WO2021157486A1 - トランスデューサ及び電子機器 - Google Patents

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WO2021157486A1
WO2021157486A1 PCT/JP2021/003328 JP2021003328W WO2021157486A1 WO 2021157486 A1 WO2021157486 A1 WO 2021157486A1 JP 2021003328 W JP2021003328 W JP 2021003328W WO 2021157486 A1 WO2021157486 A1 WO 2021157486A1
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region
transducer
film
membrane
transducer according
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PCT/JP2021/003328
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English (en)
French (fr)
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内貴　崇
下地　規之
智洋 伊達
Original Assignee
ローム株式会社
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Publication date
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    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/02—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
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    • H—ELECTRICITY
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    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/872—Interconnections, e.g. connection electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2217/00—Details of magnetostrictive, piezoelectric, or electrostrictive transducers covered by H04R15/00 or H04R17/00 but not provided for in any of their subgroups
    • H04R2217/03—Parametric transducers where sound is generated or captured by the acoustic demodulation of amplitude modulated ultrasonic waves

Definitions

  • This embodiment relates to a transducer and an electronic device.
  • a transducer that transmits or receives sound waves or ultrasonic waves.
  • the transducer is used, for example, as a speaker for transmitting sound waves, and is mounted on an earphone, a wearable terminal, or the like.
  • Patent Document 1 discloses a sound generator suitable for earphones.
  • This sound generator includes a coil that generates a magnetic field and a magnet that interacts with the magnetic field generated by the coil to vibrate the diaphragm.
  • a speaker that uses a coil and a magnet needs to pass a current through the coil in order to generate a magnetic field, resulting in high power consumption. Therefore, a speaker using a piezoelectric element formed by sandwiching a piezoelectric film from both sides by a pair of electrodes has attracted attention (for example, Patent Document 2).
  • This type of speaker is manufactured using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), which is a semiconductor manufacturing technology that realizes microfabrication.
  • JP-A-2018-170592 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-105170
  • the piezoelectric element repeatedly applies a driving voltage to a pair of electrodes, so that the vibrating membrane and the piezoelectric element alternately repeat an upward displacement and a downward displacement. Specifically, the tip side of the vibrating membrane is displaced so as to warp.
  • the vibration of the vibrating membrane causes the air around the vibrating membrane to vibrate, and the vibration of the air is output as a sound wave.
  • the piezoelectric element contracts, and the piezoelectric film of the piezoelectric element warps in a direction parallel to the base (connecting portion) of the vibrating film (the vibrating film also anti-vibrates). The warp causes distortion in the vibration of the air.
  • the speaker unit manufactured by MEMS is miniaturized and has a fine shape, so that it tends to have a fragile structure. Therefore, it may be damaged by an external impact or the like.
  • One aspect of the present embodiment provides a transducer that suppresses warpage of the piezoelectric film in a direction parallel to the connecting portion between the membrane support portion and the vibrating membrane. Further, the present invention provides a transducer that suppresses air leakage and has resistance to impact and the like. Further, the present invention provides an electronic device including a speaker unit having a smaller housing.
  • One embodiment of the present embodiment is a piezoelectric film sandwiched between a membrane support portion having a hollow portion, a vibrating membrane connected to the membrane support portion and displaceable in the film thickness direction, a pair of electrodes, and the pair of electrodes.
  • a first total film having a film and a piezoelectric element on the vibrating film, which is the sum of the film thickness of the vibrating film and the film thickness of the piezoelectric element in a region overlapping the hollow portion.
  • a plurality of second regions having a plurality of thicknesses and a second total film thickness which is the sum of the film thickness of the vibrating film and the film thickness of the piezoelectric element, which is different from the first total film thickness.
  • the first region and the second region are alternately arranged, and one of the first regions is adjacent to the connecting portion between the membrane support portion and the vibrating membrane. Is.
  • the first region and the second region are alternately arranged, and one of the first regions is the membrane support portion and the said region. It is a transducer adjacent to the connecting part with the vibrating membrane.
  • Another aspect of the present embodiment is sandwiched between a membrane support portion having a hollow portion, a vibrating membrane connected to the membrane support portion and displaceable in the film thickness direction, a pair of electrodes, and the pair of electrodes.
  • a second region including the recess, the first region and the second region are alternately arranged, and one of the first regions is the membrane support portion and the vibrating membrane. It is a transducer adjacent to the connecting part of.
  • a piezoelectric element including a pair of electrodes and a piezoelectric film sandwiched between the pair of electrodes, a membrane support portion having a hollow portion, and the membrane support portion are connected to each other. It has a vibrating membrane that can be displaced in the film thickness direction, and has a membrane body on which the piezoelectric element is laminated on the vibrating membrane, and a contact member that limits the displacement of the vibrating membrane.
  • the end portion of the piezoelectric element is a transducer having a region overlapping with the membrane support portion.
  • a speaker unit including a substrate and a bottomed tubular housing for accommodating the speaker unit inside, and the housing includes a tubular portion and the tubular portion.
  • the substrate has a bottom portion in contact with the cylinder portion, the substrate is arranged on a part of the cylinder portion and a part of the bottom portion, the bottom portion is separated from the cylinder portion via the speaker unit, and the speaker unit is separated from the cylinder portion.
  • This is an electronic device in which a vent is provided in the film thickness direction, and the space at the bottom is communicated with the outside of the housing through the vent.
  • a speaker unit including a substrate and a bottomed tubular housing for accommodating the speaker unit inside, and the housing includes a tubular portion and the tubular portion.
  • the substrate has a bottom portion in contact with the cylinder portion, the substrate is arranged on a part of the cylinder portion and a part of the bottom portion, the bottom portion is separated from the cylinder portion via the speaker unit, and the speaker unit is separated from the cylinder portion.
  • It is an electronic device provided with a vent on a side surface, and communicates the space at the bottom with the outside of the housing through the vent.
  • the present embodiment it is possible to provide a transducer that suppresses warpage of the piezoelectric film in a direction parallel to the connecting portion between the membrane support portion and the vibrating membrane. Further, it is possible to provide a transducer that suppresses air leakage and has resistance to impact and the like. Further, it is possible to provide an electronic device including a speaker unit having a smaller housing.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of one embodiment of the transducer according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a top view of one embodiment of the transducer according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of another embodiment of the transducer according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a top view of another embodiment of the transducer according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of one embodiment of the transducer according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a top view of one embodiment of the transducer according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of one embodiment of the transducer according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is a top view of one embodiment of the transducer according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is a top view of one embodiment of the transducer according to the third embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of one embodiment of the transducer according to the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a top view of one embodiment of the transducer according to the fourth embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of another embodiment of the transducer according to the fourth embodiment.
  • FIG. 12 is a top view of another embodiment of the transducer according to the fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of another embodiment of the transducer according to the fourth embodiment.
  • FIG. 14 is a top view of another embodiment of the transducer according to the fourth embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of another embodiment of the transducer according to the fourth embodiment.
  • FIG. 16 is a top view of another embodiment of the transducer according to the fourth embodiment.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of another embodiment of the transducer according to the fourth embodiment.
  • FIG. 18 is a top view of another embodiment of the transducer according to the fourth embodiment.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of another embodiment of the transducer according to the fourth embodiment.
  • FIG. 20 is a top view of another embodiment of the transducer according to the fourth embodiment.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of the transducer according to the fifth embodiment.
  • FIG. 22 is a top view of the transducer according to the fifth embodiment.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view of the transducer according to the first modification.
  • FIG. 24 is a top view of the transducer according to the first modification.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view of the transducer according to the second modification.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view of the transducer according to the third modification.
  • FIG. 27A is a cross-sectional view of the slit 132 in the region 130 of the transducer according to the third modification when viewed from the air inflow / outflow side.
  • FIG. 27B is a cross-sectional view of the slit 133 in the region 131 of the transducer according to the third modification when viewed from the air inflow / outflow side.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view of the transducer according to the fourth modification.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view of the transducer according to the fifth modification.
  • FIG. 30 is a top view of the transducer according to the fifth modification.
  • FIG. 31A is an overall view of an earphone which is an example of an electronic device according to a sixth embodiment.
  • FIG. 31B is a diagram illustrating a housing of an earphone which is an example of an electronic device according to a sixth embodiment.
  • FIG. 32 is a diagram illustrating the configuration of the speaker unit in the first mounting example.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view of the earphone in the first mounting example.
  • FIG. 34 is a diagram illustrating the configuration of the speaker unit in the mounting example 2.
  • FIG. 35 is a cross-sectional view of the earphone in the second mounting example.
  • a specific aspect of this embodiment is as follows.
  • a membrane support portion having a hollow portion, a vibrating membrane connected to the membrane support portion and displaceable in the film thickness direction, a pair of electrodes, and a piezoelectric film sandwiched between the pair of electrodes are provided.
  • a plurality of having a first total film thickness, which is the sum of the film thickness of the vibrating film and the film thickness of the piezoelectric element, in the region overlapping with the hollow portion.
  • a first region and a plurality of second regions having a second total film thickness, which is the sum of the film thickness of the vibrating film and the film thickness of the piezoelectric element, which is different from the first total film thickness.
  • a transducer having the first region and the second region arranged alternately, and one of the first regions is adjacent to a connecting portion between the membrane support portion and the vibrating membrane.
  • ⁇ 2> The pair of a membrane support portion having a hollow portion, a vibrating membrane connected to the membrane support portion and displaceable in the film thickness direction, a pair of electrodes, and a piezoelectric film sandwiched between the pair of electrodes.
  • a region having the piezoelectric element on the vibrating membrane which comprises a plurality of buffer layers on the electrodes of the above, and overlapping with the hollow portion, a first region not including the buffer layer and the buffer layer.
  • the first region and the second region are alternately arranged, and one of the first regions is a connecting portion between the membrane support portion and the vibrating membrane. Adjacent, transducer.
  • the width of one buffer layer in the second region is larger than the width of the other buffer layer in the second region, which is farther from the connecting portion than one in the second region. 2> or ⁇ 3>.
  • ⁇ 5> The transducer according to any one of ⁇ 2> to ⁇ 4>, wherein the width of one buffer layer in the second region increases toward the central portion in the longitudinal direction.
  • ⁇ 6> The transducer according to any one of ⁇ 2> to ⁇ 5>, wherein the buffer layer includes a plurality of layers having different materials.
  • ⁇ 7> In ⁇ 2> to ⁇ 5>, the number of layers constituting one buffer layer in the second region and the number of layers constituting another buffer layer in the second region are different from each other.
  • the transducer according to any one item.
  • a membrane support portion having a hollow portion, a vibrating membrane connected to the membrane support portion and displaceable in the film thickness direction, a pair of electrodes, and a piezoelectric film sandwiched between the pair of electrodes are provided.
  • the diaphragm has a plurality of recesses, and in a region overlapping the hollow portion, a first region not including the recess and a first region including the recess are included. The first region and the second region are alternately arranged, and one of the first regions is adjacent to the connecting portion between the membrane support portion and the vibrating membrane. Transducer.
  • the width of one recess in the second region is larger than the width of the other recess in the second region that is farther from the connecting portion than one in the second region.
  • ⁇ 12> The transducer according to any one of ⁇ 8> to ⁇ 11>, wherein the depth of one recess in the second region and the depth of the other recess in the second region are different from each other. ..
  • ⁇ 14> The transducer according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 13>, wherein the width of one of the second regions is different from the width of the other one of the second regions.
  • ⁇ 15> The transducer according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 14>, wherein the piezoelectric element has a piezoelectric slit.
  • a piezoelectric element including a pair of electrodes and a piezoelectric film sandwiched between the pair of electrodes, a film support portion having a hollow portion, and a film support portion are connected to the film support portion and can be displaced in the film thickness direction.
  • the end portion of the piezoelectric element is provided with a vibrating membrane, a membrane body on which the piezoelectric element is laminated on the vibrating membrane, and a contact member for limiting the displacement of the vibrating membrane.
  • a transducer having a region that overlaps with the membrane support.
  • ⁇ 22> Any one of ⁇ 16> to ⁇ 21>, wherein the second side surface of the contact member facing the first side surface of the contact member on the end side is formed in a tapered shape. Transducer described in.
  • ⁇ 25> The transducer according to any one of ⁇ 16> to ⁇ 24>, which further has a substrate in contact with the film body, and the film body is sandwiched between the substrate and the contact member.
  • ⁇ 28> The transducer according to any one of ⁇ 25> to ⁇ 27>, wherein the substrate has a plurality of second through holes.
  • ⁇ 30> The transducer according to any one of ⁇ 25> to ⁇ 29>, wherein the first side surface of the membrane support portion is formed in a tapered shape.
  • ⁇ 31> The transducer according to any one of ⁇ 25> to ⁇ 30>, wherein the first side surface of the membrane support portion has a second slit on a side diagonal to the end portion.
  • ⁇ 33> The transducer according to any one of ⁇ 16> to ⁇ 32>, further comprising a wiring that electrically connects to one of the pair of electrodes.
  • ⁇ 34> The transducer according to ⁇ 33>, wherein the wiring is electrically connected to one of the pair of electrodes via a via provided in the membrane support portion.
  • a speaker unit including a substrate and a bottomed tubular housing for accommodating the speaker unit inside, and the housing has a cylinder portion and a bottom portion in contact with the cylinder portion.
  • the substrate is arranged in a part of the cylinder portion and a part of the bottom portion, the bottom portion is separated from the cylinder portion via the speaker unit, and the speaker unit has a vent in the film thickness direction.
  • An electronic device that is provided and communicates the space at the bottom with the outside of the housing through the vent.
  • a speaker unit including a substrate and a bottomed tubular housing for accommodating the speaker unit inside, and the housing has a cylinder portion and a bottom portion in contact with the cylinder portion.
  • the substrate is arranged in a part of the cylinder portion and a part of the bottom portion, the bottom portion is separated from the cylinder portion via the speaker unit, and the speaker unit is provided with a vent on the side surface.
  • An electronic device that communicates the space at the bottom with the outside of the housing through the vent.
  • the speaker unit includes a transducer, and the transducer includes a piezoelectric element including a pair of electrodes and a piezoelectric film sandwiched between the pair of electrodes, a film support portion having a hollow portion, and the film.
  • a contact member that is connected to a support portion and has a vibrating membrane that can be displaced in the film thickness direction, and has a piezoelectric element laminated on the vibrating membrane, and a vibrating body that limits the displacement of the vibrating membrane.
  • the electronic device according to ⁇ 35> or ⁇ 36>, wherein the end portion of the piezoelectric element has a region that overlaps with the film support portion.
  • the transducers according to the first to fourth embodiments described below are mainly composed of a piezoelectric element and a film body.
  • regions having different total film thicknesses for example, a first having a first total film thickness
  • Regions and a second region having a second total film thickness, etc. are formed, and regions having different total film thicknesses (for example, a first region and a second region) are alternately arranged.
  • the configuration of the transducer 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the transducer 1 according to the present embodiment is mainly composed of the piezoelectric element 10 and the film body 15.
  • the vertical direction is defined with reference to the state of the transducer 1 shown in FIG. 2, but the direction in which the transducer 1 is used is not limited.
  • the piezoelectric element 10 is composed of a pair of electrodes 11 and 12, a piezoelectric film 13 sandwiched between the pair of electrodes 11 and 12, and a plurality of buffer layers 18 on the pair of electrodes 11 and 12.
  • the pair of electrodes 11 and 12 and the piezoelectric film 13 have a shape corresponding to the shape of the vibrating film 16 described later, and are square in the examples shown in FIGS. 1 and 2.
  • the buffer layer is described as a part of the piezoelectric element, but the present invention is not limited to this, and an interpretation may be made in which the buffer layer is not included as a part of the piezoelectric element.
  • the buffer layer 18 is formed in a stripe shape on the electrode 11.
  • the buffer layer 18 is formed parallel to the connecting portion 21 of the membrane support portion 17 and the vibrating membrane 16 described later.
  • "parallel" means a state in which two straight lines are arranged at an angle of -5 ° or more and 5 ° or less, and two circles included in concentric circles are formed. The state of the line shall also be included.
  • the end portion of the connecting portion 21 and / or the buffer layer 18 is not a straight line and has, for example, a wave shape or a zigzag shape, it is slightly deviated from the parallel as long as it does not hinder the effect of the buffer layer 18 described later. You may be.
  • end portion of the buffer layer 18 shown in FIG. 2 is inside the end portion of the electrode 11, but is not limited to this, and may be aligned with the end portion of the electrode 11.
  • the buffer layer 18 may be formed in the same process as the wiring layer (not shown) and / or the insulating layer (not shown) formed when the transducer is manufactured, or may be separately formed of a hard material such as titanium. It may be formed using a material. By using a hard material, the bending strength of the buffer layer 18 is increased, and the warp of the piezoelectric film 13 (and the vibrating film 16) in the direction parallel to the connecting portion 21 is suppressed. Further, the width and film thickness of the buffer layers 18, the pitch width between adjacent buffer layers 18 and the like are not particularly limited.
  • Each of the pair of electrodes 11 and 12 is formed by using a thin film of a conductive metal such as platinum, molybdenum, iridium, or titanium.
  • a conductive metal such as platinum, molybdenum, iridium, or titanium.
  • One electrode 11 is located above the piezoelectric film 13 and is connected to an electrode pad 11a, which is a circuit pattern for applying a driving voltage to the electrode 11.
  • the other electrode 12 is located below the piezoelectric film 13 and is connected to the electrode pad 12a, which is a circuit pattern for applying a driving voltage to the electrode 12.
  • the piezoelectric film 13 is composed of, for example, a lead zirconate titanate (PZT) film.
  • PZT lead zirconate titanate
  • AlN aluminum nitride
  • ZnO zinc oxide
  • PbTiO 3 lead titanate
  • the membrane body 15 is composed of a vibrating membrane 16 and a membrane support portion 17.
  • the film body 15 is made of, for example, silicon (Si). By etching the back surface side of the membrane body 15, the vibrating membrane 16 and the membrane support portion 17 are integrally formed.
  • the vibrating film 16 is composed of a thin film, and is in the film thickness direction, that is, in the normal direction with respect to the vibrating film 16 (the vertical direction of the paper surface in FIG. 1: Z direction, the direction perpendicular to the front and back of the paper surface in FIG. 2: Z direction). It is configured to be displaceable.
  • the vibrating membrane 16 has a substantially square shape when observed from a plane parallel to the vibrating membrane 16.
  • the film support portion 17 has a square tubular inner peripheral surface that forms a cavity (hollow portion) 20.
  • a vibrating membrane 16 is inscribed on one side of the inner peripheral surface of the membrane supporting portion 17, whereby the vibrating membrane 16 is supported by the membrane supporting portion 17.
  • the vibrating membrane 16 is connected to the upper end side of the membrane support portion 17.
  • the transducer 1 is provided with a slit 2.
  • the slit 2 is a notch that penetrates the vibrating body in which the piezoelectric element 10 and the vibrating film 16 are laminated in the thickness direction.
  • the vibrating membrane 16 has a cantilever shape protruding from the membrane support portion 17.
  • the tip of the vibrating membrane 16 is configured as a free end.
  • the vibrating membrane 16 may have a double-sided beam shape in which both ends are fixed by the membrane support portion 17.
  • the first region 22 and the second region 23 are They are arranged alternately. Further, one of the first regions 22 is adjacent to the connecting portion 21. Further, the first total film thickness, which is the sum of the film thickness of the vibrating film 16 in the first region 22 and the film thickness of the piezoelectric element 10 not including the buffer layer 18, is the film thickness of the vibrating film 16 in the second region 23. It is different from the second total film thickness, which is the sum of the thickness and the film thickness of the piezoelectric element 10 including the buffer layer 18, that is, it is different by the film thickness of the buffer layer 18.
  • the piezoelectric element 10 is provided on the vibrating membrane 16 of the membrane body 15. That is, the lower electrode 12, the piezoelectric film 13, and the upper electrode 11 are laminated in this order on the vibrating film 16.
  • a driving voltage is applied to the pair of electrodes 11 and 12, respectively, a potential difference is generated between the pair of electrodes 11 and 12.
  • the vibrating membrane 16 is displaced by the potential difference. Specifically, the tip side of the vibrating membrane 16 is displaced so as to warp.
  • the vibrating membrane 16 By repeatedly applying the driving voltage to the pair of electrodes 11 and 12, the vibrating membrane 16 alternately repeats the displacement upward and the displacement downward.
  • the vibration of the vibrating film 16 causes the air around the vibrating film 16 to vibrate, and the vibration of the air is output as a sound wave.
  • the buffer layer 18 relaxes the stress of the piezoelectric film 13 in the direction parallel to the connecting portion 21, and the warp of the piezoelectric film 13 in the direction can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of strain in the vibrating film 16 and appropriately vibrate the vibrating film 16.
  • the buffer layer 18 is formed from the vicinity of the central portion to the tip of the vibrating membrane 16, but the present invention is not limited to this, and is shown in, for example, FIGS. 3 and 4. As described above, the transducer 1A in which the buffer layer 18 is formed from the vicinity of the connecting portion 21 to the tip thereof may be used.
  • the configuration of the transducer 1B according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
  • the transducer 1B according to the present embodiment is different from the transducer 1 according to the first embodiment in that a vibrating membrane having a recess is used instead of using a buffer layer.
  • the points common to the first embodiment are referred to the description of the first embodiment, and the different points will be described below.
  • the membrane body 15 is composed of a vibrating membrane 16a and a membrane support portion 17.
  • the vibrating film 16a has a plurality of recesses 19 on the back surface side.
  • the vibrating film 16a can be formed by etching the back surface side of the vibrating film 16 of the first embodiment.
  • the vibrating film 16a has a striped shape in which a plurality of recesses 19 are arranged, and the recesses 19 are formed parallel to the connecting portion 21. Further, the width and depth of the recesses 19 and the pitch width between adjacent recesses 19 are not particularly limited.
  • the first region 24 and the second region 25 are alternately arranged. Have been placed. Further, one of the first regions 24 is adjacent to the connecting portion 21. Further, the first total film thickness, which is the sum of the film thickness of the vibrating film 16a in the non-recessed region in the first region 24 and the film thickness of the piezoelectric element 10, is the vibration in the region 19 in the second region 25. It is different from the second total film thickness, which is the sum of the film thickness of the film 16a and the film thickness of the piezoelectric element 10, that is, different by the depth of the recess 19.
  • the recess 19 relaxes the stress of the piezoelectric film 13 in the direction parallel to the connecting portion 21, and the warp of the piezoelectric film 13 in that direction can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of strain in the vibrating film 16a and appropriately vibrate the vibrating film 16a.
  • the recess 19 is arranged from the vicinity of the central portion to the tip of the vibrating membrane 16a, but the present invention is not limited to this, and for example, the concave portion 19 is arranged from the vicinity of the connecting portion 21.
  • the configuration may be arranged so as to reach the tip.
  • the configuration of the transducer 1C according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
  • the transducer 1C according to the present embodiment is different from the transducer 1 according to the first embodiment in that the piezoelectric element 10 has the piezoelectric slit 14.
  • the points common to the first embodiment are referred to the description of the first embodiment, and the different points will be described below.
  • the piezoelectric element 10 has a piezoelectric slit 14 that penetrates the piezoelectric element 10 in the thickness direction.
  • the piezoelectric slit 14 extends to the slit 2 along the direction perpendicular to the connecting portion 21.
  • vertical means a state in which two straight lines are arranged at an angle of 85 ° or more and 95 ° or less. Further, as long as the effect of the piezoelectric slit 14 described later is not impaired, it may be slightly deviated from the vertical direction.
  • the vibrating film 16 is divided by the piezoelectric slit 14 in a direction parallel to the connecting portion 21, the warp of the piezoelectric film 13 in that direction can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of strain in the vibrating film 16 and appropriately vibrate the vibrating film 16.
  • the warp of the piezoelectric film 13 in the vibrating film 16 can be further suppressed.
  • the buffer layer 18 shown in FIG. 7 is provided so as to straddle the piezoelectric slit 14, but the present invention is not limited to this, and the buffer layer 18 may be divided by the piezoelectric slit 14.
  • the shape, pitch width, and the like of the buffer layer (or recess) of the transducer according to the above-described embodiment may be appropriately changed as follows, for example.
  • the divided buffer layer 18a as shown in the transducer 1D shown in FIGS. 9 and 10 may be arranged on the electrode 11, or the buffer close to the connecting portion 21 may be arranged as shown in the transducer 1E shown in FIGS. 11 and 12.
  • the width of the layer 18b may be larger than the width of the buffer layer 18 which is separated from the buffer layer 18b from the connecting portion 21.
  • a buffer layer 18c such as the transducer 1F shown in FIGS. 13 and 14 may be arranged on the electrode 11. The width of the buffer layer 18c increases toward the center in the longitudinal direction.
  • the buffer layer may be composed of two or more layers of the same or different materials, and for example, the buffer layer 18d may be further provided on the buffer layer 18 as in the transducer 1G shown in FIGS. 15 and 16.
  • the buffer layer 18 and the buffer layer 18d may have a tapered shape as in the transducer 1H shown in FIGS. 17 and 18.
  • the buffer layer 18d may be provided on a part of the plurality of buffer layers 18 as in the transducer 1I shown in FIGS. 19 and 20, for example, the number of layers constituting the buffer layer close to the connecting portion 21. And the number of layers constituting the buffer layer far from the connecting portion 21 may be different.
  • the hard material when a hard material is used for the buffer layer, the hard material may hinder the shrinkage of the piezoelectric film 13 in the direction perpendicular to the connecting portion 21, and the efficiency of air vibration may decrease. .. Therefore, it is preferable to provide a soft material under the hard material.
  • the soft material include an insulating layer such as silicon oxide and a resin.
  • the buffer layer 18a shown in FIGS. 9 and 10 is made of silicon oxide, which is a soft material, and the buffer layer 18d is made of a hard material. It may be configured to provide titanium.
  • the width of the recess closer to the connecting portion 21 may be larger than the width of the recess further away from the connecting portion 21.
  • a recess may be provided in which the width increases toward the center in the longitudinal direction. Further, recesses having different depths may be provided.
  • the configuration of the transducer 101 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 21 and 22.
  • the transducer 101 according to the present embodiment is mainly composed of a piezoelectric element 110, a film body 115, an abutting member 118, and a substrate 119.
  • the vertical direction is defined with reference to the state of the transducer 101 shown in FIG. 21, but the direction in which the transducer 101 is used is not limited.
  • the piezoelectric element 110 is composed of a pair of electrodes 111 and 112 and a piezoelectric film 113 sandwiched between the pair of electrodes 111 and 112.
  • the pair of electrodes 111, 112 and the piezoelectric film 113 have a shape corresponding to the shape of the vibrating film 116 described later, and are square in the examples shown in FIGS. 21 and 22.
  • the contact member 118 is arranged so as to face the vibrating membrane 116.
  • the contact member 118 has a function of controlling the displacement of the vibrating membrane 116. That is, when the vibrating membrane 116 is displaced toward the space 200, the abutting member 118 controls the displacement of the vibrating membrane 116 by contacting the vibrating membrane 116 or the piezoelectric element 110 on the vibrating membrane 116 with the abutting member 118. ..
  • the distance between the contact surface of the contact member 118 with which the vibrating film 116 is in contact and the vibrating film 116 is the displacement of the vibrating film 116 (hereinafter referred to as "maximum displacement") when the rated voltage is applied to the piezoelectric element 110. It is set based on. That is, the contact surface of the contact member 118 is set so that the vibrating film 116 or the piezoelectric element 110 (the laminate thereof is also referred to as a vibrating body) comes into contact with the contact surface when a displacement larger than the maximum displacement occurs. Has been done.
  • the shape of the contact surface is formed based on the displacement shape when the vibrating membrane 116 is displaced. As a result, when the vibrating film 116 comes into contact with the contact surface, the contact surface comes into contact with the vibrating film 116.
  • the contact surface of the contact member arranged in the space 200 may have a hemispherical shape that curves upward.
  • An opening 118a is formed in the center of the contact member 118. Further, in the space 200 between the vibrating membrane 116 and the contact member 118, the air vibrates due to the displacement of the vibrating membrane 116, and the air flows to the outside of the transducer 101 through the opening 118a.
  • the distance (gap) between the vibrating membrane 116 and the abutting surface of the abutting member 118 may be as long as the vibrating membrane 116 can be displaced up and down, and is preferably small.
  • the gap is 5 to 30 ⁇ m. By reducing the gap, air leakage can be suppressed and air can be vibrated efficiently.
  • the opening 118a preferably has a rounded end. By rounding the end of the opening 118a, stress concentration at the end can be relaxed.
  • Each of the pair of electrodes 111 and 112 is formed by using a thin film of a conductive metal such as platinum, molybdenum, iridium, or titanium.
  • One electrode 111 is located above the piezoelectric film 113 and is connected to an electrode pad which is a circuit pattern for applying a driving voltage to the electrode 111.
  • the other electrode 112 is located below the piezoelectric film 113 and is connected to an electrode pad which is a circuit pattern for applying a driving voltage to the electrode 112.
  • the piezoelectric film 113 is made of, for example, lead zirconate titanate (PZT).
  • PZT lead zirconate titanate
  • AlN aluminum nitride
  • ZnO zinc oxide
  • PbTIO 3 lead titanate
  • the electrode 111 is connected to the wiring 121 via an opening provided in the insulating film 120. Further, an insulating film 122 is provided on the wiring 121. The electrode 111 is electrically connected to the electrode pad through the opening of the insulating film 122. The contact member 118 is formed on the insulating film 122 and the film support portion 117.
  • “electrically connected” includes the case where it is connected through “the thing which has some kind of electrical action”.
  • the “thing having some kind of electrical action” is not particularly limited as long as it enables the exchange of electric signals between the connection targets.
  • “things having some kind of electrical action” include electrodes, wirings, switching elements, resistance elements, inductors, capacitive elements, and other elements having various functions.
  • the wiring 121 is formed by using a thin film such as metal.
  • a thin film such as metal.
  • the insulating films 120 and 122 for example, aluminum oxide or the like can be used.
  • the membrane 115 is composed of a vibrating membrane 116 and a membrane support portion 117.
  • the film body 115 is made of, for example, silicon (Si). By etching the back surface side of the membrane body 115, the vibrating membrane 116 and the membrane support portion 117 are integrally formed.
  • the vibrating film 116 is composed of a thin film, and is in the film thickness direction, that is, in the normal direction with respect to the vibrating film 116 (the vertical direction of the paper surface in FIG. 21: Z direction, the direction perpendicular to the front and back of the paper surface in FIG. 22: Z direction). It is configured to be displaceable.
  • the vibrating membrane 116 has a substantially square shape when observed from a plane parallel to the vibrating membrane 116.
  • the film support portion 117 includes a square tubular inner peripheral surface that forms a space (hollow portion, cavity) 201.
  • a vibrating membrane 116 is inscribed on one side of the inner peripheral surface of the membrane supporting portion 117, whereby the vibrating membrane 116 is supported by the membrane supporting portion 117.
  • the vibrating membrane 116 is connected to the upper end side of the membrane support portion 117.
  • the membrane support portion 117 has a region overlapping with the end portion of the piezoelectric element 110, and the vibrating membrane 116 has a cantilever shape protruding from the membrane support portion 117.
  • the tip of the vibrating membrane 116 is configured as a free end.
  • the vibrating membrane 116 may have a double-sided beam shape in which both ends are fixed by the membrane support portion 117.
  • the substrate 119 is in contact with the film support portion 117. Further, an opening 119a is formed in the center of the substrate 119. Further, in the space 201 surrounded by the vibrating membrane 116, the membrane support portion 117, and the substrate 119, the air vibrates due to the displacement of the vibrating membrane 116, and the air flows to the outside of the transducer 101 through the opening 119a. Further, as shown in FIG. 22, the opening 119a preferably has a rounded end. By rounding the end of the opening 119a, stress concentration at the end can be relaxed.
  • the substrate 119 is made of, for example, silicon (Si). Further, the substrate 119 has a function of limiting the displacement of the vibrating membrane 116.
  • the piezoelectric element 110 is provided on the vibrating membrane 116 of the membrane 115. That is, the lower electrode 112, the piezoelectric film 113, and the upper electrode 111 are laminated in this order on the vibrating film 116.
  • a driving voltage is applied to the pair of electrodes 111 and 112, respectively, a potential difference is generated between the pair of electrodes 111 and 112.
  • the vibrating membrane 116 is displaced by the potential difference. Specifically, the tip side of the vibrating membrane 116 is displaced so as to warp.
  • the vibrating membrane 116 By repeatedly applying the driving voltage to the pair of electrodes 111 and 112, the vibrating membrane 116 alternately repeats the displacement toward the space 200 side and the displacement toward the space 201 side.
  • the vibration of the vibrating film 116 causes the air around the vibrating film 116 to vibrate, and the vibration of the air is output as a sound wave.
  • the transducer 101 has a contact member 118 that limits the displacement of the vibrating film 116 by contacting the vibrating film 116 or the piezoelectric element 110 when the vibrating film 116 is displaced in the film thickness direction.
  • the substrate 119 also has a function of limiting the displacement of the vibrating membrane 116.
  • the contact member 118 and / or the substrate 119 can suppress air leakage and vibrate the air efficiently. Further, since the displacement of the vibrating film 116 can be limited by the contact member 118 and / or the substrate 119, excessive displacement of the vibrating film 116 due to an impact or the like can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the occurrence of breakage and the like, so that it is possible to obtain a transducer that suppresses air leakage and has resistance to impact and the like.
  • the transducer according to this embodiment is not limited to the above-described configuration, and various changes can be made. A modified example of the transducer according to the present embodiment will be described below.
  • the configuration of the transducer 101A according to this modification will be described with reference to FIGS. 23 and 24.
  • the transducer 101A according to this modification differs from the transducer 101 shown in FIGS. 21 and 22 in that the wiring 123 connected to the wiring 121 is newly provided.
  • the points common to the transducer 101 shown in FIGS. 21 and 22 will be described below with reference to the above description.
  • the wiring 123 is connected to the wiring 121 via a via provided in the film support portion 117. That is, the wiring 123 is electrically connected to the electrode 111 via the wiring 121. Not limited to this, for example, the wiring 123 may be configured to be electrically connected to the electrode 111 by using wiring or the like provided on the outer wall of the film body 115. By providing the wiring 123 on the back surface of the substrate 119, the surface can be mounted, and the surface mounting method takes up less space than the wire bonding method, and is therefore suitable for miniaturization of the transducer.
  • ⁇ Second modification> The configuration of the transducer 101B according to this modification will be described with reference to FIG. 25.
  • the transducer 1 according to this modification differs from the transducer 101 shown in FIGS. 21 and 22 in that a filter 124 that covers the opening 118a and the opening 119a is newly provided.
  • the points common to the transducer 101 shown in FIGS. 21 and 22 will be described below with reference to the above description.
  • the filter 124 is provided on the upper surface side of the contact member 118 so as to close the opening 118a. Further, the filter 124 is provided on the back surface side of the substrate 119 so as to close the opening 119a.
  • the filter 124 is formed in a sheet shape and is made of a material that allows air to pass through.
  • a non-woven fabric or a cloth having waterproof breathability such as Gore-Tex (registered trademark) can be used.
  • the filter 124 may be installed on the lower surface side of the contact member 118 or the upper surface side of the substrate 119, and further, as in the third modification described later, the side surface of the contact member 118 and the film support portion 117 may be installed. It may be the side of.
  • the filter 124 By providing the filter 124, the opening 118a and / or the opening 119a is closed by the filter 124, so that it is possible to prevent dust or liquid from entering the internal space 200 and the space 201. Further, since the filter 124 is made of a material that allows air to pass through, the air flow through the opening 118a and the opening 119a can be maintained.
  • the configuration of the transducer 101C according to the present modification will be described with reference to FIGS. 26, 27A and 27B.
  • the transducer 101C according to this modification differs from the transducer 101A of the first modification described above in that the contact member 128 is used instead of the contact member 118, and the membrane support portion 127 is used instead of the membrane support portion 117.
  • the air in the space 200 and the space 201 is circulated to the outside through the slit 132 provided in the contact member 128 and the slit 133 provided in the membrane support portion 127 instead of the opening 118a and the opening 119a.
  • the points common to the transducer 101A of the first modification are referred to the above description, and the differences will be described below.
  • the contact member 128a can use the same material as the contact member 118.
  • the contact member 128 can be formed by forming the slit at the same time.
  • the contact member 128 can also be formed by etching the material to form a groove portion to be a space 200, and then etching a part of the inner side surface of the groove portion to form a slit. From the viewpoint of the number of steps and cost, it is preferable to simultaneously form the groove and the slit that form the space 200 by using one photomask.
  • FIG. 27A shows a cross-sectional view of the slit 132 in the region 130 shown in FIG. 26 when viewed from the air inflow / out side (left side of the paper).
  • the slit 132 provided in the contact member 128 has a comb-tooth structure. With such a structure, it is possible to prevent foreign matter (dust, liquid, etc.) from entering the internal space 200 from the outside. Further, the slit 132 does not have to have a comb-like structure as long as it can prevent foreign matter from entering the internal space 200 from the outside, and may have a lattice-like structure, for example.
  • the same material as the membrane support portion 117 can be used for the membrane support portion 127. That is, the membrane 115 is composed of the vibrating membrane 116 and the membrane support portion 127. Therefore, the vibrating film 116 and the film support portion 127 are integrally formed by etching the back surface side of the film body 115. When the back surface side of the film body 115 is etched to form the groove portion which becomes the space 201, the film support portion 127 can be formed by forming the slit at the same time. Further, the film support portion 127 can be formed by etching the back surface side of the film body 115 to form a groove portion to be a space 201, and then etching a part of the inner side surface of the groove portion to form a slit. .. From the viewpoint of the number of steps and cost, it is preferable to simultaneously form the groove portion and the slit which become the space 201 by using one photomask.
  • FIG. 27B shows a cross-sectional view of the slit 133 in the region 131 shown in FIG. 26 when viewed from the air inflow / out side (right side of the paper).
  • the slit 133 provided in the membrane support portion 127 has a comb-like structure. With such a structure, it is possible to prevent foreign matter (dust, liquid, etc.) from entering the internal space 201 from the outside. Further, the slit 133 does not have to have a comb-like structure as long as it can prevent foreign matter from entering the internal space 201 from the outside, and may have a lattice-like structure, for example.
  • the slit 133 is in a direction diagonal to the slit 132. Specifically, the side surface of the membrane support portion 127 provided with the slit 133 is located in a direction diagonal to the side surface of the contact member 128 provided with the slit 132 via the vibrating membrane 116. .. With such a structure, the inflow and outflow of air to and from the outside can be efficiently performed.
  • the configuration of the transducer 101D according to this modification will be described with reference to FIG. 28.
  • the transducer 101D according to this modification differs from the transducer 101A of the first modification described above in that the abutting member 138 is used instead of the abutting member 118, and the film support portion 137 is used instead of the film support portion 117. Is the point to use.
  • the points common to the transducer 101A of the first modification are referred to the above description, and the differences will be described below.
  • the contact member 138 can use the same material as the contact member 118.
  • the contact member 138 has an opening 138a, and the side surface of the contact member 138 in the opening 138a is formed in a forward taper shape. Not limited to this, the side surface of the contact member 138 at the opening 138a may be formed in an inverted tapered shape. Further, the contact member 138 has an inverted tapered side surface 138b which is a contact surface. By having the side surface 138b, the distance (gap) from the vibrating film 116 can be reduced. By reducing the gap, air leakage can be suppressed and air can be vibrated efficiently.
  • the same material as the membrane support portion 117 can be used for the membrane support portion 137.
  • the film support portion 137 has a tapered side surface 137a.
  • the membrane body 115 is composed of a vibrating membrane 116 and a membrane support portion 137. Therefore, the vibrating film 116 and the film support portion 137 are integrally formed by etching the back surface side of the film body 115.
  • the film support portion 137 can be formed by etching the back surface side of the film body 115 to form a groove portion to be a space 201, and then etching a part of the inner side surface of the groove portion to form the side surface 137a.
  • the side surface 137a By having the side surface 137a, the distance (gap) from the vibrating film 116 can be reduced. By reducing the gap, air leakage can be suppressed and air can be vibrated efficiently.
  • the configuration of the transducer 101E according to this modification will be described with reference to FIGS. 29 and 30.
  • the transducer 101E according to this modification is different from the transducer 101A of the first modification described above in that the contact member 148 is used instead of the contact member 118 and the substrate 139 is used instead of the substrate 119. be.
  • the points common to the transducer 101A of the first modification are referred to the above description, and the differences will be described below.
  • the contact member 148 can use the same material as the contact member 118.
  • the contact member 148 has an opening 148a, and a through hole 148b is formed in the opening 148a. It is preferable that the through hole 148b becomes smaller as the distance from the vibrating film 116 increases. By having such a through hole 148b, it is possible to prevent foreign matter (dust, liquid, etc.) from entering the internal space 200 from the outside. Further, the through hole 148b is preferable because when the diameter of the hole close to the tip of the vibrating membrane 116 is increased, the air near the tip of the vibrating membrane 116 having a large displacement of the vibrating membrane 116 can be vibrated more efficiently. ..
  • the through hole 148b vibrates the air in the vicinity of the tip portion of the vibrating membrane 116 more efficiently. It is preferable because it can be caused.
  • the same material as the substrate 119 can be used for the substrate 139.
  • the substrate 139 has an opening 139a, and a through hole 139b is formed in the opening 139a. It is preferable that the through hole 139b becomes smaller as the distance from the vibrating film 116 increases. By having such a through hole 139b, it is possible to prevent foreign matter (dust, liquid, etc.) from entering the internal space 201 from the outside. Further, it is preferable that the through hole 139b has a large diameter of the hole close to the tip of the vibrating membrane 116 so that the air near the tip of the vibrating membrane 116 having a large displacement of the vibrating membrane 116 can be vibrated more efficiently. ..
  • the through hole 139b vibrates the air in the vicinity of the tip portion of the vibrating membrane 116 more efficiently. It is preferable because it can be caused.
  • the electronic device according to this embodiment has a speaker unit and a housing for accommodating the speaker unit.
  • Earphones are an example of electronic devices.
  • the earphone 150 shown in FIG. 31A has an earpiece 151 and a housing 152.
  • FIG. 31B is a diagram in which the earpiece 151 is removed from the earphone 150, and is a diagram for explaining the shape of the housing 152.
  • the housing 152 has a bottomed tubular shape, and has a tubular portion 152a and a bottom portion 152b in contact with the tubular portion 152a.
  • Speaker units are arranged in a part of the tubular portion 152a and a part of the bottom portion 152b.
  • the arrangement of the housing 152 and the speaker unit (implementation of the speaker unit) will be described.
  • the speaker unit (transducer 101) has a configuration in which a film body 115 and an abutting member 118 are provided on a substrate 119. Vents (specifically, openings 118a and 119a shown in FIG. 33) in the film thickness direction (directions indicated by arrows in the figure) of the transducer 101 (board 119, membrane 115, and contact member 118). Is provided.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view of an earphone in which the transducer 101 is mounted on the housing 152.
  • the substrate 119 is arranged on a part of the tubular portion 152a and a part of the bottom portion 152b, and a film body 115 and a contact member 118 are provided on the substrate 119.
  • the substrate 119 has an opening 119a, and the contact member 118 has an opening 118a.
  • the membrane body 115 is composed of a vibrating membrane and a membrane support portion.
  • the bottom portion 152b is separated from the tubular portion 152a via a transducer 101, and communicates the space of the bottom portion 152b with the outside of the housing 152 via the opening 118a and the opening 119a.
  • the transducer 101 in this mounting example for example, the transducer 101 according to the first embodiment shown in FIGS. 21 and 22 can be used, and the transducer 101 can be used via the opening 118a, the space 200, the space 201, and the opening 119a.
  • the space of the bottom portion 152b and the outside of the housing 152 communicate with each other.
  • the air flow between the cylinder portion 152a and the bottom portion 152b is blocked. As a result, it can be utilized as a space for mounting other devices, batteries, etc. in the housing 152, and the housing 152 can be miniaturized.
  • the speaker unit (transducer 101) has a structure in which a film body 115 and an abutting member 128 are provided on a substrate 129. Vents (specifically, slits 132 and 133 shown in FIG. 35) are provided on the side surfaces of the transducer 101 (the substrate 129, the membrane 115, and the contact member 128). That is, air flows in the direction indicated by the arrow in the figure.
  • FIG. 35 is a cross-sectional view of an earphone in which the transducer 101 is mounted on the housing 152.
  • the substrate 129 is arranged on a part of the tubular portion 152a and a part of the bottom portion 152b, and a film body 115 and a contact member 128 are provided on the substrate 129.
  • the membrane body 115 is composed of a vibrating membrane and a membrane support portion.
  • the contact member 128 has a slit 132, and the film support portion of the film body 115 has a slit 133.
  • the bottom portion 152b is separated from the tubular portion 152a via a transducer 101, and communicates the space of the bottom portion 152b with the outside of the housing 152 via the slit 132 and the slit 133.
  • the transducer 101 in this mounting example for example, the transducer 101C according to the third modification shown in FIG. 26 can be used, and the transducer 101 can be connected to the space of the bottom 152b via the slit 132, the space 200, the space 201, and the slit 133. It communicates with the outside of the housing 152.
  • the air flow between the cylinder portion 152a and the bottom portion 152b is blocked. As a result, it can be utilized as a space for mounting other devices, batteries, etc. in the housing 152, and the housing 152 can be miniaturized.
  • the transducer may be applied to applications of receiving sound waves in addition to transmitting sound waves. Further, the transducer is not limited to sound waves, and may be applied to applications for transmitting or receiving ultrasonic waves.

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Abstract

中空部を有する膜支持部と、前記膜支持部に連結され、膜厚方向に変位可能な振動膜と、一対の電極と、前記一対の電極に挟まれた圧電膜と、を備える、前記振動膜上の圧電素子と、を有し、前記中空部と重畳する領域において、前記振動膜の膜厚及び前記圧電素子の膜厚の合計である第１の総膜厚を有する複数の第１の領域と、前記第１の総膜厚と異なる、前記振動膜の膜厚及び前記圧電素子の膜厚の合計である第２の総膜厚を有する複数の第２の領域と、を有し、前記第１の領域と前記第２の領域は交互に配置され、前記第１の領域の一は前記膜支持部と前記振動膜との連結部と隣接する、トランスデューサ。

Description

トランスデューサ及び電子機器
　本実施形態は、トランスデューサ及び電子機器に関する。
　従来、音波又は超音波の送信又は受信を行うトランスデューサが知られている。トランスデューサは、例えば、音波を送信するスピーカとして利用され、イヤホン又はウェアラブル端末などに搭載されている。
　例えば、特許文献１には、イヤホンに好適な音発生装置が開示されている。この音発生装置は、磁界を発生させるコイルと、コイルにより発生させた磁界と相互作用して振動板を振動させるマグネットとを備えている。
　コイルとマグネットとを用いるスピーカは、磁界を発生させるためにコイルに電流を流す必要があり、消費電力が高くなる。そこで、一対の電極によって圧電膜を両側から挟んで構成される圧電素子を利用したスピーカが注目されている（例えば、特許文献２）。この類のスピーカは、微細加工を実現する半導体製造技術であるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）を用いて製造される。
特開２０１８－１７０５９２号公報 特開２０１２－１０５１７０号公報
　圧電素子は一対の電極に対して駆動電圧を繰り返し印加することで、圧電素子と共に振動膜が上側への変位と下側への変位を交互に繰り返す。具体的には、振動膜の先端側が反るように変位する。当該振動膜の振動により、振動膜の周囲の空気が振動させられ、空気の振動が音波として出力される。しかしながら、一対の電極に対して駆動電圧を印加する際、圧電素子が収縮し、振動膜の付け根（連結部）に対して平行な方向において、圧電素子の圧電膜が反る（振動膜も反る）ことがあり、当該反りが空気の振動に歪を生じさせる。また、振動膜の周囲の空気が振動する際、振動膜が変位するための内部空間が広すぎると空気漏れが生じ、空気の振動に歪が生じる。これらの歪によって空気の振動に影響を及ぼす可能性がある。当該影響は、例えば、振動の一部が相殺されて効率よく音波を送信できない等の不良に繋がる。
　また、ＭＥＭＳによって製造されるスピーカユニットは小型化しており、微細な形状を有するため、脆弱な構造になりやすい。そのため、外部からの衝撃などによって、破損する可能性がある。
　本実施形態の一態様は、膜支持部と振動膜との連結部に対して平行な方向における圧電膜の反りを抑制するトランスデューサを提供する。また、空気漏れを抑制し、かつ、衝撃などに対して耐性を有するトランスデューサを提供する。また、筐体をより小型化したスピーカユニットを備える電子機器を提供する。
　本実施形態の一態様は、中空部を有する膜支持部と、前記膜支持部に連結され、膜厚方向に変位可能な振動膜と、一対の電極と、前記一対の電極に挟まれた圧電膜と、を備える、前記振動膜上の圧電素子と、を有し、前記中空部と重畳する領域において、前記振動膜の膜厚及び前記圧電素子の膜厚の合計である第１の総膜厚を有する複数の第１の領域と、前記第１の総膜厚と異なる、前記振動膜の膜厚及び前記圧電素子の膜厚の合計である第２の総膜厚を有する複数の第２の領域と、を有し、前記第１の領域と前記第２の領域は交互に配置され、前記第１の領域の一は前記膜支持部と前記振動膜との連結部と隣接する、トランスデューサである。
　本実施形態の他の一態様は、中空部を有する膜支持部と、前記膜支持部に連結され、膜厚方向に変位可能な振動膜と、一対の電極と、前記一対の電極に挟まれた圧電膜と、前記一対の電極上の複数のバッファ層と、を備える、前記振動膜上の圧電素子と、を有し、前記中空部と重畳する領域において、前記バッファ層を含まない第１の領域と、前記バッファ層を含む第２の領域と、を有し、前記第１の領域と前記第２の領域は交互に配置され、前記第１の領域の一は前記膜支持部と前記振動膜との連結部と隣接する、トランスデューサである。
　本実施形態の他の一態様は、中空部を有する膜支持部と、前記膜支持部に連結され、膜厚方向に変位可能な振動膜と、一対の電極と、前記一対の電極に挟まれた圧電膜と、を備える、前記振動膜上の圧電素子と、を有し、前記振動膜は複数の凹部を有し、前記中空部と重畳する領域において、前記凹部を含まない第１の領域と、前記凹部を含む第２の領域と、を有し、前記第１の領域と前記第２の領域は交互に配置され、前記第１の領域の一は前記膜支持部と前記振動膜との連結部と隣接する、トランスデューサである。
　本実施形態の他の一態様は、一対の電極と、前記一対の電極に挟まれた圧電膜と、を備える圧電素子と、中空部を有する膜支持部と、前記膜支持部に連結され、膜厚方向に変位可能な振動膜と、を備え、かつ、前記振動膜上に前記圧電素子が積層される、膜体と、前記振動膜の変位を制限する当接部材と、を有し、前記圧電素子の端部は、前記膜支持部と重畳する領域を有する、トランスデューサである。
　本実施形態の他の一態様は、基板を含むスピーカユニットと、前記スピーカユニットを内部に収容する有底筒状の筐体と、を有し、前記筐体は、筒部と、前記筒部と接する底部と、を有し、前記基板は前記筒部の一部と前記底部の一部に配置され、前記底部は、前記スピーカユニットを介して前記筒部と隔てられ、前記スピーカユニットは、膜厚方向に通気口が設けられ、前記通気口を介して前記底部の空間と前記筐体の外部とを連通させる、電子機器である。
　本実施形態の他の一態様は、基板を含むスピーカユニットと、前記スピーカユニットを内部に収容する有底筒状の筐体と、を有し、前記筐体は、筒部と、前記筒部と接する底部と、を有し、前記基板は前記筒部の一部と前記底部の一部に配置され、前記底部は、前記スピーカユニットを介して前記筒部と隔てられ、前記スピーカユニットは、側面に通気口が設けられ、前記通気口を介して前記底部の空間と前記筐体の外部とを連通させる、電子機器である。
　本実施形態によれば、膜支持部と振動膜との連結部に対して平行な方向における圧電膜の反りを抑制するトランスデューサを提供することができる。また、空気漏れを抑制し、かつ、衝撃などに対して耐性を有するトランスデューサを提供することができる。また、筐体をより小型化したスピーカユニットを備える電子機器を提供することができる。
図１は、第１の実施形態に係るトランスデューサの一形態の断面図である。 図２は、第１の実施形態に係るトランスデューサの一形態の上面図である。 図３は、第１の実施形態に係るトランスデューサの他の一形態の断面図である。 図４は、第１の実施形態に係るトランスデューサの他の一形態の上面図である。 図５は、第２の実施形態に係るトランスデューサの一形態の断面図である。 図６は、第２の実施形態に係るトランスデューサの一形態の上面図である。 図７は、第３の実施形態に係るトランスデューサの一形態の断面図である。 図８は、第３の実施形態に係るトランスデューサの一形態の上面図である。 図９は、第４の実施形態に係るトランスデューサの一形態の断面図である。 図１０は、第４の実施形態に係るトランスデューサの一形態の上面図である。 図１１は、第４の実施形態に係るトランスデューサの他の一形態の断面図である。 図１２は、第４の実施形態に係るトランスデューサの他の一形態の上面図である。 図１３は、第４の実施形態に係るトランスデューサの他の一形態の断面図である。 図１４は、第４の実施形態に係るトランスデューサの他の一形態の上面図である。 図１５は、第４の実施形態に係るトランスデューサの他の一形態の断面図である。 図１６は、第４の実施形態に係るトランスデューサの他の一形態の上面図である。 図１７は、第４の実施形態に係るトランスデューサの他の一形態の断面図である。 図１８は、第４の実施形態に係るトランスデューサの他の一形態の上面図である。 図１９は、第４の実施形態に係るトランスデューサの他の一形態の断面図である。 図２０は、第４の実施形態に係るトランスデューサの他の一形態の上面図である。 図２１は、第５の実施形態に係るトランスデューサの断面図である。 図２２は、第５の実施形態に係るトランスデューサの上面図である。 図２３は、第１の変形例に係るトランスデューサの断面図である。 図２４は、第１の変形例に係るトランスデューサの上面図である。 図２５は、第２の変形例に係るトランスデューサの断面図である。 図２６は、第３の変形例に係るトランスデューサの断面図である。 図２７Ａは、第３の変形例に係るトランスデューサの領域１３０におけるスリット１３２の空気の流入出側から見た際の断面図である。 図２７Ｂは、第３の変形例に係るトランスデューサの領域１３１におけるスリット１３３の空気の流入出側から見た際の断面図である。 図２８は、第４の変形例に係るトランスデューサの断面図である。 図２９は、第５の変形例に係るトランスデューサの断面図である。 図３０は、第５の変形例に係るトランスデューサの上面図である。 図３１Ａは、第６の実施形態に係る電子機器の一例であるイヤホンの全体図である。 図３１Ｂは、第６の実施形態に係る電子機器の一例であるイヤホンの筐体を説明する図である。 図３２は、実装例１におけるスピーカユニットの構成を説明する図である。 図３３は、実装例１におけるイヤホンの断面図である。 図３４は、実装例２におけるスピーカユニットの構成を説明する図である。 図３５は、実装例２におけるイヤホンの断面図である。
　次に、図面を参照して、本実施形態について説明する。以下に説明する図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各構成部品の厚みと平面寸法との関係等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
　また、以下に示す実施形態は、技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものではない。本実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
　具体的な本実施形態の一態様は、以下の通りである。
　＜１＞中空部を有する膜支持部と、前記膜支持部に連結され、膜厚方向に変位可能な振動膜と、一対の電極と、前記一対の電極に挟まれた圧電膜と、を備える、前記振動膜上の圧電素子と、を有し、前記中空部と重畳する領域において、前記振動膜の膜厚及び前記圧電素子の膜厚の合計である第１の総膜厚を有する複数の第１の領域と、前記第１の総膜厚と異なる、前記振動膜の膜厚及び前記圧電素子の膜厚の合計である第２の総膜厚を有する複数の第２の領域と、を有し、前記第１の領域と前記第２の領域は交互に配置され、前記第１の領域の一は前記膜支持部と前記振動膜との連結部と隣接する、トランスデューサ。
　＜２＞中空部を有する膜支持部と、前記膜支持部に連結され、膜厚方向に変位可能な振動膜と、一対の電極と、前記一対の電極に挟まれた圧電膜と、前記一対の電極上の複数のバッファ層と、を備える、前記振動膜上の圧電素子と、を有し、前記中空部と重畳する領域において、前記バッファ層を含まない第１の領域と、前記バッファ層を含む第２の領域と、を有し、前記第１の領域と前記第２の領域は交互に配置され、前記第１の領域の一は前記膜支持部と前記振動膜との連結部と隣接する、トランスデューサ。
　＜３＞前記第２の領域の一において、前記バッファ層は分断されている、＜２＞に記載のトランスデューサ。
　＜４＞前記第２の領域の一のバッファ層の幅は、前記第２の領域の一より前記連結部から離れている前記第２の領域の他の一のバッファ層の幅より大きい、＜２＞又は＜３＞に記載のトランスデューサ。
　＜５＞前記第２の領域の一のバッファ層の幅は、長手方向において中央部に向かうにつれて大きくなる、＜２＞～＜４＞のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
　＜６＞前記バッファ層は、材料の異なる複数の層を含む、＜２＞～＜５＞のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
　＜７＞前記第２の領域の一のバッファ層を構成する層数と、前記第２の領域の他の一のバッファ層を構成する層数とが互いに異なる、＜２＞～＜５＞のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
　＜８＞中空部を有する膜支持部と、前記膜支持部に連結され、膜厚方向に変位可能な振動膜と、一対の電極と、前記一対の電極に挟まれた圧電膜と、を備える、前記振動膜上の圧電素子と、を有し、前記振動膜は複数の凹部を有し、前記中空部と重畳する領域において、前記凹部を含まない第１の領域と、前記凹部を含む第２の領域と、を有し、前記第１の領域と前記第２の領域は交互に配置され、前記第１の領域の一は前記膜支持部と前記振動膜との連結部と隣接する、トランスデューサ。
　＜９＞前記凹部は、前記振動膜の裏面に配置される、＜８＞に記載のトランスデューサ。
　＜１０＞前記第２の領域の一の凹部の幅は、前記第２の領域の一より前記連結部から離れている前記第２の領域の他の一の凹部の幅より大きい、＜８＞又は＜９＞に記載のトランスデューサ。
　＜１１＞前記第２の領域の一の凹部の幅は、長手方向において中央部に向かうにつれて大きくなる、＜８＞～＜１０＞のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
　＜１２＞前記第２の領域の一の凹部の深さと、前記第２の領域の他の一の凹部の深さとが互いに異なる、＜８＞～＜１１＞のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
　＜１３＞前記第２の領域の一は、前記連結部に対して平行である、＜１＞～＜１２＞のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
　＜１４＞前記第２の領域の一の幅は、前記第２の領域の他の一の幅と異なる、＜１＞～＜１３＞のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
　＜１５＞前記圧電素子は、圧電スリットを有する、＜１＞～＜１４＞のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
　＜１６＞一対の電極と、前記一対の電極に挟まれた圧電膜と、を備える圧電素子と、中空部を有する膜支持部と、前記膜支持部に連結され、膜厚方向に変位可能な振動膜と、を備え、かつ、前記振動膜上に前記圧電素子が積層される、膜体と、前記振動膜の変位を制限する当接部材と、を有し、前記圧電素子の端部は、前記膜支持部と重畳する領域を有する、トランスデューサ。
　＜１７＞前記圧電素子及び前記振動膜は、前記中空部と前記当接部材との間に配置されている、＜１６＞に記載のトランスデューサ。
　＜１８＞前記当接部材は第１の開口部を有し、前記第１の開口部の端部は丸みを帯びている、＜１６＞又は＜１７＞に記載のトランスデューサ。
　＜１９＞前記当接部材は第１の開口部を有し、さらに、前記第１の開口部を覆う第１のフィルターを有する、＜１６＞～＜１８＞のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
　＜２０＞前記当接部材は複数の第１の貫通孔を有する、＜１６＞又は＜１７＞に記載のトランスデューサ。
　＜２１＞前記第１の貫通孔は、前記振動膜から遠ざかるにつれて孔が小さくなる、＜２０＞に記載のトランスデューサ。
　＜２２＞前記端部側の前記当接部材の第１の側面に対向する前記当接部材の第２の側面はテーパ状に形成されている、＜１６＞～＜２１＞のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
　＜２３＞前記当接部材の第１の側面は前記端部側に第１のスリットを有する、＜１６＞～＜２２＞のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
　＜２４＞前記第１のスリットは櫛歯状構造である、＜２３＞に記載のトランスデューサ。
　＜２５＞さらに、前記膜体と接する基板を有し、前記膜体は前記基板と前記当接部材に挟まれている、＜１６＞～＜２４＞のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
　＜２６＞前記基板は第２の開口部を有し、前記第２の開口部の端部は丸みを帯びている、＜２５＞に記載のトランスデューサ。
　＜２７＞前記基板は第２の開口部を有し、さらに、前記第２の開口部を覆う第２のフィルターを有する、＜２５＞又は＜２６＞に記載のトランスデューサ。
　＜２８＞前記基板は複数の第２の貫通孔を有する、＜２５＞～＜２７＞のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
　＜２９＞前記第２の貫通孔は、前記振動膜から遠ざかるにつれて孔が小さくなる、＜２８＞に記載のトランスデューサ。
　＜３０＞前記膜支持部の第１の側面はテーパ状に形成されている、＜２５＞～＜２９＞のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
　＜３１＞前記膜支持部の第１の側面は前記端部と対角する側に第２のスリットを有する、＜２５＞～＜３０＞のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
　＜３２＞前記第２のスリットは櫛歯状構造である、＜３１＞に記載のトランスデューサ。
　＜３３＞さらに、前記一対の電極の一方と電気的に接続する配線を有する、＜１６＞～＜３２＞のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
　＜３４＞前記配線は、前記膜支持部内に設けられたビアを介して前記一対の電極の一方と電気的に接続する、＜３３＞に記載のトランスデューサ。
　＜３５＞基板を含むスピーカユニットと、前記スピーカユニットを内部に収容する有底筒状の筐体と、を有し、前記筐体は、筒部と、前記筒部と接する底部と、を有し、前記基板は前記筒部の一部と前記底部の一部に配置され、前記底部は、前記スピーカユニットを介して前記筒部と隔てられ、前記スピーカユニットは、膜厚方向に通気口が設けられ、前記通気口を介して前記底部の空間と前記筐体の外部とを連通させる、電子機器。
　＜３６＞基板を含むスピーカユニットと、前記スピーカユニットを内部に収容する有底筒状の筐体と、を有し、前記筐体は、筒部と、前記筒部と接する底部と、を有し、前記基板は前記筒部の一部と前記底部の一部に配置され、前記底部は、前記スピーカユニットを介して前記筒部と隔てられ、前記スピーカユニットは、側面に通気口が設けられ、前記通気口を介して前記底部の空間と前記筐体の外部とを連通させる、電子機器。
　＜３７＞前記スピーカユニットは、トランスデューサを備え、前記トランスデューサは、一対の電極と、前記一対の電極に挟まれた圧電膜と、を備える圧電素子と、中空部を有する膜支持部と、前記膜支持部に連結され、膜厚方向に変位可能な振動膜と、を備え、かつ、前記振動膜上に前記圧電素子が積層される、膜体と、前記振動膜の変位を制限する当接部材と、を有し、前記圧電素子の端部は、前記膜支持部と重畳する領域を有する、＜３５＞又は＜３６＞に記載の電子機器。
　以下で説明する第１～４の実施形態に係るトランスデューサは、圧電素子と、膜体とを主体に構成されている。一部の領域において、圧電素子の膜厚と膜体の振動膜の膜厚の合計の総膜厚を調整することで総膜厚の異なる領域（例えば、第１の総膜厚を有する第１の領域と第２の総膜厚を有する第２の領域など）を形成し、総膜厚の異なる領域（例えば、第１の領域と第２の領域）を交互に配置する。
　第１～４の実施形態に係るトランスデューサについて図面を用いて説明する。
（第１の実施形態）
　図１及び図２を用いて、本実施形態に係るトランスデューサ１の構成を説明する。本実施形態に係るトランスデューサ１は、圧電素子１０と、膜体１５とを主体に構成されている。以下の説明では、図２に示すトランスデューサ１の状態を基準に上下方向を定義するが、トランスデューサ１を使用する方向を限定するものではない。
　圧電素子１０は、一対の電極１１、１２と、一対の電極１１、１２に挟まれた圧電膜１３と、一対の電極１１、１２上の複数のバッファ層１８と、で構成されている。一対の電極１１、１２及び圧電膜１３は、後述する振動膜１６の形状と対応する形状を有しており、図１及び図２に示す例では四角状である。
　なお、本明細書等では、バッファ層を圧電素子の一部として記載しているがこれに限られず、バッファ層を圧電素子の一部として含めない解釈をしてもよい。
　バッファ層１８は、電極１１上にストライプ状に形成されている。バッファ層１８は、後述する膜支持部１７と振動膜１６との連結部２１に対して平行に形成されている。なお、本明細書等において、「平行」とは、二つの直線が－５°以上５°以下の角度で配置されている状態をいい、また、同心円に含まれる二つの円を形成する二つの線の状態も含むものとする。また、連結部２１及び／又はバッファ層１８の端部が直線でなく、例えば、波形状やジグザグ形状である場合、後述するバッファ層１８の効果を阻害しない範囲であれば、当該平行から多少ずれていてもよい。
　また、図２に示すバッファ層１８の端部は、電極１１の端部より内側にあるがこれに限られず、電極１１の端部と揃っていてもよい。
　バッファ層１８は、例えば、トランスデューサを製造する際に形成する配線層（図示せず）及び／又は絶縁層（図示せず）と同一工程で形成してもよいし、別途、チタンなどの硬質な素材を用いて形成してもよい。硬質な素材を用いることにより、バッファ層１８の曲げ強度が高くなり、連結部２１に対して平行な方向における圧電膜１３（及び振動膜１６）の反りは抑制される。また、バッファ層１８の幅、膜厚、及び隣接するバッファ層１８同士のピッチ幅等は特に限定されない。
　一対の電極１１、１２のそれぞれは、例えば、プラチナ、モリブデン、イリジウム、又はチタンなどの導電性を有する金属の薄膜を用いて形成されている。一方の電極１１は、圧電膜１３の上側に位置し、電極１１に駆動電圧を印加するための回路パターンである電極パッド１１ａと接続されている。他方の電極１２は、圧電膜１３の下側に位置し、電極１２に駆動電圧を印加するための回路パターンである電極パッド１２ａと接続されている。
　圧電膜１３は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）膜によって構成されている。圧電膜１３は、チタン酸ジルコン酸鉛以外にも、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）などを用いることができる。
　膜体１５は、振動膜１６と、膜支持部１７とで構成されている。膜体１５は、例えば、シリコン（Ｓｉ）より構成されている。膜体１５の裏面側をエッチングすることで、振動膜１６と膜支持部１７とが一体形成されている。
　振動膜１６は、薄膜から構成されており、膜厚方向、すなわち、振動膜１６に対する法線方向（図１における紙面上下方向：Ｚ方向、図２における紙面を裏表に垂直方向：Ｚ方向）に変位可能なように構成されている。振動膜１６は、振動膜１６と平行な平面から観察する際、略四角状を有している。
　膜支持部１７は、キャビティ（中空部）２０を形成する四角筒状の内周面を備えている。膜支持部１７の内周面の一辺には、振動膜１６が内接し、これにより、振動膜１６が膜支持部１７によって支持される。振動膜１６は膜支持部１７の上端側に連結されている。
　また、トランスデューサ１は、スリット２を備えている。スリット２は、圧電素子１０と振動膜１６とが積層された振動体を厚み方向に貫通する切り込みである。
　振動膜１６は、膜支持部１７から張り出した片持ち梁形状を有している。振動膜１６の先端部は、自由端に構成されている。これに限られず、振動膜１６は、膜支持部１７により両端が固定された両持ち梁形状であってもよい。
　中空部２０と重畳する領域において、バッファ層１８を含まない領域を第１の領域２２、バッファ層１８を含む領域を第２の領域２３とすると、第１の領域２２と第２の領域２３は交互に配置されている。また、第１の領域２２の一は、連結部２１と隣接している。さらに、第１の領域２２における振動膜１６の膜厚とバッファ層１８を含まない圧電素子１０の膜厚の合計である第１の総膜厚は、第２の領域２３における振動膜１６の膜厚とバッファ層１８を含む圧電素子１０の膜厚の合計である第２の総膜厚と異なり、つまり、バッファ層１８の膜厚分異なる。
　このような構成のトランスデューサ１において、膜体１５の振動膜１６上には、圧電素子１０が設けられている。すなわち、振動膜１６上には、下側の電極１２、圧電膜１３及び上側の電極１１が順番に積層されている。一対の電極１１、１２に駆動電圧がそれぞれ印加されると、一対の電極１１、１２の間に電位差が生じる。当該電位差により、振動膜１６が変位する。具体的には、振動膜１６の先端側が反るように変位する。
　一対の電極１１、１２に対して駆動電圧を繰り返し印加することで、振動膜１６は、上側への変位と下側への変位を交互に繰り返す。振動膜１６の振動により、振動膜１６の周囲の空気が振動させられ、空気の振動が音波として出力される。
　上述のようなバッファ層１８を設けることにより、連結部２１に対して平行な方向における圧電膜１３の応力をバッファ層１８が緩和し、当該方向における圧電膜１３の反りを抑制することができる。このため、振動膜１６における歪の発生を抑制し、振動膜１６を適切に振動させることができる。
　また、本実施形態では、図１に示すように、バッファ層１８が振動膜１６の中央部近傍から先端にかけて形成されている構成であるがこれに限られず、例えば、図３及び図４に示すように、バッファ層１８が連結部２１近傍から先端にかけて形成されているトランスデューサ１Ａであってもよい。
（第２の実施形態）
　図５及び図６を用いて、本実施形態に係るトランスデューサ１Ｂの構成を説明する。本実施形態に係るトランスデューサ１Ｂが第１の実施形態に係るトランスデューサ１と異なる点は、バッファ層を用いる代わりに凹部を有する振動膜を用いる点である。本実施形態において、第１の実施形態と共通する点は第１の実施形態の説明を援用し、以下、異なる点について説明する。
　膜体１５は、振動膜１６ａと、膜支持部１７とで構成されている。振動膜１６ａは、裏面側に複数の凹部１９を有する。振動膜１６ａは、第１の実施形態の振動膜１６の裏面側をエッチングすることで形成することができる。
　振動膜１６ａは複数の凹部１９が配置されたストライプ形状を有しており、当該凹部１９は、連結部２１に対して平行に形成されている。また、凹部１９の幅、深さ、及び隣接する凹部１９同士のピッチ幅等は特に限定されない。
　中空部２０と重畳する領域において、凹部１９を含まない領域を第１の領域２４、凹部１９を含む領域を第２の領域２５とすると、第１の領域２４と第２の領域２５は交互に配置されている。また、第１の領域２４の一は、連結部２１と隣接している。さらに、第１の領域２４における凹部でない領域の振動膜１６ａの膜厚と圧電素子１０の膜厚の合計である第１の総膜厚は、第２の領域２５における凹部１９である領域の振動膜１６ａの膜厚と圧電素子１０の膜厚の合計である第２の総膜厚と異なり、つまり、凹部１９の深さ分異なる。
　上述のような凹部１９を設けることにより、連結部２１に対して平行な方向における圧電膜１３の応力を凹部１９が緩和し、当該方向における圧電膜１３の反りを抑制することができる。このため、振動膜１６ａにおける歪の発生を抑制し、振動膜１６ａを適切に振動させることができる。
　また、本実施形態では、図５に示すように、凹部１９が振動膜１６ａの中央部近傍から先端にかけて配置されている構成であるがこれに限られず、例えば、凹部１９が連結部２１近傍から先端にかけて配置されている構成としてもよい。
（第３の実施形態）
　図７及び図８を用いて、本実施形態に係るトランスデューサ１Ｃの構成を説明する。本実施形態に係るトランスデューサ１Ｃが第１の実施形態に係るトランスデューサ１と異なる点は、圧電素子１０が圧電スリット１４を有する点である。本実施形態において、第１の実施形態と共通する点は第１の実施形態の説明を援用し、以下、異なる点について説明する。
　圧電素子１０は、圧電素子１０を厚み方向に貫通する圧電スリット１４を有する。圧電スリット１４は、連結部２１に対して垂直方向に沿ってスリット２まで延在している。なお、本明細書等において、「垂直」とは、二つの直線が８５°以上９５°以下の角度で配置されている状態をいう。また、後述する圧電スリット１４の効果を阻害しない範囲であれば、当該垂直から多少ずれていてもよい。
　圧電スリット１４により、振動膜１６が連結部２１に対して平行な方向にかけて分割されているため、当該方向における圧電膜１３の反りを抑制することができる。このため、振動膜１６における歪の発生を抑制し、振動膜１６を適切に振動させることができる。
　バッファ層１８に加えて、圧電スリット１４をさらに設けることによって、振動膜１６における圧電膜１３の反りをより抑制することができる。
　また、図７に示すバッファ層１８は、圧電スリット１４を跨ぐように設けられているがこれに限られず、圧電スリット１４によってバッファ層１８が分割されていてもよい。
（第４の実施形態）
　上述の実施形態に係るトランスデューサのバッファ層（又は凹部）の形状、ピッチ幅などは、例えば、次のように適宜変更してもよい。
　例えば、図９及び図１０に示すトランスデューサ１Ｄのように分断されたバッファ層１８ａを電極１１上に配置してもよいし、図１１及び図１２に示すトランスデューサ１Ｅのように連結部２１に近いバッファ層１８ｂの幅は連結部２１からバッファ層１８ｂより離れているバッファ層１８の幅より大きくてもよい。さらに、図１３及び図１４に示すトランスデューサ１Ｆのようなバッファ層１８ｃを電極１１上に配置してもよい。バッファ層１８ｃは、長手方向において中央部に向かうにつれて幅が大きくなっている。
　また、バッファ層は２層以上の同一又は異なる材料で構成されていてもよく、例えば、図１５及び図１６に示すトランスデューサ１Ｇのようにバッファ層１８上にさらにバッファ層１８ｄを設けてもよいし、図１７及び図１８に示すトランスデューサ１Ｈのようにバッファ層１８及びバッファ層１８ｄがテーパ形状を有していてもよい。また、図１９及び図２０に示すトランスデューサ１Ｉのように複数のバッファ層１８の一部の上にバッファ層１８ｄが設けられていてもよく、例えば、連結部２１に近いバッファ層を構成する層数と、連結部２１から遠いバッファ層を構成する層数とが異なっていてもよい。
　また、バッファ層に硬質な素材を使用する場合、当該硬質な素材が連結部２１に対して垂直方向における圧電膜１３の収縮を阻害することがあり、空気の振動の効率が低下する場合がある。このため、硬質な素材の下層に軟質の素材を設けることが好ましい。軟質の素材としては、例えば、酸化シリコンなどの絶縁層や樹脂等が挙げられ、図９及び図１０に示すバッファ層１８ａに軟質の素材である酸化シリコンを、バッファ層１８ｄに硬質な素材であるチタンを設ける構成であってもよい。
　また、図示しないが第２の実施形態の凹部１９においても同様に、例えば、連結部２１に近い凹部の幅は連結部２１からより離れている凹部の幅より大きくてもよい。さらに、長手方向において中央部に向かうにつれて幅が大きくなっている凹部を設けてもよい。また、異なる種類の深さの凹部を設けてもよい。
（第５の実施形態）
　図２１及び図２２を用いて、本実施形態に係るトランスデューサ１０１の構成を説明する。本実施形態に係るトランスデューサ１０１は、圧電素子１１０と、膜体１１５と、当接部材１１８と、基板１１９と、を主体に構成されている。以下の説明では、図２１に示すトランスデューサ１０１の状態を基準に上下方向を定義するが、トランスデューサ１０１を使用する方向を限定するものではない。
　圧電素子１１０は、一対の電極１１１、１１２と、一対の電極１１１、１１２の間に挟まれた圧電膜１１３と、で構成されている。一対の電極１１１、１１２及び圧電膜１１３は、後述する振動膜１１６の形状と対応する形状を有しており、図２１及び図２２に示す例では四角状である。
　当接部材１１８は、振動膜１１６と対向するように配置されている。当接部材１１８は、振動膜１１６の変位を制御する機能を有する。すなわち、当接部材１１８は、振動膜１１６が空間２００側に変位するときに、振動膜１１６又は振動膜１１６上の圧電素子１１０が当接部材１１８に接することで振動膜１１６の変位を制御する。
　振動膜１１６が接する当接部材１１８の当接面と、振動膜１１６との距離は、圧電素子１１０に定格電圧が印加されるときの振動膜１１６の変位（以下、「最大変位」という）に基づいて設定されている。すなわち、当接部材１１８の当接面は、最大変位よりも大きな変位が生じた際に、振動膜１１６又は圧電素子１１０（これらの積層を振動体ともいう）が当接面に接するように設定されている。これにより、圧電素子１１０による振動膜１１６の通常の変位を妨げることなく、衝撃などによって最大変位を超えるような大きな変位が振動体に生じたときに、振動膜１１６又は圧電素子１１０が当接面に接することになる。
　当接面の形状は、振動膜１１６が変位したときの変位形状に基づいて形成されている。これにより、振動膜１１６が当接面に接したときに、当接面が振動膜１１６を面で接する。例えば、空間２００に配置される当接部材の当接面は、上側に向かって湾曲するような半球形状を有していてもよい。
　当接部材１１８の中央には、開口部１１８ａが形成されている。また、振動膜１１６と当接部材１１８との間の空間２００において、振動膜１１６の変位により空気が振動し、開口部１１８ａを介してトランスデューサ１０１の外部へ空気が流通される。空気が空間２００内を流れる際、振動膜１１６と当接部材１１８の当接面との距離（隙間）は、振動膜１１６が上下に変位できる程度であればよく、小さい方が好ましい。例えば、隙間が５～３０μｍである。隙間を小さくすることにより、空気漏れを抑制し、効率よく空気を振動させることができる。また、図２２に示すように、開口部１１８ａは、端部が丸みを帯びていることが好ましい。開口部１１８ａの端部が丸みを帯びることにより、当該端部における応力集中を緩和することができる。
　一対の電極１１１、１１２のそれぞれは、例えば、プラチナ、モリブデン、イリジウム、又はチタンなどの導電性を有する金属の薄膜を用いて形成されている。一方の電極１１１は、圧電膜１１３の上側に位置し、電極１１１に駆動電圧を印加するための回路パターンである電極パッドと接続されている。他方の電極１１２は、圧電膜１１３の下側に位置し、電極１１２に駆動電圧を印加するための回路パターンである電極パッドと接続されている。
　圧電膜１１３は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）によって構成されている。圧電膜１１３は、チタン酸ジルコン酸鉛以外にも、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）などを用いることができる。
　電極１１１は、絶縁膜１２０に設けられた開口を介して配線１２１と接続する。また、配線１２１上には、絶縁膜１２２が設けられる。電極１１１は絶縁膜１２２の開口を介して電極パッドと電気的に接続する。当接部材１１８は、絶縁膜１２２上及び膜支持部１１７上に形成されている。なお、本明細書等において、「電気的に接続」とは、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に限定されない。例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極、配線、スイッチング素子、抵抗素子、インダクタ、容量素子、その他の各種機能を有する素子などが含まれる。
　配線１２１は、例えば、金属などの薄膜を用いて形成されている。絶縁膜１２０、１２２は、例えば、酸化アルミニウムなどを用いることができる。
　膜体１１５は、振動膜１１６と、膜支持部１１７とで構成されている。膜体１１５は、例えば、シリコン（Ｓｉ）より構成されている。膜体１１５の裏面側をエッチングすることで、振動膜１１６と膜支持部１１７とが一体形成されている。
　振動膜１１６は、薄膜から構成されており、膜厚方向、すなわち、振動膜１１６に対する法線方向（図２１における紙面上下方向：Ｚ方向、図２２における紙面を裏表に垂直方向：Ｚ方向）に変位可能なように構成されている。振動膜１１６は、振動膜１１６と平行な平面から観察する際、略四角状を有している。
　膜支持部１１７は、空間（中空部、キャビティ）２０１を形成する四角筒状の内周面を備えている。膜支持部１１７の内周面の一辺には、振動膜１１６が内接し、これにより、振動膜１１６が膜支持部１１７によって支持される。振動膜１１６は膜支持部１１７の上端側に連結されている。
　また、膜支持部１１７は圧電素子１１０の端部と重畳する領域を有しており、振動膜１１６は膜支持部１１７から張り出した片持ち梁形状を有している。振動膜１１６の先端部は、自由端に構成されている。これに限られず、振動膜１１６は、膜支持部１１７により両端が固定された両持ち梁形状であってもよい。
　基板１１９は、膜支持部１１７と接する。また、基板１１９の中央には、開口部１１９ａが形成されている。また、振動膜１１６、膜支持部１１７、及び基板１１９で囲まれる空間２０１において、振動膜１１６の変位により空気が振動し、開口部１１９ａを介してトランスデューサ１０１の外部へ空気が流通される。また、図２２に示すように、開口部１１９ａは、端部が丸みを帯びていることが好ましい。開口部１１９ａの端部が丸みを帯びることにより、当該端部における応力集中を緩和することができる。基板１１９は、例えば、シリコン（Ｓｉ）より構成されている。また、基板１１９は、振動膜１１６の変位を制限する機能を有する。
　このような構成のトランスデューサ１０１において、膜体１１５の振動膜１１６上には、圧電素子１１０が設けられている。すなわち、振動膜１１６上には、下側の電極１１２、圧電膜１１３及び上側の電極１１１が順番に積層されている。一対の電極１１１、１１２に駆動電圧がそれぞれ印加されると、一対の電極１１１、１１２の間に電位差が生じる。当該電位差により、振動膜１１６が変位する。具体的には、振動膜１１６の先端側が反るように変位する。
　一対の電極１１１、１１２に対して駆動電圧を繰り返し印加することで、振動膜１１６は、空間２００側への変位と空間２０１側への変位を交互に繰り返す。振動膜１１６の振動により、振動膜１１６の周囲の空気が振動させられ、空気の振動が音波として出力される。
　本実施形態において、トランスデューサ１０１は、振動膜１１６が膜厚方向に変位するときに振動膜１１６又は圧電素子１１０が接することで振動膜１１６の変位を制限する当接部材１１８を有する。また、基板１１９においても振動膜１１６の変位を制限する機能を有する。
　このような構成によれば、当接部材１１８及び／又は基板１１９により、空気漏れを抑制し、効率よく空気を振動させることができる。また、当接部材１１８及び／又は基板１１９により、振動膜１１６の変位を制限することができるので、衝撃などによる振動膜１１６の過大な変位を抑制することができる。これにより、破損などの発生を抑制することができるので、空気漏れを抑制し、かつ、衝撃などに対して耐性を有するトランスデューサを得ることができる。
　本実施形態に係るトランスデューサは、上述した構成に限られず、様々な変更が可能である。以下に、本実施形態に係るトランスデューサの変形例を説明する。
＜第１の変形例＞
　図２３及び図２４を用いて、本変形例に係るトランスデューサ１０１Ａの構成を説明する。本変形例に係るトランスデューサ１０１Ａが前述の図２１及び図２２に示すトランスデューサ１０１と異なる点は、配線１２１に接続する配線１２３を新たに設ける点である。本変形例において図２１及び図２２に示すトランスデューサ１０１と共通する点は前述の説明を援用し、以下、異なる点について説明する。
　配線１２３は、膜支持部１１７内に設けられたビアを介して配線１２１と接続する。つまり、配線１２３は、配線１２１を介して電極１１１と電気的に接続する。これに限られず、例えば、配線１２３は、膜体１１５の外壁に設けられた配線等を用いて電極１１１と電気的に接続する構成としてもよい。基板１１９の裏面に配線１２３を設けることで表面実装することができ、表面実装方式はワイヤボンディング方式に比べてスペースを取らないため、トランスデューサの小型化に適している。
＜第２の変形例＞
　図２５を用いて、本変形例に係るトランスデューサ１０１Ｂの構成を説明する。本変形例に係るトランスデューサ１が前述の図２１及び図２２に示すトランスデューサ１０１と異なる点は、開口部１１８ａ及び開口部１１９ａを覆うフィルター１２４を新たに設ける点である。本変形例において図２１及び図２２に示すトランスデューサ１０１と共通する点は前述の説明を援用し、以下、異なる点について説明する。
　フィルター１２４は、開口部１１８ａを閉塞するように当接部材１１８の上面側に設けられている。また、フィルター１２４は、開口部１１９ａを閉塞するように基板１１９の裏面側に設けられている。フィルター１２４は、シート状に形成されており、空気を通過させることができる素材で形成されている。フィルター１２４としては、不織布、ゴアテックス（登録商標）のような防水通気性を備える布を用いることができる。なお、フィルター１２４の設置位置は、当接部材１１８の下面側や基板１１９の上面側であってもよく、さらに後述する第３の変形例のように当接部材１１８の側面や膜支持部１１７の側面であってもよい。
　フィルター１２４を設けることにより、開口部１１８ａ及び／又は開口部１１９ａがフィルター１２４で閉塞されるため、粉塵又は液体などが内部の空間２００及び空間２０１に入り込むことを抑制することができる。また、フィルター１２４は、空気を通過させる素材で形成されているため、開口部１１８ａ及び開口部１１９ａによる空気の流通を維持することができる。
＜第３の変形例＞
　図２６、図２７Ａ及び図２７Ｂを用いて、本変形例に係るトランスデューサ１０１Ｃの構成を説明する。本変形例に係るトランスデューサ１０１Ｃが前述の第１の変形例のトランスデューサ１０１Ａと異なる点は、当接部材１１８の代わりに当接部材１２８を用いる点、膜支持部１１７の代わりに膜支持部１２７を用いる点、及び基板１１９の代わりに基板１２９を用いる点である。開口部１１８ａ及び開口部１１９ａの代わりに当接部材１２８に設けられたスリット１３２及び膜支持部１２７に設けられたスリット１３３を介して空間２００及び空間２０１の空気を外部へ流通させる。本変形例において第１の変形例のトランスデューサ１０１Ａと共通する点は前述の説明を援用し、以下、異なる点について説明する。
　当接部材１２８ａは、当接部材１１８と同じ材料を用いることができる。例えば、材料をエッチングして空間２００となる溝部を形成する際、同時にスリットを形成することで当接部材１２８を形成することができる。また、材料をエッチングして空間２００となる溝部を形成し、その後、溝部の内側面の一部をエッチングしてスリットを形成することで当接部材１２８を形成することもできる。工程数やコストの観点から、１つのフォトマスクを用いて空間２００となる溝部及びスリットを同時に形成することが好ましい。
　図２６に示す領域１３０におけるスリット１３２の空気の流入出側（紙面左側）から見た際の断面図を図２７Ａに示す。図２７Ａに示すように、当接部材１２８に設けられたスリット１３２は櫛歯状構造である。このような構造であると、外部から異物（粉塵又は液体など）が内部の空間２００に入り込むことを抑制することができる。また、スリット１３２は、外部から異物が内部の空間２００に入り込むことを抑制することができる構成であれば、櫛歯状構造でなくてもよく、例えば、格子状構造であってもよい。
　膜支持部１２７は、膜支持部１１７と同じ材料を用いることができる。つまり、膜体１１５は、振動膜１１６と、膜支持部１２７とで構成されている。このため、膜体１１５の裏面側をエッチングすることで、振動膜１１６と膜支持部１２７とが一体形成されている。膜体１１５の裏面側をエッチングして空間２０１となる溝部を形成する際、同時にスリットを形成することで膜支持部１２７を形成することができる。また、膜体１１５の裏面側をエッチングして空間２０１となる溝部を形成し、その後、溝部の内側面の一部をエッチングしてスリットを形成することで膜支持部１２７を形成することもできる。工程数やコストの観点から、１つのフォトマスクを用いて空間２０１となる溝部及びスリットを同時に形成することが好ましい。
　図２６に示す領域１３１におけるスリット１３３の空気の流入出側（紙面右側）から見た際の断面図を図２７Ｂに示す。図２７Ｂに示すように、膜支持部１２７に設けられたスリット１３３は櫛歯状構造である。このような構造であると、外部から異物（粉塵又は液体など）が内部の空間２０１に入り込むことを抑制することができる。また、スリット１３３は、外部から異物が内部の空間２０１に入り込むことを抑制することができる構成であれば、櫛歯状構造でなくてもよく、例えば、格子状構造であってもよい。
　また、スリット１３３は、スリット１３２に対して対角する方向にある。具体的には、スリット１３３が設けられた膜支持部１２７の側面が、振動膜１１６を介して、スリット１３２が設けられた当接部材１２８の側面に対して対角する方向に位置している。このような構造にすることにより、外部との空気の流入出を効率よく行うことができる。
＜第４の変形例＞
　図２８を用いて、本変形例に係るトランスデューサ１０１Ｄの構成を説明する。本変形例に係るトランスデューサ１０１Ｄが前述の第１の変形例のトランスデューサ１０１Ａと異なる点は、当接部材１１８の代わりに当接部材１３８を用いる点、及び膜支持部１１７の代わりに膜支持部１３７を用いる点である。本変形例において第１の変形例のトランスデューサ１０１Ａと共通する点は前述の説明を援用し、以下、異なる点について説明する。
　当接部材１３８は、当接部材１１８と同じ材料を用いることができる。当接部材１３８は、開口部１３８ａを有し、開口部１３８ａにおける当接部材１３８の側面は順テーパ状に形成されている。これに限られず、開口部１３８ａにおける当接部材１３８の側面は逆テーパ状に形成されていてもよい。また、当接部材１３８は、当接面である逆テーパ状の側面１３８ｂを有する。側面１３８ｂを有することにより、振動膜１１６との距離（隙間）を小さくすることができる。隙間を小さくすることにより、空気漏れを抑制し、効率よく空気を振動させることができる。
　膜支持部１３７は、膜支持部１１７と同じ材料を用いることができる。膜支持部１３７は、テーパ状の側面１３７ａを有する。膜体１１５は、振動膜１１６と、膜支持部１３７とで構成されている。このため、膜体１１５の裏面側をエッチングすることで、振動膜１１６と膜支持部１３７とが一体形成されている。膜体１１５の裏面側をエッチングして空間２０１となる溝部を形成し、その後、溝部の内側面の一部をエッチングして側面１３７ａを形成することで膜支持部１３７を形成することができる。側面１３７ａを有することにより、振動膜１１６との距離（隙間）を小さくすることができる。隙間を小さくすることにより、空気漏れを抑制し、効率よく空気を振動させることができる。
＜第５の変形例＞
　図２９及び図３０を用いて、本変形例に係るトランスデューサ１０１Ｅの構成を説明する。本変形例に係るトランスデューサ１０１Ｅが前述の第１の変形例のトランスデューサ１０１Ａと異なる点は、当接部材１１８の代わりに当接部材１４８を用いる点、及び基板１１９の代わりに基板１３９を用いる点である。本変形例において第１の変形例のトランスデューサ１０１Ａと共通する点は前述の説明を援用し、以下、異なる点について説明する。
　当接部材１４８は、当接部材１１８と同じ材料を用いることができる。当接部材１４８は、開口部１４８ａを有し、開口部１４８ａには貫通孔１４８ｂが形成されている。貫通孔１４８ｂは、振動膜１１６から遠ざかるにつれて孔が小さくなると好ましい。このような貫通孔１４８ｂを有することにより、外部から異物（粉塵又は液体など）が内部の空間２００に入り込むことを抑制することができる。また、貫通孔１４８ｂは、振動膜１１６の先端に近接する孔の径を大きくすると、振動膜１１６の変位量が大きい振動膜１１６の先端部近傍の空気をより効率よく振動させることができるため好ましい。また、貫通孔１４８ｂは、振動膜１１６の先端部近傍に同一径の孔の密度を振動膜１１６の先端部近傍以外の箇所より高くすると、振動膜１１６の先端部近傍の空気をより効率よく振動させることができるため好ましい。
　基板１３９は、基板１１９と同じ材料を用いることができる。基板１３９は、開口部１３９ａを有し、開口部１３９ａには貫通孔１３９ｂが形成されている。貫通孔１３９ｂは、振動膜１１６から遠ざかるにつれて孔が小さくなると好ましい。このような貫通孔１３９ｂを有することにより、外部から異物（粉塵又は液体など）が内部の空間２０１に入り込むことを抑制することができる。また、貫通孔１３９ｂは、振動膜１１６の先端に近接する孔の径を大きくすると、振動膜１１６の変位量が大きい振動膜１１６の先端部近傍の空気をより効率よく振動させることができるため好ましい。また、貫通孔１３９ｂは、振動膜１１６の先端部近傍に同一径の孔の密度を振動膜１１６の先端部近傍以外の箇所より高くすると、振動膜１１６の先端部近傍の空気をより効率よく振動させることができるため好ましい。
　上述のように、いくつかの変形例について記載したが、開示の一部をなす論述及び図面は例示的なものであり、限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替の変形例及び運用技術が明らかとなろう。
（第６の実施形態）
　本実施形態に係る電子機器について説明する。本実施形態に係る電子機器は、スピーカユニットと、スピーカユニットを収容する筐体を有する。電子機器の一例として、イヤホンが挙げられる。図３１Ａに示すイヤホン１５０は、イヤーピース１５１と、筐体１５２と、を有する。
　図３１Ｂは、イヤホン１５０からイヤーピース１５１を取り外した図であり、筐体１５２の形状を説明する図である。筐体１５２は、有底筒状であり、筒部１５２ａと、筒部１５２ａよりと接する底部１５２ｂと、を有する。筒部１５２ａの一部と底部１５２ｂの一部にスピーカユニットが配置されている。以下、筐体１５２とスピーカユニットとの配置（スピーカユニットの実装）について説明する。
＜実装例１＞
　図３２に示すように、スピーカユニット（トランスデューサ１０１）は、基板１１９上に膜体１１５及び当接部材１１８が設けられている構成である。トランスデューサ１０１（基板１１９、膜体１１５、及び当接部材１１８）の膜厚方向（図中の矢印で示す方向）に通気口（具体的には、図３３に示す開口部１１８ａ及び開口部１１９ａ）が設けられている。
　図３３は、筐体１５２にトランスデューサ１０１が実装されたイヤホンの断面図である。基板１１９は筒部１５２ａの一部と底部１５２ｂの一部に配置され、基板１１９上に膜体１１５及び当接部材１１８が設けられている。基板１１９は開口部１１９ａを有し、当接部材１１８は開口部１１８ａを有する。膜体１１５は振動膜と膜支持部とで構成されている。底部１５２ｂは、トランスデューサ１０１を介して筒部１５２ａと隔てられており、開口部１１８ａ及び開口部１１９ａを介して底部１５２ｂの空間と筐体１５２の外部とを連通させる。本実装例のおけるトランスデューサ１０１は、例えば、図２１及び図２２に示す第１の実施形態に係るトランスデューサ１０１を用いることができ、開口部１１８ａ、空間２００、空間２０１、及び開口部１１９ａを介して底部１５２ｂの空間と筐体１５２の外部とが連通する。
　トランスデューサ１０１を介して筒部１５２ａと底部１５２ｂとを隔てる構造にすることにより、筒部１５２ａと底部１５２ｂとの間の気流が遮断される。これにより、筐体１５２内に他のデバイスやバッテリーなどを搭載するスペースに活用することができ、筐体１５２を小型化することができる。
＜実装例２＞
　図３４に示すように、スピーカユニット（トランスデューサ１０１）は、基板１２９上に膜体１１５及び当接部材１２８が設けられている構成である。トランスデューサ１０１（基板１２９、膜体１１５、及び当接部材１２８）の側面に通気口（具体的には、図３５に示すスリット１３２及びスリット１３３）が設けられている。つまり、図中の矢印で示す方向に空気が流通する。
　図３５は、筐体１５２にトランスデューサ１０１が実装されたイヤホンの断面図である。基板１２９は筒部１５２ａの一部と底部１５２ｂの一部に配置され、基板１２９上に膜体１１５及び当接部材１２８が設けられている。膜体１１５は振動膜と膜支持部とで構成されている。当接部材１２８はスリット１３２を有し、膜体１１５の膜支持部はスリット１３３を有する。底部１５２ｂは、トランスデューサ１０１を介して筒部１５２ａと隔てられており、スリット１３２及びスリット１３３を介して底部１５２ｂの空間と筐体１５２の外部とを連通させる。本実装例のおけるトランスデューサ１０１は、例えば、図２６に示す第３の変形例に係るトランスデューサ１０１Ｃを用いることができ、スリット１３２、空間２００、空間２０１、及びスリット１３３を介して底部１５２ｂの空間と筐体１５２の外部とが連通する。
　トランスデューサ１０１を介して筒部１５２ａと底部１５２ｂとを隔てる構造にすることにより、筒部１５２ａと底部１５２ｂとの間の気流が遮断される。これにより、筐体１５２内に他のデバイスやバッテリーなどを搭載するスペースに活用することができ、筐体１５２を小型化することができる。
（その他の実施形態）
　上述のように、いくつかの実施形態について記載したが、開示の一部をなす論述及び図面は例示的なものであり、限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替の実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
　例えば、トランスデューサは、音波を送信する以外にも、音波を受信する用途に適用してもよい。また、トランスデューサは、音波に限らず、超音波の送信又は受信を行う用途に適用してもよい。
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｉ、１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄ、１０１Ｅ　　トランスデューサ
２、１３２、１３３　　スリット
１０、１１０　　圧電素子
１１、１２、１１１、１１２　　電極
１１ａ、１２ａ　　電極パッド
１３、１１３　　圧電膜
１４　　圧電スリット
１５、１１５　　膜体
１６、１６ａ、１１６　　振動膜
１７、１１７、１２７、１３７　　膜支持部
１８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ　　バッファ層
１９　　　凹部
２０　　中空部
２１　　連結部
２２、２４　　第１の領域
２３、２５　　第２の領域
１１８、１２８、１３８、１４８　　当接部材
１１８ａ、１１９ａ、１３８ａ、１３９ａ、１４８ａ　開口部
１１９、１２９、１３９　　基板
１２０、１２２　　絶縁膜
１２１、１２３　　配線
１２４　　フィルター
１３０、１３１　　領域
１３７ａ、１３８ｂ　　側面
１３９ｂ、１４８ｂ　　貫通孔
１５０　　イヤホン
１５１　　イヤーピース
１５２　　筐体
１５２ａ　　筒部
１５２ｂ　　底部
２００、２０１　空間

Claims (37)

  1. 　中空部を有する膜支持部と、
    　前記膜支持部に連結され、膜厚方向に変位可能な振動膜と、
    　一対の電極と、前記一対の電極に挟まれた圧電膜と、を備える、前記振動膜上の圧電素子と、を有し、
    　前記中空部と重畳する領域において、前記振動膜の膜厚及び前記圧電素子の膜厚の合計である第１の総膜厚を有する複数の第１の領域と、前記第１の総膜厚と異なる、前記振動膜の膜厚及び前記圧電素子の膜厚の合計である第２の総膜厚を有する複数の第２の領域と、を有し、
    　前記第１の領域と前記第２の領域は交互に配置され、
    　前記第１の領域の一は前記膜支持部と前記振動膜との連結部と隣接する、トランスデューサ。
  2. 　中空部を有する膜支持部と、
    　前記膜支持部に連結され、膜厚方向に変位可能な振動膜と、
    　一対の電極と、前記一対の電極に挟まれた圧電膜と、前記一対の電極上の複数のバッファ層と、を備える、前記振動膜上の圧電素子と、を有し、
    　前記中空部と重畳する領域において、前記バッファ層を含まない第１の領域と、前記バッファ層を含む第２の領域と、を有し、
    　前記第１の領域と前記第２の領域は交互に配置され、
    　前記第１の領域の一は前記膜支持部と前記振動膜との連結部と隣接する、トランスデューサ。
  3. 　前記第２の領域の一において、前記バッファ層は分断されている、請求項２に記載のトランスデューサ。
  4. 　前記第２の領域の一のバッファ層の幅は、前記第２の領域の一より前記連結部から離れている前記第２の領域の他の一のバッファ層の幅より大きい、請求項２又は３に記載のトランスデューサ。
  5. 　前記第２の領域の一のバッファ層の幅は、長手方向において中央部に向かうにつれて大きくなる、請求項２～４のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
  6. 　前記バッファ層は、材料の異なる複数の層を含む、請求項２～５のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
  7. 　前記第２の領域の一のバッファ層を構成する層数と、前記第２の領域の他の一のバッファ層を構成する層数とが互いに異なる、請求項２～５のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
  8. 　中空部を有する膜支持部と、
    　前記膜支持部に連結され、膜厚方向に変位可能な振動膜と、
    　一対の電極と、前記一対の電極に挟まれた圧電膜と、を備える、前記振動膜上の圧電素子と、を有し、
    　前記振動膜は複数の凹部を有し、
    　前記中空部と重畳する領域において、前記凹部を含まない第１の領域と、前記凹部を含む第２の領域と、を有し、
    　前記第１の領域と前記第２の領域は交互に配置され、
    　前記第１の領域の一は前記膜支持部と前記振動膜との連結部と隣接する、トランスデューサ。
  9. 　前記凹部は、前記振動膜の裏面に配置される、請求項８に記載のトランスデューサ。
  10. 　前記第２の領域の一の凹部の幅は、前記第２の領域の一より前記連結部から離れている前記第２の領域の他の一の凹部の幅より大きい、請求項８又は９に記載のトランスデューサ。
  11. 　前記第２の領域の一の凹部の幅は、長手方向において中央部に向かうにつれて大きくなる、請求項８～１０のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
  12. 　前記第２の領域の一の凹部の深さと、前記第２の領域の他の一の凹部の深さとが互いに異なる、請求項８～１１のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
  13. 　前記第２の領域の一は、前記連結部に対して平行である、請求項１～１２のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
  14. 　前記第２の領域の一の幅は、前記第２の領域の他の一の幅と異なる、請求項１～１３のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
  15. 　前記圧電素子は、圧電スリットを有する、請求項１～１４のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
  16. 　一対の電極と、前記一対の電極に挟まれた圧電膜と、を備える圧電素子と、
    　中空部を有する膜支持部と、前記膜支持部に連結され、膜厚方向に変位可能な振動膜と、を備え、かつ、前記振動膜上に前記圧電素子が積層される、膜体と、
    　前記振動膜の変位を制限する当接部材と、を有し、
    　前記圧電素子の端部は、前記膜支持部と重畳する領域を有する、トランスデューサ。
  17. 　前記圧電素子及び前記振動膜は、前記中空部と前記当接部材との間に配置されている、請求項１６に記載のトランスデューサ。
  18. 　前記当接部材は第１の開口部を有し、
    　前記第１の開口部の端部は丸みを帯びている、請求項１６又は１７に記載のトランスデューサ。
  19. 　前記当接部材は第１の開口部を有し、
    　さらに、前記第１の開口部を覆う第１のフィルターを有する、請求項１６～１８のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
  20. 　前記当接部材は複数の第１の貫通孔を有する、請求項１６又は１７に記載のトランスデューサ。
  21. 　前記第１の貫通孔は、前記振動膜から遠ざかるにつれて孔が小さくなる、請求項２０に記載のトランスデューサ。
  22. 　前記端部側の前記当接部材の第１の側面に対向する前記当接部材の第２の側面はテーパ状に形成されている、請求項１６～２１のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
  23. 　前記当接部材の第１の側面は前記端部側に第１のスリットを有する、請求項１６～２２のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
  24. 　前記第１のスリットは櫛歯状構造である、請求項２３に記載のトランスデューサ。
  25. 　さらに、前記膜体と接する基板を有し、
    　前記膜体は前記基板と前記当接部材に挟まれている、請求項１６～２４のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
  26. 　前記基板は第２の開口部を有し、
    　前記第２の開口部の端部は丸みを帯びている、請求項２５に記載のトランスデューサ。
  27. 　前記基板は第２の開口部を有し、
    　さらに、前記第２の開口部を覆う第２のフィルターを有する、請求項２５又は２６に記載のトランスデューサ。
  28. 　前記基板は複数の第２の貫通孔を有する、請求項２５～２７のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
  29. 　前記第２の貫通孔は、前記振動膜から遠ざかるにつれて孔が小さくなる、請求項２８に記載のトランスデューサ。
  30. 　前記膜支持部の第１の側面はテーパ状に形成されている、請求項２５～２９のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
  31. 　前記膜支持部の第１の側面は前記端部と対角する側に第２のスリットを有する、請求項２５～３０のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
  32. 　前記第２のスリットは櫛歯状構造である、請求項３１に記載のトランスデューサ。
  33. 　さらに、前記一対の電極の一方と電気的に接続する配線を有する、請求項１６～３２のいずれか１項に記載のトランスデューサ。
  34. 　前記配線は、前記膜支持部内に設けられたビアを介して前記一対の電極の一方と電気的に接続する、請求項３３に記載のトランスデューサ。
  35. 　基板を含むスピーカユニットと、
    　前記スピーカユニットを内部に収容する有底筒状の筐体と、を有し、
    　前記筐体は、筒部と、前記筒部と接する底部と、を有し、
    　前記基板は前記筒部の一部と前記底部の一部に配置され、
    　前記底部は、前記スピーカユニットを介して前記筒部と隔てられ、
    　前記スピーカユニットは、膜厚方向に通気口が設けられ、
    　前記通気口を介して前記底部の空間と前記筐体の外部とを連通させる、電子機器。
  36. 　基板を含むスピーカユニットと、
    　前記スピーカユニットを内部に収容する有底筒状の筐体と、を有し、
    　前記筐体は、筒部と、前記筒部と接する底部と、を有し、
    　前記基板は前記筒部の一部と前記底部の一部に配置され、
    　前記底部は、前記スピーカユニットを介して前記筒部と隔てられ、
    　前記スピーカユニットは、側面に通気口が設けられ、
    　前記通気口を介して前記底部の空間と前記筐体の外部とを連通させる、電子機器。
  37. 　前記スピーカユニットは、トランスデューサを備え、
    　前記トランスデューサは、
    　一対の電極と、前記一対の電極に挟まれた圧電膜と、を備える圧電素子と、
    　中空部を有する膜支持部と、前記膜支持部に連結され、膜厚方向に変位可能な振動膜と、を備え、かつ、前記振動膜上に前記圧電素子が積層される、膜体と、
    　前記振動膜の変位を制限する当接部材と、を有し、
    　前記圧電素子の端部は、前記膜支持部と重畳する領域を有する、請求項３５又は３６に記載の電子機器。
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