material to be added can be expressed without impairing the viscoelastic relaxation mechanism in the viscoelastic matrix 24, so that the dielectric constant is increased, the heat resistance is improved, and the adhesiveness to the piezoelectric particles 26 and the electrode layer is increased. A preferable result can be obtained in terms of improvement.
  • dielectric particles may be added to the viscoelastic matrix 24 for the purpose of increasing the dielectric constant of the piezoelectric layer 12.
  • the dielectric particles are particles having a high relative dielectric constant of 80 or more at 25 ° C.
  • the dielectric particles include lead zirconate titanate (PZT), barium titanate (BaTiO 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), and lead lanthanum zirconate titanate (PLZT).
  • PZT lead zirconate titanate
  • BaTiO 3 barium titanate
  • TiO 2 titanium oxide
  • strontium titanate SrTiO 3
  • lead lanthanum zirconate titanate PZT
  • Examples thereof include zinc oxide (ZnO), solid solution (BFBT) of barium titanate and bismuth ferrite (BiFeO 3 ), and the like.
  • barium titanate (BaTiO 3 ) as the dielectric particles in terms
  • the dielectric particles preferably have an average particle size of 0.5 ⁇ m or less. Further, the volume fraction of the dielectric particles with respect to the total volume of the viscoelastic matrix and the dielectric particles is preferably 5 to 45%, more preferably 10 to 30%, and particularly preferably 20 to 30%.
  • the piezoelectric particles 26 are made of ceramic particles having a perovskite type or wurtzite type crystal structure.
  • ceramic particles constituting the piezoelectric particles 26 for example, lead zirconate titanate (PZT), lead lanthanum zirconate titanate (PLZT), barium titanate (BaTiO 3 ), zinc oxide (ZnO), and Examples thereof include a solid solution (BFBT) of barium titanate and bismuth ferrite (BiFe 3 ).
  • PZT lead zirconate titanate
  • PLAZT lead lanthanum zirconate titanate
  • BaTiO 3 barium titanate
  • ZnO zinc oxide
  • BFBT solid solution
  • these ceramic particles may use only 1 type, and may use multiple types together.
  • the particle size of the piezoelectric particles 26 may be appropriately selected according to the size and application of the conversion film 10, but is preferably 1 to 10 ⁇ m according to the study of the present inventors. By setting the particle diameter of the piezoelectric particles 26 within the above range, favorable results can be obtained in terms of achieving both high piezoelectric characteristics and flexibility and improving withstand voltage.
  • the piezoelectric particles 26 in the piezoelectric layer 12 are uniformly and regularly dispersed in the viscoelastic matrix 24, but the present invention is not limited to this. That is, the piezoelectric particles 26 in the piezoelectric layer 12 may be irregularly dispersed in the viscoelastic matrix 24 as long as it is preferably dispersed uniformly.
  • the thickness of the piezoelectric layer 12 is not particularly limited, and is appropriately set according to the size of the conversion film 10, the use of the conversion film 10, the characteristics required for the conversion film 10, and the like. do it.
  • the thickness of the piezoelectric layer 12 is reduced, and by reducing the thickness, the followability of the piezoelectric film with respect to the applied voltage is improved. Sound pressure and sound quality can be improved. Moreover, flexibility can be imparted.
  • the thickness of the piezoelectric layer 12 is too thin, a local short circuit may occur when a voltage is applied with a continuous rigidity or when a high voltage is applied.
  • the thickness of the piezoelectric layer 12 is preferably 5 ⁇ m to 100 ⁇ m, more preferably 8 ⁇ m to 50 ⁇ m, particularly preferably 10 to 40 ⁇ m, and particularly preferably 15 to 25 ⁇ m.
  • the piezoelectric layer 12 is preferably subjected to polarization treatment (polling). The polarization process will be described in detail later.
  • the lower thin film electrode 14 is formed on one surface of the piezoelectric layer 12, the lower protective layer 18 is formed thereon, and the other surface of the piezoelectric layer 12 is formed.
  • the upper thin film electrode 16 is formed, and the upper protective layer 20 is formed thereon.
  • the upper thin film electrode 16 and the lower thin film electrode 14 form an electrode pair.
  • the conversion film 10 covers, for example, the upper thin-film electrode 16 and an electrode lead-out portion that pulls out the electrode from the lower thin-film electrode 14 and a region where the piezoelectric layer 12 is exposed.
  • an insulating layer for preventing a short circuit or the like may be provided.
  • the thin-film electrode and the protective layer may be provided with a protruding portion outside the surface of the piezoelectric layer, or a part of the protective layer is removed to form a hole. Then, a conductive material such as a silver paste may be inserted into the hole portion to electrically connect the conductive material and the thin film electrode to form an electrode lead-out portion.
  • the number of electrode lead portions is not limited to one, and may include two or more electrode lead portions. In particular, in the case of a configuration in which a part of the protective layer is removed and a conductive material is inserted into the hole portion to form an electrode lead portion, it is necessary to have three or more electrode lead portions in order to ensure energization more reliably. preferable.
  • the conversion film 10 has a structure in which both surfaces of the piezoelectric layer 12 are sandwiched between electrode pairs, that is, an upper thin film electrode 16 and a lower thin film electrode 14, and this laminate is sandwiched between an upper protective layer 20 and a lower protective layer 18.
  • electrode pairs that is, an upper thin film electrode 16 and a lower thin film electrode 14
  • this laminate is sandwiched between an upper protective layer 20 and a lower protective layer 18.
  • the upper protective layer 20 and the lower protective layer 18 cover the upper thin film electrode 16 and the lower thin film electrode 14, and play a role of imparting appropriate rigidity and mechanical strength to the piezoelectric layer 12. . That is, the piezoelectric layer 12 composed of the viscoelastic matrix 24 and the piezoelectric particles 26 exhibits very excellent flexibility with respect to slow bending deformation. The strength may be insufficient.
  • the conversion film 10 is provided with an upper protective layer 20 and a lower protective layer 18 to supplement it. Note that the lower protective layer 18 and the upper protective layer 20 are different in arrangement position and have the same configuration. Therefore, in the following description, it is not necessary to distinguish the lower protective layer 18 and the upper protective layer 20 from each other. Are collectively referred to as a protective layer.
  • polyamide, polyimide, polyetherimide, polycarbonate, and triacetyl cellulose are preferably used from the viewpoint of exhibiting excellent heat resistance at a glass transition temperature Tg of 150 ° C. or higher. From these, appearance damage due to heat generation at the time of voltage application can be prevented, and a standing test and a driving test at a high temperature can be endured.
  • the thickness of the upper protective layer 20 and the lower protective layer 18 is not particularly limited.
  • the thicknesses of the upper protective layer 20 and the lower protective layer 18 are basically the same, but may be different.
  • the rigidity of the upper protective layer 20 and the lower protective layer 18 is too high, not only the expansion and contraction of the piezoelectric layer 12 is restricted, but also the flexibility is impaired, so that the mechanical strength and the sheet-like material are good.
  • the upper protective layer 20 and the lower protective layer 18 are more advantageous as they are thinner.
  • the thickness of the upper protective layer 20 and the lower protective layer 18 is not more than twice the thickness of the piezoelectric layer 12, it is possible to ensure both rigidity and appropriate flexibility. In this respect, preferable results can be obtained.
  • the thickness of the piezoelectric layer 12 is 20 ⁇ m and the upper protective layer 20 and the lower protective layer 18 are made of PET
  • the thickness of the upper protective layer 20 and the lower protective layer 18 is preferably 40 ⁇ m or less, more preferably 20 ⁇ m or less. In particular, the thickness is preferably 15 ⁇ m or less.
  • an upper thin film electrode (hereinafter also referred to as an upper electrode) 16 is provided between the piezoelectric layer 12 and the upper protective layer 20, and a lower thin film electrode is provided between the piezoelectric layer 12 and the lower protective layer 18. (Hereinafter also referred to as a lower electrode) 14 are formed.
  • the upper electrode 16 and the lower electrode 14 are provided to detect a voltage generated from the piezoelectric layer 12 as the conversion film 10 expands and contracts.
  • the lower electrode 14 and the upper electrode 16 are different in size and arrangement position, and have the same configuration. Therefore, in the following description, it is not necessary to distinguish the lower electrode 14 and the upper electrode 16 from each other. These members are collectively referred to as a thin film electrode.
  • the material for forming the upper electrode 16 and the lower electrode 14 is not particularly limited, and various conductors can be used. Specific examples include carbon, palladium, iron, tin, aluminum, nickel, platinum, gold, silver, copper, chromium and molybdenum, alloys thereof, indium tin oxide, and the like. Among them, any of copper, aluminum, gold, silver, platinum, and indium tin oxide is preferably exemplified.
  • the method for forming the upper electrode 16 and the lower electrode 14 is not particularly limited, and a vapor deposition method (vacuum film forming method) such as vacuum vapor deposition or sputtering, film formation by plating, or a foil formed of the above materials. Various known methods such as a method of sticking can be used.
  • a thin film of copper or aluminum formed by vacuum vapor deposition is preferably used as the upper electrode 16 and the lower electrode 14 because, for example, the flexibility of the conversion film 10 can be ensured.
  • a copper thin film formed by vacuum deposition is particularly preferably used.
  • the thicknesses of the upper electrode 16 and the lower electrode 14 are not particularly limited. The thicknesses of the upper electrode 16 and the lower electrode 14 are basically the same, but may be different.
  • the upper electrode 16 and the lower electrode 14 are more advantageous as they are thinner as long as the electric resistance is not excessively high.
  • the thin film electrode is not necessarily formed corresponding to the entire surface of the piezoelectric layer 12 (the lower protective layer 18 and / or the upper protective layer 20). That is, at least one of the thin film electrodes may be smaller than the piezoelectric layer 12, for example, and the piezoelectric layer 12 and the protective layer may be in direct contact with each other at the periphery of the conversion film 10.
  • the protective layer having the thin film electrode formed on the entire surface does not need to be formed on the entire surface of the piezoelectric layer 12.
  • the second protective layer that is in direct contact with the piezoelectric layer 12 may be separately provided on the surface side of the protective layer.
  • the layer structure of the conversion film 10 includes a piezoelectric layer 12, a lower thin film electrode 14 stacked on one surface of the piezoelectric layer 12, and a lower protective layer stacked on the lower thin film electrode 14. 18, the upper thin film electrode 16 laminated on the other surface of the piezoelectric layer 12, and the upper protective layer 20 laminated on the upper thin film electrode 16, but is not limited thereto.
  • an area where the piezoelectric layer 12 is exposed may be covered with an insulating layer for preventing a short circuit, a colored layer for covering the thin film electrode, and the like.
  • the layer configuration includes a piezoelectric layer 12, a lower thin film electrode 14 stacked on one surface of the piezoelectric layer 12, a lower colored layer stacked on the lower thin film electrode 14, A lower protective layer 18 laminated on the lower colored layer, an upper thin film electrode 16 laminated on the other surface of the piezoelectric layer 12, an upper colored layer laminated on the upper thin film electrode 16, and an upper colored layer
  • the upper protective layer 20 may be configured to be laminated.
  • the transmission density of the colored layer is preferably 0.3 or more, and more preferably 0.5 or more.
  • the transmission density is an optical density measured as a ratio of the transmitted light to the incident light.
  • the transmittance when the transmission density is 0.3 is about 50%, and the transmittance when the transmission density is 0.5. Is about 30%.
  • the thickness of the colored layer is preferably 1 ⁇ m or less, more preferably 100 nm or less, and particularly preferably 40 nm or less.
  • the colored layer preferably has a low electrical resistivity, and is preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 7 ⁇ m or less.
  • the material for forming the colored layer is not particularly limited as long as it satisfies the above transmission density and does not change color due to rust or the like.
  • metals such as indium, nickel, titanium, aluminum, gold, platinum, and chromium, inorganic pigments such as carbon black (CB), titanium oxide, zinc oxide, and barium sulfate, quinacridone Examples thereof include organic, azo, benzimidazolone, phthalocyanine, and anthraquinone organic pigments, light scattering members having pores therein, and the like. From the viewpoints of the above-mentioned transmission density, thickness, and electrical resistivity, it is preferable to use a metal as the colored layer forming material, and among these, nickel is more preferable.
  • a vapor deposition method such as vacuum evaporation or sputtering, film formation by plating, or a foil formed of the above material is attached. Methods etc. are available. It is more preferable to form by vacuum deposition from the point that it can be formed thinner.
  • a coating method, printing, or the like can be used. A method of transferring a colored layer formed in advance can also be used.
  • the conversion film 10 includes the upper electrode 16 and the lower electrode 14 in which the piezoelectric layer 12 in which the piezoelectric particles 26 are dispersed in the viscoelastic matrix 24 containing a polymer material exhibiting viscoelasticity at room temperature. Further, the upper protective layer 20 and the lower protective layer 18 are sandwiched. Such a conversion film 10 preferably has a maximum value at room temperature at which the loss tangent (Tan ⁇ ) at a frequency of 1 Hz as measured by dynamic viscoelasticity measurement is 0.1 or more.
  • the strain energy can be effectively diffused to the outside as heat, so that the polymer matrix and the piezoelectric particles It is possible to prevent cracks from occurring at the interface.
  • the conversion film 10 preferably has a storage elastic modulus (E ′) at a frequency of 1 Hz as measured by dynamic viscoelasticity of 10 to 30 GPa at 0 ° C. and 1 to 10 GPa at 50 ° C.
  • the conversion film 10 can have a large frequency dispersion in the storage elastic modulus (E ′) at room temperature. That is, it can behave hard for vibrations of 20 Hz to 10 kHz and soft for vibrations of several Hz or less.
  • the conversion film 10 can be equipped with moderate rigidity and mechanical strength.
  • the conversion film 10 preferably has a loss tangent (Tan ⁇ ) at 25 ° C. and a frequency of 1 kHz in a master curve obtained from dynamic viscoelasticity measurement of 0.05 or more.
  • Ton ⁇ loss tangent
  • the frequency characteristics of the pickup sensor using the conversion film 10 becomes smooth, the amount of change in the sound quality when the lowest resonance frequency f 0 with the change in the curvature is changed in the conversion film 10 can be reduced.
  • a sheet-like object 11a in which the lower electrode 14 is formed on the lower protective layer 18 is prepared.
  • the sheet-like material 11a may be produced by forming a copper thin film or the like as the lower electrode 14 on the surface of the lower protective layer 18 by vacuum deposition, sputtering, plating, or the like.
  • the lower protective layer 18 with a separator temporary support
  • PET or the like having a thickness of 25 to 100 ⁇ m can be used.
  • what is necessary is just to remove a separator just before forming a side surface insulating layer, a 2nd protective layer, etc. after thermocompression bonding of a thin film electrode and a protective layer.
  • a polymer material having a cyanoethyl group such as cyanoethylated PVA (hereinafter also referred to as viscoelastic material) is dissolved in an organic solvent, and further, piezoelectric particles 26 such as PZT particles are added and stirred to disperse.
  • a paint is prepared.
  • the organic solvent is not particularly limited, and various organic solvents such as dimethylformamide (DMF), methyl ethyl ketone, and cyclohexanone can be used.
  • DMF dimethylformamide
  • methyl ethyl ketone methyl ethyl ketone
  • cyclohexanone can be used.
  • the coating casting method is not particularly limited, and all known methods (coating apparatuses) such as a slide coater and a doctor knife can be used.
  • the viscoelastic material is a material that can be heated and melted, such as cyanoethylated PVA, the melt obtained by heating and melting the viscoelastic material and adding / dispersing the added polymer material and piezoelectric particles 26 thereto.
  • the sheet is extruded on the sheet-like material 11a shown in FIG. 13A by extrusion molding or the like, and cooled to have the lower electrode 14 on the lower protective layer 18 as shown in FIG. 13B.
  • a laminated body 11b formed by forming the piezoelectric layer 12 on the lower electrode 14 may be manufactured.
  • a polymer piezoelectric material such as PVDF may be added to the viscoelastic matrix 24 in addition to a viscoelastic material such as cyanoethylated PVA.
  • a viscoelastic material such as cyanoethylated PVA.
  • the polymer piezoelectric material added to the paint may be dissolved.
  • the polymer piezoelectric material to be added may be added to the heat-melted viscoelastic material and heat-melted. If the laminated body 11b which has the lower electrode 14 on the lower protective layer 18 and forms the piezoelectric layer 12 on the lower electrode 14 is manufactured, it is preferable to perform polarization treatment (polling) of the piezoelectric layer 12. Do.
  • the method for polarization treatment of the piezoelectric layer 12 is not particularly limited, and a known method can be used. As a preferable method of polarization treatment, the method shown in FIGS. 13C and 13D is exemplified.
  • a bar or wire shape that is movable along the upper surface 12a with a gap g of, for example, 1 mm on the upper surface 12a of the piezoelectric layer 12 of the multilayer body 11b.
  • Corona electrode 30 is provided.
  • the corona electrode 30 and the lower electrode 14 are connected to a DC power source 32.
  • a heating means for heating and holding the stacked body 11b, for example, a hot plate is prepared.
  • the piezoelectric layer 12 is heated and held at, for example, a temperature of 100 ° C. by a heating means, and a direct current of several kV, for example, 6 kV, is connected between the lower electrode 14 and the corona electrode 30 from the DC power source 32. A voltage is applied to cause corona discharge. Further, the corona electrode 30 is moved (scanned) along the upper surface 12a of the piezoelectric layer 12 while maintaining the gap g, and the piezoelectric layer 12 is polarized.
  • a direct current of several kV for example, 6 kV
  • the corona electrode 30 may be moved by using a known rod-like moving means.
  • the method for moving the corona electrode 30 is not limited. That is, the corona electrode 30 may be fixed and a moving mechanism for moving the stacked body 11b may be provided, and the stacked body 11b may be moved to perform the polarization treatment.
  • the laminate 11b may be moved by using a known sheet moving means.
  • the number of corona electrodes 30 is not limited to one, and a plurality of corona electrodes 30 may be used to perform corona poling treatment.
  • the polarization process is not limited to the corona polling process, and normal electric field poling in which a direct current electric field is directly applied to a target to be polarized can also be used.
  • normal electric field poling it is necessary to form the upper electrode 16 before the polarization treatment.
  • the sheet-like object 11c in which the upper electrode 16 was formed on the upper protective layer 20 is prepared.
  • the sheet-like material 11c may be manufactured by forming a copper thin film or the like as the upper electrode 16 on the surface of the upper protective layer 20 by vacuum deposition, sputtering, plating, or the like.
  • the upper electrode 16 is directed toward the piezoelectric layer 12, and the sheet-like material 11 c is stacked on the stacked body 11 b that has finished the polarization process of the piezoelectric layer 12.
  • the laminated body of the laminated body 11b and the sheet-like material 11c is subjected to thermocompression bonding with a heating press device, a pair of heating rollers or the like so as to sandwich the upper protective layer 20 and the lower protective layer 18, and the conversion film 10 Is made.
  • the conversion film 10 may be manufactured using the cut sheet-like sheet-like material or may be rolled to roll (hereinafter also referred to as RtoR).
  • RtoR is a raw material that has been processed by performing various processes such as film formation and surface treatment while pulling out the raw material from a roll formed by winding a long raw material and transporting it in the longitudinal direction. Is a manufacturing method in which the material is wound into a roll again.
  • Example 1 The conversion film 10 shown in FIG. 2 was produced by the method shown in FIGS. 13A to 13E. First, cyanoethylated PVA (CR-V manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was dissolved in methyl ethyl ketone (MEK) at the following composition ratio. Thereafter, PZT particles were added to the solution at the following composition ratio and dispersed with a propeller mixer (rotation speed: 2000 rpm) to prepare a coating material for forming the piezoelectric layer 12.
  • cyanoethylated PVA CR-V manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • MEK methyl ethyl ketone
  • PZT particles ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 1000 parts by mass ⁇ Cyanoethylated PVA ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 100 parts by mass ⁇ MEK ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 600 parts by mass
  • PZT particles commercially available PZT raw material powders were sintered at 1000 to 1200 ° C., and then crushed and classified so as to have an average particle size of 3.5 ⁇ m.
  • sheet-like materials 11a and 11c were prepared by vacuum-depositing a 0.1 ⁇ m thick copper thin film on a 4 ⁇ m thick PET film. That is, in this example, the upper electrode 16 and the lower electrode 14 are copper-deposited thin films having a thickness of 0.1 m, and the upper protective layer 20 and the lower protective layer 18 are PET films having a thickness of 4 ⁇ m. In addition, in order to obtain good handling during the process, a PET film with a 50 ⁇ m thick separator (temporary support PET) was used, and after the thermocompression bonding of the thin film electrode and the protective layer, the separator of each protective layer was removed. Removed.
  • temporary support PET temporary support PET
  • the lower electrode 14 (copper deposited thin film) of the sheet-like material 11a
  • a paint for forming the piezoelectric layer 12 prepared previously was applied using a slide coater.
  • the coating material was apply
  • the MEK was evaporated by heating and drying the sheet with the paint applied on the sheet 11a in an oven at 120 ° C. Thereby, the laminated body 11b which has the lower electrode 14 made of copper on the lower protective layer 18 made of PET, and formed the piezoelectric layer 12 (piezoelectric layer) having a thickness of 20 ⁇ m thereon was produced. .
  • the piezoelectric layer 12 of the laminate 11b was polarized by the above-described corona poling shown in FIGS. 13C and 13D.
  • the polarization treatment was performed by setting the temperature of the piezoelectric layer 12 to 100 ° C. and applying a DC voltage of 6 kV between the lower electrode 14 and the corona electrode 30 to cause corona discharge.
  • the sheet-like material 11c was laminated
  • the laminated body of the laminated body 11b and the sheet-like material 11c is thermocompression-bonded at 120 ° C. using a laminator device, so that the piezoelectric body layer 12 and the upper electrode 16 and the lower electrode 14 are bonded to make a flat conversion.
  • Film 10 was produced.
  • the produced conversion film 10 was cut out to a size of 40 mm ⁇ 40 mm, and the thin film electrode laminated on the main surface side opposite to the contact surface Sc was grounded to prepare the pickup sensor 100a.
  • a pickup sensor 200 was produced in the same manner as in Example 1 except that the thin film electrode on the contact surface Sc side was grounded as in the pickup sensor 200 shown in FIG.
  • Example 1 and Comparative Example 1 were attached to the chest of the human body with tape, and the heart rate was measured using vibration spectrum analysis software SpectraPlus manufactured by Pioneer Hill Software.
  • FIG. 15 shows the measurement result of Example 1
  • FIG. 16 shows the measurement result of Comparative Example 1.
  • 15 and 16 are graphs showing the relationship between detected signal intensity and time. From the comparison between FIG. 15 and FIG. 16, it can be seen that the noise component in Example 1 is smaller than that in Comparative Example 1, and the heartbeat can be detected efficiently and stably with high accuracy.
  • Example 2 The conversion film 10 produced in the same manner as in Example 1 was incorporated into the case 42 to produce a conversion unit 40.
  • the size of the vibration region in the conversion unit 40 was 40 mm ⁇ 40 mm.
  • the case 42 was a box-shaped container with one open surface, and an aluminum rectangular container having an outer dimension of 50 mm ⁇ 50 mm, an open surface size of 40 mm ⁇ 40 mm, a depth of 3 mm, and a bottom plate thickness of 1 mm was used.
  • a viscoelastic support 46 is disposed in the case 42.
  • the viscoelastic support 46 was glass wool having a height of 25 mm and a density of 32 kg / m 3 before assembly.
  • the pressing member 48 used the plate-shaped member made from aluminum whose magnitude
  • the conversion film 10 is disposed so as to cover the viscoelastic support 46 and the opening of the case 42, the peripheral portion is fixed by the pressing member 48, and appropriate tension and curvature are given to the conversion film 10 by the viscoelastic support 46. .
  • FIG. 17 shows the measurement results of Example 2.
  • FIG. 17 is a graph showing the relationship between detected signal intensity and time. From the comparison between FIG. 17 and FIG. 15, it can be seen that the signal intensity of the noise component in Example 2 is equal to that in Example 1, but the signal intensity of the heartbeat is increased. Therefore, it can be seen that minute vibrations can be detected with higher sensitivity by bending the conversion film 10 in a convex shape by the viscoelastic support 46.
  • Example 3 A conversion unit 40 was produced in the same manner as in Example 2 except that the size of the vibration region was 10 mm ⁇ 10 mm and the outer size of the case 42 was 20 mm ⁇ 20 mm.
  • the conversion unit 40 was accommodated in a second case 50 having an outer dimension of 30 mm, an opening size of 20 mm ⁇ 20 mm, and a depth of 4 mm, and a suction cup member 52 was attached to the edge of the opening of the second case 50.
  • a ring-shaped propylene rubber having an outer diameter of 40 mm was used.
  • the holding member 54 was attached to the surface opposite to the opening of the second case 50 to produce a pickup sensor 100f as shown in FIG.
  • the holding member 54 was made of material: aluminum, wire diameter: 1 mm, and curvature radius: about 80 mm.
  • Example 3 The pickup sensor of Example 3 was attached to the human chest and the heart rate was measured in the same manner as in Example 1.
  • FIG. 18 shows the measurement results of Example 3.
  • FIG. 18 is a graph showing the relationship between detected signal intensity and time.
  • the vibration detection portion (conversion film) of the pickup sensor is downsized, the signal intensity of the heartbeat can be detected as a signal larger than the signal intensity of the noise component.
  • the pickup sensor is attached to the human body by the suction cup member 52 and the holding member 54 rather than the pickup sensor attached to the subject with the tape, thereby increasing the heart rate signal. It can be detected that the signal is detected as a signal, and the SN ratio can be increased. From the above results, the effect of the present invention is clear.

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Abstract

小型で、微小な振動を高い精度で効率よく安定して検出することができるピックアップセンサおよび生体センサを提供する。常温で粘弾性を有する高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体と、高分子複合圧電体の両面それぞれに積層された２つの薄膜電極と、２つの薄膜電極の少なくとも一方に積層された保護層とを有する電気音響変換フィルムを備え、電気音響変換フィルムの表面の少なくとも一部が被検体と当接する当接面であって、当接面とは反対側の面側の薄膜電極が接地されている。

Description

ピックアップセンサおよび生体センサ
　本発明は、ピックアップセンサおよび生体センサに関する。
　振動検出部として圧電素子を用いる咽喉マイクロフォンが知られている。
　咽喉マイクロフォンは、振動検出部を咽喉部に押し付けて使用され、咽喉部の振動を検出する。
　例えば、特許文献１には、人体に対する保持部材を介して咽喉部に押し付けられ、咽喉部で生ずる振動を音声信号に変換する第１の振動－電気変換器を有する咽喉マイクロフォンであって、保持部材に加えられる機械的な振動を電気的な雑音信号として検出する第２の振動－電気変換器を備え、第２の振動－電気変換器により、第１の振動－電気変換器の音声出力レベルが制御される咽喉マイクロフォンが記載されている。
　また、特許文献２には、第１圧電バイモルフと、第１圧電バイモルフと異なる共振周波数を有する第２圧電バイモルフと、第１圧電バイモルフからの信号の出力インピーダンスを変換する第１インピーダンス変換器と、第２圧電バイモルフからの信号の出力インピーダンスを変換する第２インピーダンス変換器と、第１インピーダンス変換器および第２インピーダンス変換器からの信号がそれぞれ入力される第１バッファ回路および第２バッファ回路とを備える咽喉マイクロフォンであって、第１圧電バイモルフおよび第２圧電バイモルフは共通の基台に取り付けられ、第１バッファ回路の出力信号および第２バッファ回路の出力信号は独立していて、第１バッファ回路の出力信号と、第２バッファ回路の出力信号とから平衡出力される咽喉マイクロフォンが記載されている。
　一方、特許文献３には、常温で粘弾性を有する高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体と、高分子複合圧電体の両面に形成された薄膜電極とを有する電気音響変換フィルムを声帯マイクロフォンとして用いることが記載されている。
　ここで、咽喉マイクロフォンは、喉元に装着するものであるため、小型化が要求されている。
　しかしながら、特許文献１および２に記載されるような、圧電素子を振動検出部として用いる咽喉マイクロフォンでは、咽喉マイクロフォンの着脱時など咽喉マイクロフォンに触った際に発生する不快なノイズを防ぐためには、ノイズ信号を検出するための第２のセンサ、および、信号処理用の回路等が必要となるため、機器の小型化が難しいという問題があった。
　一方、特許文献３に記載される電気音響変換フィルムは、圧電特性に面内異方性がないため、喉元に直接貼るだけで咽喉部の振動を検出することができる。また、共振しにくいため、触っても不快なノイズが発生しにくく、第２のセンサ、および、信号処理用の回路等が不要である。そのため、機器の小型化が容易であり、咽喉マイクロフォンとして好適に利用することができる。
特開２０１３－１５３３６４号公報 特開２０１４－１９５１３２号公報 特開２０１４－０１４０６３号公報
　しかしながら、本発明者らの検討によれば、特許文献３に記載されるような電気音響変換フィルムを用いる場合には、外部からの電磁波ノイズに弱く、例えば、商業用電源のノイズを拾ってしまい、微小な振動を高い精度で効率よく安定して検出することが難しいという問題があることがわかった。
　発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、小型で、微小な振動を高い精度で効率よく安定して検出することができるピックアップセンサおよび生体センサを提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、常温で粘弾性を有する高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体と、高分子複合圧電体の両面それぞれに積層された２つの薄膜電極と、２つの薄膜電極の少なくとも一方に積層された保護層とを有する電気音響変換フィルムを備え、電気音響変換フィルムの表面の少なくとも一部が被検体と当接する当接面であって、当接面とは反対側の面側の薄膜電極が接地されていることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
　すなわち、本発明は、以下の構成のピックアップセンサおよび生体センサを提供する。
　（１）　常温で粘弾性を有する高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体と、
　高分子複合圧電体の両面それぞれに積層された２つの薄膜電極と、
　２つの薄膜電極の少なくとも一方に積層された保護層とを有する電気音響変換フィルムを備え、
　電気音響変換フィルムの表面の少なくとも一部が被検体と当接する当接面であって、
　当接面とは反対側の面側の薄膜電極が接地されているピックアップセンサ。
　（２）　電気音響変換フィルムの、保護層が積層された側である主面の一方が当接面であり、
　他方の主面に積層された薄膜電極が接地されている（１）に記載のピックアップセンサ。
　（３）　電気音響変換フィルムは二つ折りされており、
　二つ折りされた電気音響変換フィルムの外側の主面に積層された薄膜電極が接地されている（１）に記載のピックアップセンサ。
　（４）　二つ折りされた電気音響変換フィルムの外側の主面に保護層が積層されている（３）に記載のピックアップセンサ。
　（５）　電気音響変換フィルムが一方の主面側に突出するように湾曲保持されている（１）～（４）のいずれかに記載のピックアップセンサ。
　（６）　電気音響変換フィルムを湾曲させるように、電気音響変換フィルムの一方の主面に密着して配置される弾性支持体を有し、
　弾性支持体は、電気音響変換フィルムの、接地される薄膜電極側の主面に密着して配置される（１）～（５）のいずれかに記載のピックアップセンサ。
　（７）　Ｃ字状に形成された弾性を有する保持部材を有し、
　保持部材は、電気音響変換フィルムを被検体に押し付けて保持する（１）～（６）のいずれかに記載のピックアップセンサ。
　（８）　吸盤部材を有し、
　電気音響変換フィルムが、吸盤部材の吸着面の中央に配置される（１）～（７）のいずれかに記載のピックアップセンサ。
　（９）　（１）～（８）のいずれかに記載のピックアップセンサを用いる生体センサ。
　このような本発明によれば、小型で、微小な振動を高い精度で効率よく安定して検出することができるピックアップセンサおよび生体センサを提供することができる。
本発明のピックアップセンサの一例を模式的に示す断面図である。 電気音響変換フィルムの一例を模式的に示す断面図である。 図１に示すピックアップセンサを被検体に設置した例を模式的に示す断面図である。 本発明のピックアップセンサの他の一例を模式的に示す断面図である。 本発明のピックアップセンサの他の一例を模式的に示す断面図である。 図５に示すピックアップセンサの上面図である。 図５に示すピックアップセンサを被検体に設置した例を模式的に示す断面図である。 本発明のピックアップセンサの他の一例を模式的に示す斜視図である。 図８に示すピックアップセンサのＢ－Ｂ線断面図である。 図８に示すピックアップセンサを被検体に設置した例を模式的に示す断面図である。 本発明のピックアップセンサの他の一例を模式的に示す断面図である。 本発明のピックアップセンサの他の一例を模式的に示す断面図である。 電気音響変換フィルムの作製方法の一例を説明するための模式的である。 電気音響変換フィルムの作製方法の一例を説明するための模式的である。 電気音響変換フィルムの作製方法の一例を説明するための模式的である。 電気音響変換フィルムの作製方法の一例を説明するための模式的である。 電気音響変換フィルムの作製方法の一例を説明するための模式的である。 比較例のピックアップセンサを模式的に示す断面図である。 検出した信号の強度と時間との関係を表すグラフである。 検出した信号の強度と時間との関係を表すグラフである。 検出した信号の強度と時間との関係を表すグラフである。 検出した信号の強度と時間との関係を表すグラフである。 検出した信号の強度と時間との関係を表すグラフである。
　以下、本発明のピックアップセンサおよび生体センサについて、添付の図面に示される好適実施形態を基に、詳細に説明する。
　以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
　なお、本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
　また、本明細書において、主面とは、フィルムの面のうち他の面よりもはるかに面積の大きい、対向する二つの面である。
　本発明のピックアップセンサは、
　常温で粘弾性を有する高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体と、
　高分子複合圧電体の両面それぞれに積層された２つの薄膜電極と、
　２つの薄膜電極の少なくとも一方に積層された保護層とを有する電気音響変換フィルムを備え、
　電気音響変換フィルムの表面の少なくとも一部が被検体と当接する当接面であって、
　当接面とは反対側の面側の薄膜電極が接地されているピックアップセンサである。
　また、本発明の生体センサは、上記ピックアップセンサを用いた生体センサである。
　本発明のピックアップセンサは、被検体内部の振動を検出するピックアップセンサである。例えば、ピックアップセンサを人体の咽喉部に取り付けて、咽喉部で生ずる振動を検出して音声信号として出力する咽喉マイクロフォンとして利用するものである。
　あるいは、本発明のピックアップセンサは、生体の任意の箇所に取り付けて、脈拍または心拍を測定する、脈拍計、心拍計、聴診器または血圧計等の生体センサと利用するものである。
　あるいは、本発明のピックアップセンサは、各種装置の検査対象部位に取り付けて振動を測定し異常を検知することで、検査対称部位の故障の有無を評価するための装置用のセンサとして利用するものである。例えば、装置のベアリングにピックアップセンサを貼り付けて振動を測定し、振動が閾値よりも大きくなった場合にベアリングが磨耗等により損傷したと評価する。
　すなわち、本発明においては、被検体Ｔは、人体あるいは各種装置である。
　図１に、本発明のピックアップセンサの一例を模式的に表す断面図を示す。
　図１に示すピックアップセンサ１００ａは、電気音響変換フィルム（以下、「変換フィルム」ともいう）１０を備え、変換フィルム１０の、被検体と当接する当接面Ｓｃとは反対側の面側の（下部）薄膜電極１４が接地されている。
　図２は、変換フィルム１０の一例を模式的に示す断面図である。
　図２に示すように、変換フィルム１０は、圧電性を有するシート状物である圧電体層１２と、圧電体層１２の一方の面に積層される下部薄膜電極１４と、下部薄膜電極１４上に積層される下部保護層１８と、圧電体層１２の他方の面に積層される上部薄膜電極１６と、上部薄膜電極１６上に積層される上部保護層２０とを有する。
　変換フィルム１０において、圧電体層１２は、高分子複合圧電体からなるものである。
　図２に概念的に示すように、圧電体層１２を形成する高分子複合圧電体は、常温で粘弾性を有する高分子材料を含有する粘弾性マトリックス２４中に、圧電体粒子２６を分散したものである。なお、本明細書において、「常温」とは、０～５０℃程度の温度域を指す。
　また、下部薄膜電極１４および上部薄膜電極１６は、電極対をなすものであり、圧電体層１２を挟むように、それぞれが圧電体層１２のいずれかの主面に積層されている。
　このような構成の変換フィルム１０は、圧電性を有し、被検体の振動に伴うフィルムの伸縮運動を電気信号に変換する。
　変換フィルム１０の詳細については後述する。
　ここで、図１に示すピックアップセンサ１００ａは、上部保護層２０が積層された主面側を被検体との当接面Ｓｃとし、当接面Ｓｃとは反対側の主面側に積層された薄膜電極である下部薄膜電極１４が、接地されている。
　図３に示すように、このようなピックアップセンサ１００ａは、当接面Ｓｃを被検体Ｔに接触させて設置される。したがって、接地された下部薄膜電極１４は、被検体Ｔから遠い側に位置することになる。そのため、圧電体層１２は、被検体Ｔと下部薄膜電極１４との間に位置することになる。
　すなわち、被検体Ｔ側を内側とすると、圧電体層１２の外側の薄膜電極が接地されている。
　前述のとおり、従来の圧電素子を振動検出部として用いる咽喉マイクロフォンでは、咽喉マイクロフォンの着脱時など咽喉マイクロフォンに触った際に発生する不快なノイズを防ぐためには、ノイズ信号を検出するための第２のセンサ、および、信号処理用の回路等が必要となるため、機器の小型化が難しいという問題があった。
　これに対して、常温で粘弾性を有する高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体と、高分子複合圧電体の両面に形成された薄膜電極とを有する電気音響変換フィルムは、喉元に直接貼るだけで咽喉部の振動を検出することができ、また、共振しにくいため、触っても不快なノイズが発生しにくく、第２のセンサ、および、信号処理用の回路等が不要である。そのため、機器の小型化が容易である。
　しかしながら、本発明者らの検討によれば、このような電気音響変換フィルムを用いる場合には、外部からの電磁波ノイズに弱く、例えば、商業用電源のノイズを拾ってしまい、微小な振動を高い精度で効率よく安定して検出することが難しいという問題があることがわかった。
　これに対して、本発明のピックアップセンサは、常温で粘弾性を有する高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体と、高分子複合圧電体の両面それぞれに積層された２つの薄膜電極と、２つの薄膜電極の少なくとも一方に積層された保護層とを有する電気音響変換フィルムを備え、電気音響変換フィルムの表面の少なくとも一部が被検体と当接する当接面であって、当接面とは反対側の面側の薄膜電極が接地されている、という構成を有する。
　このような構成により、商業用電源等の外部からの電磁波ノイズに対して、外側の薄膜電極が電磁シールドとして機能し、外側の薄膜電極よりも内側にある圧電体層が外部からの電磁波ノイズの影響を受けるのを防止することができる。ノイズを少なくすることができるので、検出する振動が微小な振動であった場合でも、高い精度で効率よく安定して検出することができる。
　微弱な振動を高い精度で検出することができる観点から、本発明のピックアップセンサは、生体（人体、動物）の、脈拍または心拍を測定する、脈拍計、心拍計、聴診器または血圧計等の生体センサとして好適に利用することができる。
　また、本発明に用いられる変換フィルムは、小型で軽量であり、可撓性に優れ、かつ、変形時に音質変化が小さいため、複雑な曲面を有する人体の任意の箇所、および、各種装置の任意の箇所に容易に貼り付けることが可能である。また、小型で軽量であるため、各種装置の狭い場所にも貼り付けることが可能である。
　なお、本発明のピックアップセンサにおいて、被検体への貼り付け方法には、特に限定はなく、公知のシート状物の貼り付け方法が、各種、利用可能である。
　また、ピックアップセンサを、直接、被検体に貼り付けるのではなく、変換フィルムを、極薄いケースや袋体に収容して、被検体に貼り付けるようにしてもよい。
　ここで、図１に示すピックアップセンサにおいては、変換フィルム１０の一方の主面側の表面を当接面Ｓｃとし、他方の主面側の薄膜電極を接地する構成としたが、これに限定はされない。
　図４に、本発明のピックアップセンサの他の一例の模式的断面図を示す。
　図４に示すピックアップセンサ１００ｂは、１つの変換フィルム１０を有し、この変換フィルム１０が二つ折りされており、二つ折りされた変換フィルム１０の外側の主面側に積層された薄膜電極である上部薄膜電極１６が接地されている。また、二つ折りされた変換フィルム１０の外側の主面の一方が当接面Ｓｃである。図に示すように、ピックアップセンサ１００ｂにおいては、当接面Ｓｃに近い側の薄膜電極も接地された上部薄膜電極１６となり、二つ折りされた変換フィルム１０の内側の薄膜電極が下部薄膜電極１４となる。
　図４に示すピックアップセンサ１００ｂのように、変換フィルム１０を二つ折りして用いた場合には、二つ折りの両外側に近い側の薄膜電極が接地されるので、外部からの電磁波ノイズのみでなく、人体等の被検体Ｔ側から入ってくる電磁波ノイズが圧電体層１２に影響を与えることを防止することができる。
　なお、図４においては、説明を容易にするため、二つ折りされた変換フィルム１０は、完全に折り畳まれてはいない状態を示したが、二つ折りされた変換フィルム１０の内側の主面同士は密着してもよい。
　なお、図１に示すピックアップセンサ１００ａおよび図４に示すピックアップセンサ１００ｂにおいては、変換フィルム１０は両面側に保護層を有する構成としたが、これに限定はされず、少なくとも当接面Ｓｃ側に保護層を有していればよく、両面に保護層を有するのが好ましい。すなわち、図１に示すピックアップセンサ１００ａにおいては、当接面Ｓｃは接地される下部薄膜電極１４とは反対側の面であるので、上部薄膜電極１６側に保護層（上部保護層２０）を有していればよい。また、図４に示すピックアップセンサ１００ｂにおいては、当接面Ｓｃとなる外側の主面は、接地される上部薄膜電極１６側の面であるので、上部薄膜電極１６側に保護層（上部保護層２０）を有していればよい。
　なお、当接面Ｓｃにおいて保護層と被検体Ｔとの間に、交換可能な第２の保護層を挿入してもよい。
　また、前述のとおり、ピックアップセンサを、直接、被検体に貼り付けるのではなく、変換フィルムを、極薄いケースに収容して、被検体に貼り付けるようにしてもよい。
　図５に、本発明のピックアップセンサの他の一例の模式的断面図を示し、図６に、図５に示すピックアップセンサの上面図を示す。すなわち、図５は、図６に示すピックアップセンサのＢ－Ｂ線断面図である。
　図５に示すピックアップセンサ１００ｃは、変換フィルム１０と、ケース４２と、粘弾性支持体４６と、押圧部材４８とを有する電気音響変換ユニット（以下、「変換ユニット」ともいう）４０を有し、粘弾性支持体４６は、変換フィルム１０の、接地される薄膜電極側の主面に密着して配置される。すなわち、変換フィルム１０の、粘弾性支持体４６と密着する主面とは反対側の主面が当接面Ｓｃであり、粘弾性支持体４６と密着する主面側に積層された薄膜電極が接地される。
　なお、図５に示すピックアップセンサ１００ｃにおいて、変換フィルム１０は、図１に示すような折り畳まれていない変換フィルムであってもよいし、図４に示すような二つ折りされた変換フィルムであってもよい。
　変換ユニット４０は、常温で粘弾性を示す高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体の両面に薄膜電極を積層した変換フィルム１０を振動板として用いるものである。変換ユニット４０は、変換フィルム１０を湾曲させて支持しており、図７に示すように、湾曲させた変換フィルム１０を被検体Ｔに押し当てて設置され、振動の検出を行う。
　変換ユニット４０の変換フィルム１０は、被検体Ｔから伝わる振動（音）に応じて、面内方向に伸長または収縮することで、振動（音）と電気信号とを変換する。
　ここで、粘弾性支持体４６側の薄膜電極が接地されているので、圧電体層１２は、被検体Ｔと接地された薄膜電極との間に位置することになる。そのため、接地された薄膜電極が電磁シールドとして機能し、圧電体層１２が外部からの電磁波ノイズの影響を受けるのを防止することができる。
　また、変換フィルム１０を用いる変換ユニット４０は、振動板である変換フィルム１０自体が薄いので、変換ユニット４０自体の厚さを薄くでき、また、軽量化できる。
　また、変換フィルム１０が張った状態で湾曲保持されているので、被検体Ｔの振動に対する変換フィルム１０の伸縮量が大きくなり、微小な振動をより高い感度で検出することができる。
　以下、変換ユニット４０について詳述する。
　ケース４２は、押圧部材４８と共に、変換フィルム１０および粘弾性支持体４６を保持する保持部材である。ケース４２は、プラスチックや金属、或いは木材等で形成される、一面が開放する箱型の筐体である。図示例においては、ケース４２は薄型の六面体形状で、最大面の一方が開放面である。また、開放部は正四角形状である。ケース４２は内部に粘弾性支持体４６を収容する。
　なお、変換ユニットにおいて、ケース４２の形状（すなわち変換ユニットの形状）は、四角筒状に限定はされず、円筒状や底面が長方形の四角筒状、底面が多角形の筒状等の各種の形状の筐体が利用可能である。
　粘弾性支持体４６は、適度な粘性と弾性を有し、変換フィルム１０を湾曲した状態で保持すると共に、変換フィルム１０のどの場所でも一定の機械的バイアスを与えることによって、変換フィルム１０の伸縮運動を無駄なく前後運動に変換させるためのものである。
　図示例において、粘弾性支持体４６は、ケース４２の底面とほぼ同等の底面形状を有する四角柱状である。また、粘弾性支持体４６の高さは、ケース４２の深さよりも大きい。
　粘弾性支持体４６の材料としては、適度な粘性と弾性を有し、かつ、圧電フィルムの振動を妨げず、好適に変形するものであれば、特に限定はない。一例として、羊毛のフェルト、レーヨンやＰＥＴを含んだ羊毛のフェルトなどの不織布、グラスウール、或いはポリウレタンなどの発泡材料（発泡プラスチック）、ポリエステルウール、紙を複数枚重ねたもの、磁性流体、塗料等が例示される。
　粘弾性支持体４６の比重には、特に限定はなく、粘弾性支持体の種類に応じて、適宜、選択すればよい。一例として、粘弾性支持体としてフェルトを用いた場合には、比重は、５０～５００ｋｇ／ｍ3が好ましく、１００～３００ｋｇ／ｍ3がより好ましい。また、粘弾性支持体としてグラスウールを用いた場合には、比重は、１０～１００ｋｇ／ｍ3が好ましい。
　押圧部材４８は、変換フィルム１０を粘弾性支持体４６に押圧した状態で支持するためのものであり、プラスチックや金属、或いは木材等で形成される、中央に開口部を有する正四角形状の板状部材である。押圧部材４８は、ケース４２の開放面と同様の形状を有し、また、開口部の形状は、ケース４２の開放部と同様の正四角形状である。
　変換ユニット４０においては、ケース４２の中に粘弾性支持体４６を収容して、変換フィルム１０によってケース４２および粘弾性支持体４６を覆い、変換フィルム１０の周辺を押圧部材４８によってケース４２の開放面に接した状態で、押圧部材４８をケース４２に固定して、構成される。
　なお、ケース４２への押圧部材４８の固定方法には、特に限定はなく、ビスやボルトナットを用いる方法、固定用の治具を用いる方法等、公知の方法が、各種、利用可能である。
　この変換ユニット４０においては、粘弾性支持体４６は、高さ（厚さ）がケース４２の内面の高さよりも厚い。すなわち、変換フィルム１０および押圧部材４８が固定される前の状態では、粘弾性支持体４６は、ケース４２の上面よりも突出した状態となっている。
　そのため、変換ユニット４０では、粘弾性支持体４６の周辺部に近くなるほど、粘弾性支持体４６が変換フィルム１０によって下方に押圧されて厚さが薄くなった状態で、保持される。すなわち、変換フィルム１０の主面の少なくとも一部が湾曲した状態で保持される。
　この際、変換フィルム１０の面方向において、粘弾性支持体４６の全面を押圧して、全面的に厚さが薄くなるようにするのが好ましい。すなわち、変換フィルム１０の全面が粘弾性支持体４６により押圧されて支持されるのが好ましい。
　また、このように形成された湾曲部は、中心から周辺部に向かって緩やかに曲率が変化しているのが好ましい。これにより、共振周波数を分散させ、より広帯域化できる。
　また、変換ユニット４０において、粘弾性支持体４６は押圧部材４８に近づくほど厚さ方向に圧縮された状態になるが、静的粘弾性効果（応力緩和）によって、変換フィルム１０のどの場所でも機械的バイアスを一定に保つことができる。これにより、変換フィルム１０の伸縮運動が無駄なく前後運動へと変換されるため、薄型、かつ、十分な音量が得られ、音響特性に優れる平面状の変換ユニット４０を得ることができる。
　このような構成の変換ユニット４０において、変換フィルム１０の、押圧部材４８の開口部に対応する領域が実際に振動する領域となる。すなわち、押圧部材４８は、振動領域を規定する部位である。従って、変換ユニット４０は、ユニット全体の大きさに対する振動領域の相対的な大きさを大きくし易く、小型化が容易である。
　また、変換ユニット４０の変換フィルム１０側の面と、振動領域とは相似であるのが好ましい。すなわち、押圧部材４８の外形と開口部の形状は相似であるのが好ましい。
　また、変換フィルム１０の主面に垂直な方向から見た際の、振動領域の形状は、四角形状に限定はされず、多角形状または円形状であってもよい。すなわち、押圧部材４８の開口部４８ａの形状は、四角形状、多角形状あるいは円形状等の種々の形状とすることができる。
　なお、変換ユニット４０において、変換フィルム１０による粘弾性支持体４６の押圧力には、特に限定はないが面圧が低い位置における面圧で０．００５ＭＰａ～１．０ＭＰａ、特に０．０２ＭＰａ～０．２ＭＰａ程度とするのが好ましい。
　加えて、粘弾性支持体４６の厚さにも、特に限定は無いが、押圧される前の厚さが、１ｍｍ～１００ｍｍ、特に１０ｍｍ～５０ｍｍであるのが好ましい。
　また、図示例においては、粘弾性を有する粘弾性支持体４６を利用する構成としたが、これに限定はされず、少なくとも弾性を有する弾性支持体を利用する構成であればよい。
　例えば、粘弾性支持体４６に代えて、弾性を有する弾性支持体を有する構成としてもよい。
　弾性支持体としては、天然ゴムや各種合成ゴムが例示される。
　ここで、図５に示すピックアップセンサ１００ｃの変換ユニット４０は、押圧部材４８によって、変換フィルム１０の周辺全域をケース４２に押し付けているが、本発明は、これに限定されない。
　すなわち、変換フィルム１０を利用する変換ユニットは、押圧部材４８を有さずに、例えばケース４２の４箇所の角において、ビスやボルトナット、治具などによって、変換フィルム１０をケース４２の上面に押圧／固定してなる構成も利用可能である。
　また、ケース４２と変換フィルム１０との間には、Ｏリング等を介在させてもよい。このような構成を有することにより、ダンパ効果を持たせることができ、変換フィルム１０の振動がケース４２に伝達されることを防止して、より優れた音響特性を得ることができる。
　また、変換フィルム１０を利用する変換ユニットは、粘弾性支持体４６を収容するケース４２を有さなくても良い。
　例えば、剛性を有する支持板の上に粘弾性支持体を載置し、粘弾性支持体を覆って変換フィルム１０を載せ、先と同様の押圧部材を周辺部に載置する。次いで、ビス等によって押圧部材を支持板に固定することにより、押圧部材と一緒に粘弾性支持体を押圧した構成も、利用可能である。
　なお、支持板の大きさとしては粘弾性支持体よりも大きくても良く、更に支持板の材質としては、ポリスチレンや発泡ＰＥＴ、或いはカーボンファイバーなどの各種振動板を用いることができる。
　さらに、変換ユニットは、周辺を押圧する構成にも限定はされず、例えば、粘弾性支持体４６と変換フィルム１０の積層体の中央を、何らかの手段によって押圧してなる構成も利用可能である。
　すなわち、変換ユニットは、変換フィルム１０の湾曲した状態で保持される構成であれば、各種の構成が利用可能である。
　あるいは、変換フィルム１０を樹脂フィルムに貼り付けて張力を付与する（湾曲させる）構成としてもよい。樹脂フィルムで保持する構成とし、湾曲させた状態で保持できるようにすることでフレキシブルなスピーカとすることができる。
　あるいは、変換フィルム１０を湾曲したフレームに張り上げた構成としてもよい。
　また、図５に示す例では、押圧部材４８を用いて、変換フィルム１０を粘弾性支持体４６に押圧して支持する構成としたが、これに限定はされず、例えば、ケース４２の開口面よりも大きい変換フィルム１０を用いて、変換フィルム１０の端部をケース４２の裏面側で固定する構成としてもよい。すなわち、ケース４２とケース４２内に配置された粘弾性支持体４６とを、ケース４２の開口面よりも大きい変換フィルム１０で覆い、変換フィルム１０の端部をケース４２の裏面側に引張ることで、変換フィルム１０を粘弾性支持体４６に押圧して張力を付与して湾曲させ、変換フィルムの端部をケース４２の裏面側で固定してもよい。
　あるいは、気密性を有するケースを用い、ケースの開放端を変換フィルムで覆って閉塞し、ケース内に気体を導入して変換フィルムに圧力を掛けて、凸状に膨らませた状態で、保持する構成としてもよい。
　また、図５に示す変換ユニット４０においては、変換フィルム１０は、粘弾性支持体４６により押圧されて、主面が凸状に湾曲した状態で保持される構成としたが、このように、変換フィルム１０を湾曲した状態で保持する構成には特に限定はない。
　例えば、変換フィルム１０自体に凸部を形成して湾曲させてもよい。凸部の形成方法としては特に限定はなく、種々の公知の樹脂フィルムの加工方法が利用可能である。例えば、真空加圧成型法、エンボス加工等の形成方法により、凸部を形成することができる。
　ここで、本発明のピックアップセンサにおいては、変換ユニットに加えて、吸盤部材を有してもよい。
　図８は、本発明のピックアップセンサの他の一例を模式的に示す斜視図であり、図９は、図８に示すピックアップセンサのＢ－Ｂ線断面図である。
　図８および図９に示すピックアップセンサ１００ｄは、図５に示すピックアップセンサ１００ｃと同様の変換ユニット４０と、変換ユニット４０が載置される第２ケース５０と、第２ケース５０に取り付けられた吸盤部材５２とを有する。
　第２ケース５０は、プラスチックや金属、或いは木材等で形成される、一面が開放する箱型の筐体である。図示例においては、第２ケース５０は薄型の有底の円筒形状で、円形の面の一方が開放面である。また、開放部は矩形状であり、変換ユニット４０のケース４２の最大面と略同じ大きさであり、深さは、ケース４２と押圧部材４８との合計厚さと略同じである。
　図９に示すとおり、第２ケース５０には、変換ユニット４０が変換フィルム１０を外側に向けて収容される。
　吸盤部材５２は、エラストマー、ゴム、シリコン、または他の弾力性のある材料からなり、取り付け対象物（被検体Ｔ）との間で内部を真空に近い状態にし気圧の差を利用して対象物に吸着する従来公知の吸盤部材であり、第２ケース５０の開放面の縁部に配置される。
　従って、変換ユニット４０は、吸盤部材５２の吸着面（被検体Ｔと当接する面）の略中央に配置される。
　このようにピックアップセンサ１００ｄが吸盤部材５２を有する構成とし、図１０に示すように、吸盤部材５２でピックアップセンサ１００ｄを被検体Ｔに取り付けて、変換フィルム１０を被検体Ｔに当接させる構成とすることで、ピックアップセンサ１００ｄが傾きにくくなり、安定して固定することができる。
　さらに、図１１に示すピックアップセンサ１００ｅのように、略Ｃ字状に形成された弾性を有する保持部材５４を有する構成とし、保持部材５４が変換フィルム１０（変換ユニット４０）を被検体Ｔに押し付けて保持する構成としてもよい。
　保持部材５４は、ピックアップセンサの取付箇所の形状に応じた略Ｃ字状の弾性を有する線材（丸棒材や帯板材等を含む）である。材質は、金属もしくは合成樹脂のいずれであってもよい。
　保持部材５４の一方の端部には、変換ユニット４０が配置され、変換ユニット４０の変換フィルム１０とは反対側の面に接続される。
　例えば、ピックアップセンサ１００ｅを咽喉マイクロフォンとして用いる場合には、保持部材５４は、人体の首部の周りに装着される大きさの略Ｃ形状の部材（いわゆる、ネックバンド）である。保持部材５４は、その両端部が、被検体Ｔおよび変換ユニット４０を内側に付勢して、被検体Ｔと変換ユニット４０の変換フィルム１０とを密着して保持する。
　ピックアップセンサを被検体Ｔに取り付ける際に、テープ等を用いて、ピックアップセンサを取り付けた場合には、テープ等を貼り付けたことで、被検体Ｔの貼り付けた部分が固定されてしまい、被検体Ｔ内を振動が伝わりにくくなり、ピックアップセンサ（変換フィルム）に伝達される振動が小さくなってしまう場合がある。
　これに対して、このように保持部材５４を有する構成とすることで、ピックアップセンサを取り付けた部分の被検体Ｔが固定されるのを防止でき、被検体Ｔ内を確実に振動が伝わるので、ピックアップセンサ（変換フィルム）はより確実に振動を検出することができる。
　また、図１２に示すピックアップセンサ１００ｆのように、吸盤部材５２と保持部材５４とを有する構成としてもよい。
　次に、本発明のピックアップセンサに用いられる変換フィルム１０について説明する。
　前述のとおり、変換フィルム１０は、圧電性を有するシート状物である圧電体層１２と、圧電体層１２の一方の面に積層される下部薄膜電極１４と、下部薄膜電極１４上に積層される下部保護層１８と、圧電体層１２の他方の面に積層される上部薄膜電極１６と、上部薄膜電極１６上に積層される上部保護層２０とを有する。
　ここで、高分子複合圧電体（圧電体層１２）は、次の用件を具備したものであるのが好ましい。
　（ｉ）　可撓性
　例えば、携帯用として新聞や雑誌のように書類感覚で緩く撓めた状態で把持する場合、絶えず外部から、数Ｈｚ以下の比較的ゆっくりとした、大きな曲げ変形を受けることになる。この時、高分子複合圧電体が硬いと、その分大きな曲げ応力が発生し、高分子マトリックスと圧電体粒子との界面で亀裂が発生し、やがて破壊に繋がる恐れがある。従って、高分子複合圧電体には適度な柔らかさが求められる。また、歪みエネルギーを熱として外部へ拡散できれば応力を緩和することができる。従って、高分子複合圧電体の損失正接が適度に大きいことが求められる。
　（ii）　音質
　咽喉マイクロフォン、生体センサ、および、装置用のセンサとして用いるピックアップセンサにおいては、２０Ｈｚ～１０ｋＨｚの可聴域の周波数で振動を検出することが好ましい。従って、振動エネルギーの伝達効率を高めるために高分子複合圧電体には適度な硬さが求められる。また、ピックアップセンサの周波数特性が平滑であれば、曲率の変化に伴い最低共振周波数ｆ０が変化した際の音質の変化量も小さくなる。従って、高分子複合圧電体の損失正接は適度に大きいことが求められる。
　以上をまとめると、ピックアップセンサに用いる変換フィルムの高分子複合圧電体は、２０Ｈｚ～１０ｋＨｚの振動に対しては硬く、数Ｈｚ以下の振動に対しては柔らかく振る舞うことが求められる。また、高分子複合圧電体の損失正接は、１０ｋＨｚ以下の全ての周波数の振動に対して、適度に大きいことが求められる。
　一般に、高分子固体は粘弾性緩和機構を有しており、温度上昇あるいは周波数の低下とともに大きなスケールの分子運動が貯蔵弾性率（ヤング率）の低下（緩和）あるいは損失弾性率の極大（吸収）として観測される。その中でも、非晶質領域の分子鎖のミクロブラウン運動によって引き起こされる緩和は、主分散と呼ばれ、非常に大きな緩和現象が見られる。この主分散が起きる温度がガラス転移点（Ｔｇ）であり、最も粘弾性緩和機構が顕著に現れる。
　高分子複合圧電体（圧電体層１２）において、ガラス転移点が常温にある高分子材料、言い換えると、常温で粘弾性を有する高分子材料をマトリックスに用いることで、２０Ｈｚ～１０ｋＨｚの振動に対しては硬く、数Ｈｚ以下の遅い振動に対しては柔らかく振舞う高分子複合圧電体が実現する。特に、この振舞いが好適に発現する等の点で、周波数１Ｈｚでのガラス転移温度が常温、すなわち、０～５０℃にある高分子材料を、高分子複合圧電体のマトリックスに用いるのが好ましい。
　常温で粘弾性を有する高分子材料としては、公知の各種のものが利用可能である。好ましくは、常温、すなわち０～５０℃において、動的粘弾性試験による周波数１Ｈｚにおける損失正接Ｔａｎδの極大値が、０．５以上有る高分子材料を用いる。
　これにより、高分子複合圧電体が外力によってゆっくりと曲げられた際に、最大曲げモーメント部における高分子マトリックス／圧電体粒子界面の応力集中が緩和され、高い可撓性が期待できる。
　また、高分子材料は、動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０℃において１００ＭＰａ以上、５０℃において１０ＭＰａ以下、であることが好ましい。
　これにより、高分子複合圧電体が外力によってゆっくりと曲げられた際に発生する曲げモーメントが低減できると同時に、２０Ｈｚ～１０ｋＨｚの音響振動に対しては硬く振る舞うことができる。
　また、高分子材料は、比誘電率が２５℃において１０以上有ると、より好適である。これにより、高分子複合圧電体に電圧を印加した際に、高分子マトリックス中の圧電体粒子にはより高い電界が掛かるため、大きな変形量が期待できる。
　しかしながら、その反面、良好な耐湿性の確保等を考慮すると、高分子材料は、比誘電率が２５℃において１０以下であるのも、好適である。
　このような条件を満たす高分子材料としては、シアノエチル化ポリビニルアルコール（シアノエチル化ＰＶＡ）、ポリ酢酸ビニル、ポリビニリデンクロライドコアクリロニトリル、ポリスチレン－ビニルポリイソプレンブロック共重合体、ポリビニルメチルケトン、および、ポリブチルメタクリレート等が例示される。また、これらの高分子材料としては、ハイブラー５１２７（クラレ社製）などの市販品も、好適に利用可能である。なかでも、シアノエチル基を有する材料を用いることが好ましく、シアノエチル化ＰＶＡを用いるのが特に好ましい。
　なお、これらの高分子材料は、１種のみを用いてもよく、複数種を併用（混合）して用いてもよい。
　このような常温で粘弾性を有する高分子材料を用いる粘弾性マトリックス２４は、必要に応じて、複数の高分子材料を併用してもよい。
　すなわち、粘弾性マトリックス２４には、誘電特性や機械特性の調整等を目的として、シアノエチル化ＰＶＡ等の粘弾性材料に加え、必要に応じて、その他の誘電性高分子材料を添加しても良い。
　添加可能な誘電性高分子材料としては、一例として、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン－トリフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン－トリフルオロエチレン共重合体及びポリフッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン共重合体等のフッ素系高分子、シアン化ビニリデン－酢酸ビニル共重合体、シアノエチルセルロース、シアノエチルヒドロキシサッカロース、シアノエチルヒドロキシセルロース、シアノエチルヒドロキシプルラン、シアノエチルメタクリレート、シアノエチルアクリレート、シアノエチルヒドロキシエチルセルロース、シアノエチルアミロース、シアノエチルヒドロキシプロピルセルロース、シアノエチルジヒドロキシプロピルセルロース、シアノエチルヒドロキシプロピルアミロース、シアノエチルポリアクリルアミド、シアノエチルポリアクリレート、シアノエチルプルラン、シアノエチルポリヒドロキシメチレン、シアノエチルグリシドールプルラン、シアノエチルサッカロース及びシアノエチルソルビトール等のシアノ基あるいはシアノエチル基を有するポリマー、ニトリルゴムやクロロプレンゴム等の合成ゴム等が例示される。
　中でも、シアノエチル基を有する高分子材料は、好適に利用される。
　また、圧電体層１２の粘弾性マトリックス２４において、シアノエチル化ＰＶＡ等の常温で粘弾性を有する材料に加えて添加される誘電性ポリマーは、１種に限定はされず、複数種を添加してもよい。
　また、誘電性ポリマー以外にも、ガラス転移温度Ｔｇを調整する目的で、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、メタクリル樹脂、ポリブテン、イソブチレン、等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、マイカ、等の熱硬化性樹脂を添加しても良い。
　更に、粘着性を向上する目的で、ロジンエステル、ロジン、テルペン、テルペンフェノール、石油樹脂、等の粘着付与剤を添加しても良い。
　圧電体層１２の粘弾性マトリックス２４において、シアノエチル化ＰＶＡ等の粘弾性材料以外のポリマーを添加する際の添加量には、特に限定は無いが、粘弾性マトリックス２４に占める割合で３０重量％以下とするのが好ましい。
　これにより、粘弾性マトリックス２４における粘弾性緩和機構を損なうことなく、添加する高分子材料の特性を発現できるため、高誘電率化、耐熱性の向上、圧電体粒子２６や電極層との密着性向上等の点で好ましい結果を得ることができる。
　また、圧電体層１２の誘電率を高める目的で、粘弾性マトリックス２４に誘電体粒子を添加してもよい。
　誘電体粒子は、２５℃における比誘電率が８０以上の高い比誘電率を持つ粒子からなるものである。
　誘電体粒子としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）、チタン酸ジルコン酸ランタン酸鉛（ＰＬＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸バリウムとビスマスフェライト（ＢｉＦｅＯ3）との固溶体（ＢＦＢＴ）等が例示される。なかでも、高い比誘電率を有する点で、誘電体粒子としてチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）を用いるのが好ましい。
　誘電体粒子は、平均粒径が０．５μｍ以下であるのが好ましい。
　また、粘弾性マトリックスと誘電体粒子との合計体積に対する、誘電体粒子の体積分率は、５～４５％が好ましく、１０～３０％がより好ましく、２０～３０％が特に好ましい。
　圧電体粒子２６は、ペロブスカイト型或いはウルツ鉱型の結晶構造を有するセラミックス粒子からなるものである。
　圧電体粒子２６を構成するセラミックス粒子としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸ジルコン酸ランタン酸鉛（ＰＬＺＴ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、および、チタン酸バリウムとビスマスフェライト（ＢｉＦｅ3）との固溶体（ＢＦＢＴ）等が例示される。
　なお、これらのセラミックス粒子は、１種のみを用いてもよく、複数種を併用して用いてもよい。
　このような圧電体粒子２６の粒径は、変換フィルム１０のサイズや用途に応じて、適宜、選択すれば良いが、本発明者の検討によれば、１～１０μｍが好ましい。
　圧電体粒子２６の粒径を上記範囲とすることにより、高い圧電特性とフレキシビリティとを両立できる、耐電圧を向上できる等の点で好ましい結果を得ることができる。
　なお、図２においては、圧電体層１２中の圧電体粒子２６は、粘弾性マトリックス２４中に、均一にかつ規則性を持って分散されているが、本発明は、これに限定はされない。
　すなわち、圧電体層１２中の圧電体粒子２６は、好ましくは均一に分散されていれば、粘弾性マトリックス２４中に不規則に分散されていてもよい。
　変換フィルム１０において、圧電体層１２中における粘弾性マトリックス２４と圧電体粒子２６との量比は、変換フィルム１０の面方向の大きさや厚さ、変換フィルム１０の用途、変換フィルム１０に要求される特性等に応じて、適宜、設定すればよい。
　ここで、本発明者の検討によれば、圧電体層１２中における圧電体粒子２６の体積分率は、３０～７０％が好ましく、特に、５０％以上とするのが好ましく、従って、５０～７０％とするのが、より好ましい。
　粘弾性マトリックス２４と圧電体粒子２６との量比を上記範囲とすることにより、高い圧電特性とフレキシビリティとを両立できる等の点で好ましい結果を得ることができる。
　また、変換フィルム１０において、圧電体層１２の厚さにも、特に限定はなく、変換フィルム１０のサイズ、変換フィルム１０の用途、変換フィルム１０に要求される特性等に応じて、適宜、設定すればよい。
　ここで、本発明者の検討によれば、圧電体層１２の厚さを薄くすることで、自重による撓みを軽減し、また、軽くすることで、印加電圧に対する圧電フィルムの追従性を向上させて、音圧や音質を向上できる。また、柔軟性を付与することができる。一方で、圧電体層１２の厚さが薄すぎると、剛性が連続して電圧を印加した際や、高電圧を印加した際に、局所的な短絡が発生するおそれがある。また、剛性が低下するおそれがある。
　上記観点から、圧電体層１２の厚さは、５μｍ～１００μｍが好ましく、８μｍ～５０μｍがより好ましく、特に、１０～４０μｍがさらに好ましく、特に、１５～２５μｍが好ましい。
　なお、圧電体層１２は、分極処理（ポーリング）されているのが好ましい。分極処理に関しては、後に詳述する。
　図２に示すように、変換フィルム１０は、このような圧電体層１２の一面に、下部薄膜電極１４を形成し、その上に下部保護層１８を形成し、圧電体層１２の他方の面に、上部薄膜電極１６を形成し、その上に上部保護層２０を形成してなる構成を有する。ここで、上部薄膜電極１６と下部薄膜電極１４とが電極対を形成する。
　なお、変換フィルム１０は、これらの層に加えて、例えば、上部薄膜電極１６、および、下部薄膜電極１４からの電極の引出しを行う電極引出し部や、圧電体層１２が露出する領域を覆って、ショート等を防止する絶縁層等を有していてもよい。
　電極引出し部としては、薄膜電極および保護層が、圧電体層の面方向外部に、凸状に突出する部位を設けても良いし、あるいは、保護層の一部を除去して孔部を形成して、この孔部に銀ペースト等の導電材料を挿入して導電材料と薄膜電極とを電気的に導通して、電極引出し部としてもよい。
　なお、各薄膜電極において、電極引出し部は１つには限定されず、２以上の電極引出し部を有していてもよい。特に、保護層の一部を除去して孔部に導電材料を挿入して電極引出し部とする構成の場合には、より確実に通電を確保するために、電極引出し部を３以上有するのが好ましい。
　変換フィルム１０は、圧電体層１２の両面を電極対、すなわち、上部薄膜電極１６および下部薄膜電極１４で挟持し、この積層体を、上部保護層２０および下部保護層１８で挟持してなる構成を有する。
　このように、上部薄膜電極１６および下部薄膜電極１４で挾持された領域が伸縮することで、上部薄膜電極１６と下部薄膜電極１４との間に電圧が生じる。
　変換フィルム１０において、上部保護層２０および下部保護層１８は、上部薄膜電極１６および下部薄膜電極１４を被覆すると共に、圧電体層１２に適度な剛性と機械的強度を付与する役目を担っている。すなわち、粘弾性マトリックス２４と圧電体粒子２６とからなる圧電体層１２は、ゆっくりとした曲げ変形に対しては、非常に優れた可撓性を示す一方で、用途によっては、剛性や機械的強度が不足する場合がある。変換フィルム１０は、それを補うために上部保護層２０および下部保護層１８が設けられる。
　なお、下部保護層１８および上部保護層２０は、配置位置が異なるのみで、構成は同じであるので、以下の説明においては、下部保護層１８および上部保護層２０を区別する必要がない場合には、両部材をまとめて、保護層ともいう。
　上部保護層２０および下部保護層１８には、特に限定はなく、各種のシート状物が利用可能であり、一例として、各種の樹脂フィルムが好適に例示される。中でも、優れた機械的特性および耐熱性を有するなどの理由により、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ、アラミド）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、および、環状オレフィン系樹脂が好適に利用される。
　中でも、ガラス転移温度Ｔｇが１５０℃以上で優れた耐熱性を示す等の観点から、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、トリアセチルセルロースが好適に用いられる。これらより、電圧印加時の発熱による外観損傷を防ぐことができたり、高温下での放置試験ならびに駆動試験に耐えることができる。
　上部保護層２０および下部保護層１８の厚さにも、特に、限定は無い。また、上部保護層２０および下部保護層１８の厚さは、基本的に同じであるが、異なってもよい。
　ここで、上部保護層２０および下部保護層１８の剛性が高過ぎると、圧電体層１２の伸縮を拘束するばかりか、可撓性も損なわれるため、機械的強度やシート状物としての良好なハンドリング性が要求される場合を除けば、上部保護層２０および下部保護層１８は、薄いほど有利である。
　本発明者の検討によれば、上部保護層２０および下部保護層１８の厚さが、圧電体層１２の厚さの２倍以下であれば、剛性の確保と適度な柔軟性との両立等の点で好ましい結果を得ることができる。
　例えば、圧電体層１２の厚さが２０μｍで上部保護層２０および下部保護層１８がＰＥＴからなる場合、上部保護層２０および下部保護層１８の厚さは、４０μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下がより好ましく、中でも１５μｍ以下とするのが好ましい。
　変換フィルム１０において、圧電体層１２と上部保護層２０との間には上部薄膜電極（以下、上部電極とも言う）１６が、圧電体層１２と下部保護層１８との間には下部薄膜電極（以下、下部電極とも言う）１４が、それぞれ形成される。
　上部電極１６および下部電極１４は、変換フィルム１０の伸縮に伴って圧電体層１２から発生する電圧を検出するために設けられる。
　なお、下部電極１４および上部電極１６は、大きさおよび配置位置が異なるのみで、構成は同じであるので、以下の説明においては、下部電極１４および上部電極１６を区別する必要がない場合には、両部材をまとめて、薄膜電極ともいう。
　本発明において、上部電極１６および下部電極１４の形成材料には、特に、限定はなく、各種の導電体が利用可能である。具体的には、炭素、パラジウム、鉄、錫、アルミニウム、ニッケル、白金、金、銀、銅、クロムおよびモリブデン等や、これらの合金、酸化インジウムスズ等が例示される。中でも、銅、アルミニウム、金、銀、白金、および、酸化インジウムスズのいずれかが、好適に例示される。
　また、上部電極１６および下部電極１４の形成方法にも、特に限定はなく、真空蒸着やスパッタリング等の気相堆積法（真空成膜法）やめっきによる成膜や、上記材料で形成された箔を貼着する方法等、公知の方法が、各種、利用可能である。
　中でも特に、変換フィルム１０の可撓性が確保できる等の理由で、真空蒸着によって成膜された銅やアルミニウムの薄膜は、上部電極１６および下部電極１４として、好適に利用される。その中でも特に、真空蒸着による銅の薄膜は、好適に利用される。
　上部電極１６および下部電極１４の厚さには、特に、限定は無い。また、上部電極１６および下部電極１４の厚さは、基本的に同じであるが、異なってもよい。
　ここで、前述の上部保護層２０および下部保護層１８と同様に、上部電極１６および下部電極１４の剛性が高過ぎると、圧電体層１２の伸縮を拘束するばかりか、可撓性も損なわれるため、上部電極１６および下部電極１４は、電気抵抗が高くなり過ぎない範囲であれば、薄いほど有利である。
　ここで、本発明者らの検討によれば、上部電極１６および下部電極１４の厚さとヤング率との積が、上部保護層２０および下部保護層１８の厚さとヤング率との積を下回れば、可撓性を大きく損なうことがないため、好適である。
　例えば、上部保護層２０および下部保護層１８がＰＥＴ（ヤング率：約６．２ＧＰａ）で、上部電極１６および下部電極１４が銅（ヤング率：約１３０ＧＰａ）からなる組み合わせの場合、上部保護層２０および下部保護層１８の厚さが２５μｍだとすると、上部電極１６および下部電極１４の厚さは、１．２μｍ以下が好ましく、０．３μｍ以下がより好ましく、中でも０．１μｍ以下とするのが好ましい。
　また、薄膜電極は、必ずしも、圧電体層１２（下部保護層１８および／または上部保護層２０）の全面に対応して形成される必要はない。
　すなわち、薄膜電極の少なくとも一方が、例えば圧電体層１２よりも小さく、変換フィルム１０の周辺部において、圧電体層１２と保護層とが、直接、接触するような構成でもよい。
　あるいは、薄膜電極が全面に形成された保護層が、圧電体層１２の全面に対応して形成される必要はない。この場合、圧電体層１２と直接に接触する第２の保護層を別途、保護層の表面側に設けるような構成としてもよい。
　また、薄膜電極と圧電体層１２との間に密着力向上、可撓性向上などの目的でさらに塗布層を設ける構成としてもよい。この場合、塗布層は薄膜電極の上でも圧電体層１２の上のどちらに塗布しても構わない。
　この場合は、高分子成分として、ポリ（メタ）アクリル、ポリウレタン、ポリエステルポリオレフィン、ＰＶＡ、ポリスチレンなどの熱可塑性樹脂やフェノール樹脂、メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂を使用することができる。なかでも音響性能を向上させるために、誘電性高分子が好ましく用いられる。具体的には前述の高分子などが好ましく使用することができる。また、高分子成分以外にも高誘電体粒子や帯電防止剤、界面活性剤、増粘剤、架橋剤など添加しても構わない。
　また、図示例では、変換フィルム１０の層構成は、圧電体層１２と、圧電体層１２の一方の面に積層される下部薄膜電極１４と、下部薄膜電極１４上に積層される下部保護層１８と、圧電体層１２の他方の面に積層される上部薄膜電極１６と、上部薄膜電極１６上に積層される上部保護層２０とを有する構成としたがこれに限定はされず、これらの層に加えて、例えば、圧電体層１２が露出する領域を覆って、ショート等を防止する絶縁層や、薄膜電極を被覆する着色層等を有していてもよい。
　例えば、着色層を有する場合の層構成は、圧電体層１２と、圧電体層１２の一方の面に積層される下部薄膜電極１４と、下部薄膜電極１４上に積層される下部着色層と、下部着色層上に積層される下部保護層１８と、圧電体層１２の他方の面に積層される上部薄膜電極１６と、上部薄膜電極１６上に積層される上部着色層と、上部着色層上に積層される上部保護層２０とを有する構成とすればよい。
　着色層を有することで、上部薄膜電極１６および下部薄膜電極１４の錆びが、外部から視認できないようにすることができる。
　薄膜電極の錆びが外部から視認できないようにする観点から、着色層の透過濃度は、０．３以上であるのが好ましく、０．５以上であるのがより好ましい。
　なお、透過濃度とは、入射光に対する透過光の比率として計測される光学濃度であり、透過濃度０．３のときの透過率は約５０％であり、透過濃度０．５のときの透過率は約３０％である。
　また、着色層の厚さは、１μｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以下がより好ましく、中でも４０ｎｍ以下とするのが特に好ましい。
　また、着色層は、電気抵抗率が低いのが好ましく、１×１０-7Ωｍ以下であるのが好ましい。
　着色層の形成材料は、上記の透過濃度を満たし、また、錆び等により変色しないものであれば特に限定はない。
　具体的には、着色層の形成材料としては、インジウム、ニッケル、チタン、アルミニウム、金、白金、クロム等の金属、カーボンブラック（ＣＢ）、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム等の無機顔料、キナクリドン系、アゾ系、ベンズイミダゾロン系、フタロシアニン系、アンスラキノン系の有機顔料、内部に空孔を有した光散乱性を有した部材等が例示される。
　上述の透過濃度、厚さ、および、電気抵抗率の観点から、着色層の形成材料として金属を用いることが好ましく、中でも、ニッケルがより好ましい。
　また、着色層の形成方法には、特に限定はなく、上記材料に応じて、各種の公知の方法で形成すればよい。
　例えば、着色層の形成材料として、金属を用いる場合には、真空蒸着やスパッタリング等の気相堆積法（真空成膜法）やめっきによる成膜や、上記材料で形成された箔を貼着する方法等が利用可能である。より薄く形成可能な点から真空蒸着により形成するのがより好ましい。
　また、着色層の形成材料として、顔料を用いる場合には、塗布法、印刷等が利用可能である。
　また、あらかじめ形成された着色層を転写する方法も利用可能である。
　また、上部電極１６側および下部電極１４側のそれぞれに、着色層を有する構成には限定されず、少なくとも一方の側に、着色層を有する構成であってもよい。
　前述のように、変換フィルム１０は、常温で粘弾性を示す高分子材料を含有する粘弾性マトリックス２４に圧電体粒子２６を分散してなる圧電体層１２を、上部電極１６および下部電極１４で挟持し、さらに、上部保護層２０および下部保護層１８を挟持してなる構成を有する。
　このような変換フィルム１０は、動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの損失正接（Ｔａｎδ）が０．１以上となる極大値が常温に存在するのが好ましい。
　これにより、変換フィルム１０が外部から数Ｈｚ以下の比較的ゆっくりとした、大きな曲げ変形を受けたとしても、歪みエネルギーを効果的に熱として外部へ拡散できるため、高分子マトリックスと圧電体粒子との界面で亀裂が発生するのを防ぐことができる。
　変換フィルム１０は、動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０℃において１０～３０ＧＰａ、５０℃において１～１０ＧＰａであるのが好ましい。
　これにより、常温で変換フィルム１０が貯蔵弾性率（Ｅ’）に大きな周波数分散を有することができる。すなわち、２０Ｈｚ～１０ｋＨｚの振動に対しては硬く、数Ｈｚ以下の振動に対しては柔らかく振る舞うことができる。
　また、変換フィルム１０は、厚さと動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）との積が、０℃において１．０×１０6～２．０×１０6（１．０Ｅ＋０６～２．０Ｅ＋０６）Ｎ／ｍ、５０℃において１．０×１０5～１．０×１０6（１．０Ｅ＋０５～１．０Ｅ＋０６）Ｎ／ｍであるのが好ましい。
　これにより、変換フィルム１０が可撓性および音響特性を損なわない範囲で、適度な剛性と機械的強度を備えることができる。
　さらに、変換フィルム１０は、動的粘弾性測定から得られたマスターカーブにおいて、２５℃、周波数１ｋＨｚにおける損失正接（Ｔａｎδ）が、０．０５以上であるのが好ましい。
　これにより、変換フィルム１０を用いたピックアップセンサの周波数特性が平滑になり、変換フィルム１０の曲率の変化に伴い最低共振周波数ｆ０が変化した際の音質の変化量も小さくできる。
　次に、図１３Ａ～図１３Ｅを参照して、変換フィルム１０の製造方法の一例を説明する。
　まず、図１３Ａに示すように、下部保護層１８の上に下部電極１４が形成されたシート状物１１ａを準備する。このシート状物１１ａは、下部保護層１８の表面に、真空蒸着、スパッタリング、めっき等によって下部電極１４として銅薄膜等を形成して、作製すればよい。
　下部保護層１８が非常に薄く、ハンドリング性が悪い時などは、必要に応じて、セパレータ（仮支持体）付きの下部保護層１８を用いても良い。尚、セパレータとしては、厚さ２５～１００μｍのＰＥＴ等を用いることができる。なお、セパレータは、薄膜電極および保護層の熱圧着後、側面絶縁層や、第２の保護層等を形成する直前に、取り除けばよい。
　あるいは、下部保護層１８の上に銅薄膜等が形成された、市販品をシート状物１１ａとして利用してもよい。
　一方で、有機溶媒に、シアノエチル化ＰＶＡ等のシアノエチル基を有する高分子材料（以下、粘弾性材料とも言う）を溶解し、さらに、ＰＺＴ粒子等の圧電体粒子２６を添加し、攪拌して分散してなる塗料を調製する。有機溶媒には、特に限定はなく、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等の各種の有機溶媒が利用可能である。
　前述のシート状物１１ａを準備し、かつ、塗料を調製したら、この塗料をシート状物にキャスティング（塗布）して、有機溶媒を蒸発して乾燥する。これにより、図１３Ｂに示すように、下部保護層１８の上に下部電極１４を有し、下部電極１４の上に圧電体層１２を形成してなる積層体１１ｂを作製する。
　この塗料のキャスティング方法には、特に、限定はなく、スライドコータやドクターナイフ等の公知の方法（塗布装置）が、全て、利用可能である。
　あるいは、粘弾性材料がシアノエチル化ＰＶＡのように加熱溶融可能な物であれば、粘弾性材料を加熱溶融して、これに添加高分子材料および圧電体粒子２６を添加／分散してなる溶融物を作製し、押し出し成型等によって、図１３Ａに示すシート状物１１ａの上にシート状に押し出し、冷却することにより、図１３Ｂに示すような、下部保護層１８の上に下部電極１４を有し、下部電極１４の上に圧電体層１２を形成してなる積層体１１ｂを作製してもよい。
　なお、前述のように、変換フィルム１０において、粘弾性マトリックス２４には、シアノエチル化ＰＶＡ等の粘弾性材料以外にも、ＰＶＤＦ等の高分子圧電材料を添加しても良い。
　粘弾性マトリックス２４に、これらの高分子圧電材料を添加する際には、上記塗料に添加する高分子圧電材料を溶解すればよい。あるいは、上記加熱溶融した粘弾性材料に、添加する高分子圧電材料を添加して加熱溶融すればよい。
　下部保護層１８の上に下部電極１４を有し、下部電極１４の上に圧電体層１２を形成してなる積層体１１ｂを作製したら、好ましくは、圧電体層１２の分極処理（ポーリング）を行う。
　圧電体層１２の分極処理の方法には、特に限定はなく、公知の方法が利用可能である。好ましい分極処理の方法として、図１３Ｃおよび図１３Ｄに示す方法が例示される。
　この方法では、図１３Ｃおよび図１３Ｄに示すように、積層体１１ｂの圧電体層１２の上面１２ａの上に、間隔ｇを例えば１ｍｍ開けて、この上面１２ａに沿って移動可能な棒状あるいはワイヤー状のコロナ電極３０を設ける。そして、このコロナ電極３０と下部電極１４とを直流電源３２に接続する。
　さらに、積層体１１ｂを加熱保持する加熱手段、例えば、ホットプレートを用意する。
　その上で、圧電体層１２を、加熱手段によって、例えば、温度１００℃に加熱保持した状態で、直流電源３２から下部電極１４とコロナ電極３０との間に、数ｋＶ、例えば、６ｋＶの直流電圧を印加してコロナ放電を生じさせる。さらに、間隔ｇを維持した状態で、圧電体層１２の上面１２ａに沿って、コロナ電極３０を移動（走査）して、圧電体層１２の分極処理を行う。
　このようなコロナ放電を利用する分極処理（以下、便宜的に、コロナポーリング処理とも言う）において、コロナ電極３０の移動は、公知の棒状物の移動手段を用いればよい。
　また、コロナポーリング処理では、コロナ電極３０を移動する方法にも、限定はされない。すなわち、コロナ電極３０を固定し、積層体１１ｂを移動させる移動機構を設け、この積層体１１ｂを移動させて分極処理をしてもよい。この積層体１１ｂの移動も、公知のシート状物の移動手段を用いればよい。
　さらに、コロナ電極３０の数は、１本に限定はされず、複数本のコロナ電極３０を用いて、コロナポーリング処理を行ってもよい。
　また、分極処理は、コロナポーリング処理に限定はされず、分極処理を行う対象に、直接、直流電界を印加する、通常の電界ポーリングも利用可能である。但し、この通常の電界ポーリングを行う場合には、分極処理の前に、上部電極１６を形成する必要が有る。
　なお、この分極処理の前に、圧電体層１２の表面を加熱ローラ等を用いて平滑化する、カレンダー処理を施してもよい。このカレンダー処理を施すことで、後述する熱圧着がスムーズに行える。
　このようにして積層体１１ｂの圧電体層１２の分極処理を行う一方で、上部保護層２０の上に上部電極１６が形成されたシート状物１１ｃを、準備する。このシート状物１１ｃは、上部保護層２０の表面に、真空蒸着、スパッタリング、めっき等によって上部電極１６として銅薄膜等を形成して、作製すればよい。
　次いで、図１３Ｅに示すように、上部電極１６を圧電体層１２に向けて、シート状物１１ｃを、圧電体層１２の分極処理を終了した積層体１１ｂに積層する。
　さらに、この積層体１１ｂとシート状物１１ｃとの積層体を、上部保護層２０と下部保護層１８とを挟持するようにして、加熱プレス装置や加熱ローラ対等で熱圧着して、変換フィルム１０を作製する。
　このような変換フィルム１０の製造は、カットシート状の上記シート状物を用いて製造を行ってもよく、ロール・トゥ・ロール（Ｒｏｌｌ　ｔｏ　Ｒｏｌｌ　以下、ＲｔｏＲともいう）で行ってもよい。
　周知のように、ＲｔｏＲとは、長尺な原材料を巻回してなるロールから、原材料を引き出して、長手方向に搬送しつつ、成膜や表面処理等の各種の処理を行い、処理済の原材料を、再度、ロール状に巻回する製造方法である。
　以上、本発明のピックアップセンサおよび生体センサについて詳細に説明したが、本発明は上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。
　以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明についてより詳細に説明する。
［実施例１］
　前述の図１３Ａ～図１３Ｅに示す方法によって、図２に示す変換フィルム１０を作製した。
　まず、下記の組成比で、シアノエチル化ＰＶＡ（ＣＲ－Ｖ　信越化学工業社製）をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解した。その後、この溶液に、ＰＺＴ粒子を下記の組成比で添加して、プロペラミキサー（回転数２０００ｒｐｍ）で分散させて、圧電体層１２を形成するための塗料を調製した。
・ＰＺＴ粒子・・・・・・・・・・・１０００質量部
・シアノエチル化ＰＶＡ・・・・・・・１００質量部
・ＭＥＫ・・・・・・・・・・・・・・６００質量部
　なお、ＰＺＴ粒子は、市販のＰＺＴ原料粉を１０００～１２００℃で焼結した後、これを平均粒径３．５μｍになるように解砕および分級処理したものを用いた。
　一方、厚さ４μｍのＰＥＴフィルムに、厚さ０．１μｍの銅薄膜を真空蒸着してなるシート状物１１ａおよび１１ｃを用意した。すなわち、本例においては、上部電極１６および下部電極１４は、厚さ０．１ｍの銅蒸着薄膜であり、上部保護層２０および下部保護層１８は厚さ４μｍのＰＥＴフィルムとなる。
　なお、プロセス中、良好なハンドリングを得るために、ＰＥＴフィルムには厚さ５０μｍのセパレータ（仮支持体ＰＥＴ）付きのものを用い、薄膜電極および保護層の熱圧着後に、各保護層のセパレータを取り除いた。
　このシート状物１１ａの下部電極１４（銅蒸着薄膜）の上に、スライドコータを用いて、先に調製した圧電体層１２を形成するための塗料を塗布した。なお、塗料は、乾燥後の塗膜の膜厚が２０μｍになるように、塗布した。
　次いで、シート状物１１ａの上に塗料を塗布した物を、１２０℃のオーブンで加熱乾燥することでＭＥＫを蒸発させた。これにより、ＰＥＴ製の下部保護層１８の上に銅製の下部電極１４を有し、その上に、厚さが２０μｍの圧電体層１２（圧電層）を形成してなる積層体１１ｂを作製した。
　この積層体１１ｂの圧電体層１２を、図１３Ｃおよび図１３Ｄに示す前述のコロナポーリングによって、分極処理した。なお、分極処理は、圧電体層１２の温度を１００℃として、下部電極１４とコロナ電極３０との間に６ｋＶの直流電圧を印加してコロナ放電を生じさせて行った。
　分極処理を行った積層体１１ｂの上にシート状物１１ｃを積層した。
　次いで、積層体１１ｂとシート状物１１ｃとの積層体を、ラミネータ装置を用いて１２０℃で熱圧着することで、圧電体層１２と上部電極１６および下部電極１４とを接着して平坦な変換フィルム１０を作製した。
　作製した変換フィルム１０を４０ｍｍ×４０ｍｍの大きさに切り抜き、当接面Ｓｃとは反対側の主面側に積層される薄膜電極を接地してピックアップセンサ１００ａを作製した。
［比較例１］
　図１４に示すピックアップセンサ２００のように、当接面Ｓｃ側の薄膜電極を接地した以外は、実施例１と同様にしてピックアップセンサ２００を作製した。
　実施例１および比較例１のピックアップセンサを人体の胸部にテープで貼り付けて心拍をPioneer Hill Software社製　振動スペクトル解析ソフトウェア　SpectraPlus　を用いて計測した。
　図１５に実施例１の測定結果を示し、図１６に比較例１の測定結果を示す。図１５および図１６は、検出した信号の強度と時間との関係を表すグラフである。
　図１５と図１６との対比から、実施例１は比較例１に比べてノイズ成分が小さく、心拍を高い精度で効率よく安定して検出することができることがわかる。
［実施例２］
　実施例１と同様にして作製した変換フィルム１０を、ケース４２に組み込んで変換ユニット４０を作製した。
　ここで、変換ユニット４０における振動領域の大きさは、４０ｍｍ×４０ｍｍとした。
　ケース４２は、一面が開放した箱型の容器で、外寸５０ｍｍ×５０ｍｍ、開放面の大きさ４０ｍｍ×４０ｍｍ、深さ３ｍｍ、底板の厚み１ｍｍのアルミニウム製の矩形容器を用いた。
　また、ケース４２内には、粘弾性支持体４６を配置した。粘弾性支持体４６は、組立前の高さ２５ｍｍ、密度３２ｋｇ／ｍ3のグラスウールとした。
　また、押圧部材４８は、開口部の大きさ４０ｍｍ×４０ｍｍのアルミニウム製の板状部材を用いた。
　変換フィルム１０を粘弾性支持体４６およびケース４２の開口部を覆うように配置して押圧部材４８により周辺部を固定し、粘弾性支持体４６により変換フィルム１０に適度な張力と曲率を付与した。
　また、変換フィルム１０の、粘弾性支持体４６と接する主面側の薄膜電極を接地して、図５に示すようなピックアップセンサ１００ｃを作製した。
　実施例２のピックアップセンサを人体の胸部にテープで貼り付けて実施例１と同様にして心拍を計測した。
　図１７に実施例２の測定結果を示す。図１７は、検出した信号の強度と時間との関係を表すグラフである。
　図１７と図１５との対比から、実施例２は実施例１に比べて、ノイズ成分の信号強度は同等であるが、心拍の信号強度が大きくなっているのがわかる。
　従って、変換フィルム１０を粘弾性支持体４６で凸状に湾曲させることで、微小な振動をより高い感度で検出することができることがわかる。
［実施例３］
　振動領域の大きさを、１０ｍｍ×１０ｍｍとし、ケース４２の外寸を２０ｍｍ×２０ｍｍとした以外は実施例２と同様にして変換ユニット４０を作製した。
　この変換ユニット４０を、外寸φ３０ｍｍ、開口部の大きさ２０ｍｍ×２０ｍｍ、深さ４ｍｍの第２ケース５０内に収容し、第２ケース５０の開口部の縁部に吸盤部材５２を取り付けた。吸盤部材５２は、外形φ４０ｍｍのリング状のプロピレンゴムを用いた。
　さらに、第２ケース５０の開口部とは反対側の面に保持部材５４を取り付けて図１２に示すようなピックアップセンサ１００ｆを作製した。
　保持部材５４は、材質：アルミニウム、線径：１ｍｍ、曲率半径：約８０ｍｍとした。
　実施例３のピックアップセンサを人体の胸部に取り付けて実施例１と同様にして心拍を計測した。
　図１８に実施例３の測定結果を示す。図１８は、検出した信号の強度と時間との関係を表すグラフである。
［実施例４］
　吸盤部材５２および保持部材５４を有さない以外は実施例３と同様にしてピックアップセンサを作製し、ピックアップセンサを人体の胸部にテープで貼り付けて実施例１と同様にして心拍を計測した。
　図１９に実施例４の測定結果を示す。図１９は、検出した信号の強度と時間との関係を表すグラフである。
　図１８および図１９から、ピックアップセンサの振動検出部分（変換フィルム）を小型化した場合であっても、心拍の信号強度をノイズ成分の信号強度よりも大きい信号として検出することができることがわかる。
　また、図１８および図１９の対比から、ピックアップセンサをテープで被検体に取り付ける構成よりも、ピックアップセンサを吸盤部材５２および保持部材５４により人体に取り付ける構成とすることで、心拍の信号をより大きい信号として検出し、ＳＮ比をより大きくすることができ好ましいことがわかる。
　以上の結果より、本発明の効果は、明らかである。
　１０　電気音響変換フィルム
　１１ａ、１１ｃ　シート状物
　１１ｂ　積層体
　１２　圧電体層
　１４　下部薄膜電極
　１６　上部薄膜電極
　１８　下部保護層
　２０　上部保護層
　２４　粘弾性マトリックス
　２６　圧電体粒子
　３０　コロナ電極
　３２　直流電源
　４０　電気音響変換ユニット
　４２　ケース
　４６　粘弾性支持体
　４８　押圧部材
　５０　第２ケース
　５２　吸盤部材
　５４　保持部材
　１００ａ～１００ｆ　ピックアップセンサ
　Ｓｃ　当接面
　Ｔ　被検体

Claims (9)

  1. 　常温で粘弾性を有する高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体と、
    　前記高分子複合圧電体の両面それぞれに積層された２つの薄膜電極と、
    　２つの前記薄膜電極の少なくとも一方に積層された保護層とを有する電気音響変換フィルムを備え、
    　前記電気音響変換フィルムの表面の少なくとも一部が被検体と当接する当接面であって、
    　前記当接面とは反対側の面側の前記薄膜電極が接地されているピックアップセンサ。
  2. 　前記電気音響変換フィルムの、前記保護層が積層された側である主面の一方が前記当接面であり、
    　他方の主面に積層された前記薄膜電極が接地されている請求項１に記載のピックアップセンサ。
  3. 　前記電気音響変換フィルムは二つ折りされており、
    　二つ折りされた前記電気音響変換フィルムの外側の主面に積層された前記薄膜電極が接地されている請求項１に記載のピックアップセンサ。
  4. 　二つ折りされた前記電気音響変換フィルムの外側の主面に前記保護層が積層されている請求項３に記載のピックアップセンサ。
  5. 　前記電気音響変換フィルムが一方の主面側に突出するように湾曲保持されている請求項１～４のいずれか一項に記載のピックアップセンサ。
  6. 　前記電気音響変換フィルムを湾曲させるように、前記電気音響変換フィルムの一方の主面に密着して配置される弾性支持体を有し、
    　前記弾性支持体は、前記電気音響変換フィルムの、接地される薄膜電極側の主面に密着して配置される請求項１～５のいずれか一項に記載のピックアップセンサ。
  7. 　Ｃ字状に形成された弾性を有する保持部材を有し、
    　前記保持部材は、前記電気音響変換フィルムを前記被検体に押し付けて保持する請求項１～６のいずれか一項に記載のピックアップセンサ。
  8. 　吸盤部材を有し、
    　前記電気音響変換フィルムが、前記吸盤部材の吸着面の中央に配置される請求項１～７のいずれか一項に記載のピックアップセンサ。
  9. 　請求項１～８のいずれか一項に記載のピックアップセンサを用いる生体センサ。
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