WO2023210728A1 - 聴覚デバイス、及び、聴覚デバイス製造方法 - Google Patents

聴覚デバイス、及び、聴覚デバイス製造方法 Download PDF

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WO2023210728A1
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piezoelectric film
hearing device
surface layer
substrate
electrodes
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嘉己 山崎
聡恭 川野
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Osaka University NUC
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    • A61F11/00—Methods or devices for treatment of the ears or hearing sense; Non-electric hearing aids; Methods or devices for enabling ear patients to achieve auditory perception through physiological senses other than hearing sense; Protective devices for the ears, carried on the body or in the hand
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
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    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
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    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
    • H04R17/02—Microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Electric hearing aids

Definitions

  • the present invention relates to a hearing device and a method of manufacturing a hearing device.
  • Non-Patent Document 1 a platinum thin film electrode, a piezoelectric film made of P (VDF-TrFE), and a platinum thin film electrode are arranged in this arrangement on a silicon substrate.
  • the piezoelectric membrane has a trapezoidal shape that mimics the basilar membrane of the cochlea.
  • Hirofumi SHINTAKU Takashi TATENO, Nobuyoshi TSUCHIOKA, Harto TANUJAYA, Takayuki NAKAGAWA, Juichi ITO, and Satoyuki KAWANO, "Culturing Neurons on MEMS Fabricated P(VDF-TrFE) Films for Implantable Artificial Cochlea", Jour nal of Biomechanical Science and Engineering 5 (3 ), p.229-235, 2010
  • the piezoelectric film is exposed. Therefore, when the artificial cochlea is placed in the body, the piezoelectric membrane may come into contact with body fluids (for example, lymph fluid), which may reduce the durability of the piezoelectric membrane.
  • body fluids for example, lymph fluid
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to provide an auditory device and a method for manufacturing an auditory device that can improve the durability of a piezoelectric film in the body.
  • the hearing device is capable of being placed within the body of a mammal.
  • the hearing device includes a piezoelectric membrane, a plurality of electrodes, an electrode layer, a substrate, and a surface layer.
  • Piezoelectric membranes convert vibrations into electrical signals.
  • the plurality of electrodes are in contact with the piezoelectric film on one side in the thickness direction of the piezoelectric film.
  • the electrode layer contacts the piezoelectric film on the other side of the piezoelectric film in the thickness direction.
  • the substrate has a long hole and supports the piezoelectric film via the electrode layer.
  • a surface layer covers the piezoelectric film from the opposite side of the electrode layer and exposes at least a portion of each of the plurality of electrodes.
  • the width of one end of the long hole in the extending direction is shorter than the width of the other end of the long hole in the extending direction.
  • the material of the surface layer and the substrate is preferably a synthetic resin.
  • the surface layer is preferably an elastic body having a higher elastic modulus than rubber.
  • the physical property values indicating the mechanical properties of the surface layer are similar to the physical property values indicating the mechanical properties of the piezoelectric film.
  • the piezoelectric film preferably extends in a spiral shape.
  • a hearing device that can be placed inside a mammal's body is manufactured.
  • the hearing device manufacturing method includes a step of manufacturing a surface layer, a step of manufacturing a plurality of electrodes, a step of manufacturing a piezoelectric film, a step of manufacturing an electrode layer, and a step of manufacturing a substrate having long holes.
  • the width of one end of the long hole in the extending direction is shorter than the width of the other end of the long hole in the extending direction.
  • the surface layer, the plurality of electrodes, the piezoelectric film, the electrode layer, and the substrate are arranged in this arrangement.
  • the surface layer in the step of producing the surface layer, it is preferable that the surface layer is produced from a synthetic resin.
  • the substrate is made of synthetic resin.
  • the surface layer in the step of producing the surface layer, it is preferable that the surface layer is produced by photolithography or injection molding.
  • the substrate is produced by photolithography or injection molding.
  • the surface layer is preferably an elastic body having a higher elastic modulus than rubber.
  • the physical property values indicating the mechanical properties of the surface layer are similar to the physical property values indicating the mechanical properties of the piezoelectric film.
  • the plurality of electrodes are formed on the surface layer.
  • the piezoelectric film it is preferable that the piezoelectric film is formed by covering the surface layer and the plurality of electrodes with a piezoelectric material.
  • the electrode layer it is preferable that the electrode layer is formed on the piezoelectric film.
  • the substrate it is preferable that the substrate is formed on the electrode layer.
  • the durability of the piezoelectric film within the body can be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of an ear in which a hearing device according to an embodiment of the present invention is placed.
  • (a) and (b) are diagrams schematically showing the inside of the cochlea of the ear in which the hearing device according to the present embodiment is placed.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a hearing device according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a plan view showing a hearing device according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing the hearing device according to the present embodiment.
  • (a) is a schematic cross-sectional view taken along the VIA-VIA line in FIG. 4.
  • (b) is a schematic cross-sectional view showing a hearing device according to a comparative example.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a hearing system including a hearing device according to the present embodiment. It is an exploded perspective view showing a hearing device concerning a modification of this embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of an ear EA in which a hearing device 1 according to an embodiment of the present invention is placed.
  • the ear EA which is a sensory organ that controls hearing, is divided into an outer ear 100, a middle ear 200, and an inner ear 300. Sound waves generated outside the ear EA are guided to the external auditory canal 101 and vibrate the eardrum 102 at the far end of the external auditory canal 101.
  • the auditory ossicles 201 which are made up of three bones, transmit the vibrations of the eardrum 102 to the inside of the cochlea 301.
  • the cochlea 301 converts the vibration of the eardrum 102 (sound information) caused by sound waves into a nerve signal, and transmits the nerve signal to the auditory center 400 of the cerebrum via the auditory nerve 401.
  • the cochlea 301 is a spiral tube having a substantially conical shape and having approximately two and a half turns (approximately 900 degrees).
  • the inside of the cochlea 301 is divided into three regions: the scala vestibule, the scala media, and the scala tympani, and each region is filled with lymph fluid.
  • the scala vestibule and the scala media are separated by Reisner's membrane, and the scala media and the scala tympani are separated by a basilar membrane 302 (see FIG. 2, which will be described later).
  • the size of the human cochlea 301 is, for example, about the size of a human little finger nail.
  • the length of the human cochlea 301 when stretched out is, for example, about 30 mm.
  • Ear EA is classified into conductive type and sensorineural type. Since the outer ear 100 and the middle ear 200 are organs for transmitting sound, they are classified as sound conducting systems. The inner ear 300 and auditory center 400 are organs for sensing sound, and are therefore classified as a sensorineural system.
  • FIGS. 2(a) and 2(b) are diagrams schematically showing the inside of the cochlea 301.
  • FIGS. 2(a) and 2(b) schematically show a state in which the spiral cochlea 301 is stretched linearly.
  • the cochlea 301 has a basement membrane 302.
  • the basement membrane 302 has a substantially trapezoidal shape when the basement membrane 302 is stretched linearly. Therefore, the width W1 of the proximal end 302a of the basement membrane 302 is smaller than the width W2 of the distal end 302b of the basement membrane 302.
  • a proximal end 302a of the basilar membrane 302 is located on the cochlear fundus 301a (FIG. 1) side of the cochlea 301.
  • the distal end 302b of the basement membrane 302 is located on the cochlear apex 301b (FIG. 1) side of the cochlea 301.
  • the basilar membrane 302 vibrates due to sound waves propagating through the outer ear 100 and the middle ear 200.
  • the basement membrane 302 has a characteristic frequency at which it is likely to vibrate in each part, and strong vibrations (strong response) occur in the parts corresponding to the frequency of the sound wave propagating to the basement membrane 302. Specifically, in the basement membrane 302, the higher the frequency of the sound wave, the stronger the portion on the proximal end 302a side vibrates. On the other hand, in the basement membrane 302, the lower the frequency of the sound wave, the more the portion on the tip 302b side vibrates.
  • Humans distinguish the pitch of sound (frequency of sound waves) using the basilar membrane 302, and can distinguish sounds between 20 Hz and 20,000 Hz.
  • the cochlea 301 has the organ of Corti 303 on the basement membrane 302.
  • the organ of Corti 303 has a large number of hair cells 304.
  • a large number of hair cells 304 are arranged on the basement membrane 302.
  • the inner hair cells 305 on the basement membrane 302 When the basement membrane 302 vibrates, the inner hair cells 305 on the basement membrane 302 also vibrate. As a result, the inner hair cells 305 convert the vibration of the basilar membrane 302 into a nerve signal, which is an electrical signal, and transmit the nerve signal to the auditory nerve 401. Specifically, the inner hair cells 305 present in a region of the basilar membrane 302 that vibrates strongly due to the vibration of the characteristic frequency convert the vibration of the region into a nerve signal, and transmit the nerve signal to the auditory nerve 401. That is, the sound waves are sensed at each characteristic frequency by each part of the basement membrane 302 and the inner hair cells 305 present in each part. In addition, the outer hair cells 306 perform contraction movements to amplify weak sound stimulation while suppressing excessive sound stimulation, thereby increasing auditory sensitivity.
  • a hearing device 1 can be placed inside a human body. Humans are an example of "mammals.” Note that the hearing device 1 may be placed inside the body of an animal such as a pet, for example.
  • the hearing device 1 is placed inside the cochlea 301 (specifically, the scala tympani).
  • the hearing device 1 mimics the basilar membrane 302 of the cochlea 301 and the organ of Corti 303. Therefore, the auditory device 1 converts vibrations caused by sound waves (vibrations transmitted from the eardrum 102) into electrical signals (nerve signals) for each frequency, and transmits each electrical signal to the auditory nerve 401. That is, the auditory device 1 replaces the functions of the basilar membrane 302 of the cochlea 301 and the organ of Corti 303.
  • the auditory device 1 in the cochlea 301, a person's ability to recognize sounds can be improved even when the functions of the basilar membrane 302 and organ of Corti 303 of the cochlea 301 are reduced.
  • the hearing device 1 in the cochlea 301 of a person with sensorineural hearing loss, it is possible to give the person with sensorineural hearing loss the same sense of hearing as a person with normal hearing.
  • sensorineural hearing loss is a hearing impairment caused by functional decline of the cochlea 301 and/or the auditory nerve 401. For example, with mild sensorineural hearing loss, sounds may suddenly become indistinct. For example, people with severe sensorineural hearing loss may be unable to recognize sounds. By applying the hearing device 1 to people with sensorineural hearing loss, their ability to recognize sounds can be improved. Therefore, the hearing device 1 is sometimes referred to as an "artificial hearing epithelium.”
  • the hearing device 1 has a shape that follows the shape of the cochlea 301. Specifically, the hearing device 1 (surface layer 10, piezoelectric film 60, electrode layer 50, and substrate 20, which will be described later) extends in a spiral shape. In this case, the function of the auditory device 1 can be approximated by the functions of the basilar membrane 302 and organ of Corti 303, so that human sound recognition ability can be further improved. For example, the hearing device 1 has a spiral shape with approximately two and a half turns (approximately 900 degrees).
  • the shape of the hearing device 1 is not particularly limited. An example in which the auditory device 1 has a substantially arc shape will be described below.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the hearing device 1.
  • FIG. 4 is a plan view showing the hearing device 1.
  • the hearing device 1 has, for example, a substantially arc shape.
  • the hearing device 1 has a substantially arcuate band shape.
  • the width W of the hearing device 1 is, for example, approximately 500 ⁇ m.
  • the hearing device 1 includes a surface layer 10, a substrate 20, and a plurality of recognition electrodes 30.
  • the hearing device 1 further comprises a control electrode 40 .
  • the recognition electrode 30 corresponds to an example of an "electrode.”
  • the surface layer 10 exposes at least a portion of each of the plurality of recognition electrodes 30.
  • the surface layer 10 exposes a portion of each of the plurality of recognition electrodes 30.
  • the recognition electrode 30 is an electrode for allowing humans to recognize sound. The details of the function of the recognition electrode 30 will be described later.
  • the surface layer 10 exposes at least a portion of each of the plurality of control electrodes 40.
  • the surface layer 10 exposes a portion of each of the plurality of control electrodes 40.
  • the control electrode 40 is an electrode for controlling the vibration of the piezoelectric film 60 (see FIG. 5, which will be described later). The details of the function of the control electrode 40 will be described later.
  • the recognition electrode 30 has a first end 30a and a second end 30b. Furthermore, the control electrode 40 has a first end 40a and a second end 40b. Furthermore, the surface layer 10 has a plurality of first openings 10a and a plurality of second openings 10b.
  • the plurality of first openings 10a are provided corresponding to the plurality of first ends 30a, respectively.
  • the first end 30a is exposed from the first opening 10a.
  • the second end portion 30b is covered with the surface layer 10.
  • the plurality of second openings 10b are provided corresponding to the plurality of first ends 40a, respectively.
  • the first end 40a is exposed through the second opening 10b.
  • the second end portion 40b is covered with the surface layer 10.
  • the substrate 20 has a long hole 21.
  • the direction D1 in which the elongated hole 21 extends will be referred to as the "extension direction D1.”
  • the extension direction D1 is a direction along the arc shape.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing the hearing device 1.
  • the hearing device 1 further includes an electrode layer 50 and a piezoelectric film 60.
  • the surface layer 10, the plurality of recognition electrodes 30, the piezoelectric film 60, the electrode layer 50, and the substrate 20 are arranged in this arrangement in the thickness direction D2 of the piezoelectric film 60.
  • the surface layer 10, the plurality of recognition electrodes 30, the piezoelectric film 60, the electrode layer 50, and the substrate 20 are laminated in this order in the thickness direction D2 of the piezoelectric film 60.
  • the plurality of control electrodes 40 are arranged at the same level as the plurality of recognition electrodes 30.
  • the surface layer 10 covers the second ends 30b of the plurality of recognition electrodes 30, the second ends 40b of the plurality of control electrodes 40, and the piezoelectric film 60 from one side in the thickness direction D2 of the piezoelectric film 60. That is, the surface layer 10 covers the second ends 30b of the plurality of recognition electrodes 30, the second ends 40b of the plurality of control electrodes 40, and the piezoelectric film 60 from the opposite side of the electrode layer 50.
  • the surface layer 10 has a substantially arc shape.
  • the plurality of first openings 10a are arranged along the extension direction D1.
  • the plurality of second openings 10b are arranged along the extension direction D1.
  • the plurality of recognition electrodes 30 are in contact with the piezoelectric film 60 on one side in the thickness direction D2 of the piezoelectric film 60.
  • the plurality of recognition electrodes 30 are arranged at intervals along the extension direction D1.
  • the plurality of recognition electrodes 30 are arranged at regular intervals along the extension direction D1.
  • the plurality of recognition electrodes 30 may be arranged at irregular intervals along the extension direction D1.
  • the second end portion 30b is arranged between the surface layer 10 and the piezoelectric film 60.
  • the plurality of control electrodes 40 are in contact with the piezoelectric film 60 on one side in the thickness direction D2 of the piezoelectric film 60.
  • the plurality of control electrodes 40 are arranged at intervals along the extension direction D1.
  • the plurality of control electrodes 40 are arranged at regular intervals along the extension direction D1.
  • the plurality of control electrodes 40 may be arranged at irregular intervals along the extension direction D1.
  • the second end portion 40b is arranged between the surface layer 10 and the piezoelectric film 60.
  • the recognition electrode 30 and the control electrode 40 are spaced apart and face each other in a direction intersecting the extension direction D1. Specifically, the second end 30b and the second end 40b face each other.
  • the electrode layer 50 contacts the piezoelectric film 60 on the other side of the piezoelectric film 60 in the thickness direction D2. That is, the electrode layer 50 contacts the piezoelectric film 60 from the opposite side of the surface layer 10.
  • the electrode layer 50 has a substantially arc shape.
  • the electrode layer 50 covers the piezoelectric film 60 on the other side of the piezoelectric film 60 in the thickness direction D2. That is, the electrode layer 50 covers the piezoelectric film 60 from the side opposite to the surface layer 10.
  • the substrate 20 supports the piezoelectric film 60 from the other side in the thickness direction D2 of the piezoelectric film 60 via the electrode layer 50.
  • the substrate 20 is in contact with the electrode layer 50 from the other side of the piezoelectric film 60 in the thickness direction D2.
  • the substrate 20 has a substantially arc shape.
  • the substrate 20 has an inner edge 22 and an outer edge 23.
  • the outer edge portion 23 is an edge region along the outer periphery of the substrate 20.
  • Inner edge portion 22 is an edge region along the inner circumference of substrate 20 .
  • the inner edge portion 22 has a base end portion 24 , a distal end portion 25 , a first side portion 26 , and a second side portion 27 .
  • the base end portion 24 is one end portion of the inner edge portion 22 in the extension direction D1.
  • the base end portion 24 has a substantially straight shape.
  • the shape of the base end portion 24 is not particularly limited, and may be curved, for example.
  • the tip portion 25 is the other end of the inner edge portion 22 in the extension direction D1.
  • the tip portion 25 has a substantially straight shape.
  • the shape of the tip portion 25 is not particularly limited, and may be curved, for example.
  • the first side portion 26 is curved. Note that the first side portion 26 may extend substantially linearly, for example.
  • the first side portion 26 connects one end of the proximal end portion 24 in the direction intersecting the extending direction D1 and one end of the distal end portion 25 in the direction intersecting the extending direction D1.
  • the second side portion 27 is curved. Note that the second side portion 27 may extend substantially linearly, for example.
  • the second side portion 27 connects the other end of the proximal end portion 24 in the direction intersecting the extending direction D1 and the other end of the distal end portion 25 in the direction intersecting the extending direction D1.
  • the width w1 of the base end portion 24 is smaller than the width w2 of the distal end portion 25. Therefore, the inner edge portion 22 has a curved, substantially trapezoidal shape.
  • the inner edge portion 22 defines the shape of the elongated hole 21 . Therefore, the long hole 21 has a curved, substantially trapezoidal shape. That is, the width w1 of one end 21a of the long hole 21 in the extending direction D1 is smaller than the width w2 of the other end 21b of the long hole 21 in the extending direction D1. Note that the widths w1 and w2 indicate widths in a direction intersecting the extension direction D1.
  • Each of the inner edges 22 and slots 21 mimics the shape of the basement membrane 302 (FIG. 2).
  • the piezoelectric film 60 converts the vibration of the piezoelectric film 60 into an electrical signal. Specifically, when the piezoelectric film 60 vibrates, a voltage (electrical signal) corresponding to the distortion caused by the vibration is generated in the piezoelectric film 60. In other words, the piezoelectric film 60 has a piezoelectric effect.
  • the piezoelectric film 60 has a substantially arc shape.
  • the piezoelectric film 60 has a vibration sensing area 61 and a frame area 62.
  • the first end 30 a of the recognition electrode 30 and the first end 40 a of the control electrode 40 contact the frame region 62 .
  • the second end 30b of the recognition electrode 30 and the second end 40b of the control electrode 40 contact the vibration sensing region 61.
  • the frame area 62 surrounds the vibration sensing area 61. Frame region 62 is supported by substrate 20 via electrode layer 50 . Therefore, frame region 62 does not substantially vibrate.
  • the vibration sensing area 61 is an area that senses vibrations. Vibration sensing region 61 mimics the shape and function of basement membrane 302 (FIG. 2). Therefore, vibration sensing region 61 vibrates due to sound waves propagating through outer ear 100 and middle ear 200. Specifically, the vibration sensing region 61 vibrates according to the frequency of external sound waves (specifically, vibrations transmitted from the eardrum 102 by external sound waves), and converts the vibrations into electrical signals for each frequency.
  • external sound waves specifically, vibrations transmitted from the eardrum 102 by external sound waves
  • the vibration sensing area 61 has a resonant frequency (characteristic frequency) at which each part of the vibration sensing area 61 is likely to vibrate, and external sound waves (specifically, external sound waves cause the eardrum 102 to Resonance (strong vibration) occurs at the part corresponding to the frequency (resonance frequency) of the vibration transmitted from the resonant frequency (characteristic frequency) at which each part of the vibration sensing area 61 is likely to vibrate, and external sound waves (specifically, external sound waves cause the eardrum 102 to Resonance (strong vibration) occurs at the part corresponding to the frequency (resonance frequency) of the vibration transmitted from the
  • the resonance frequency changes along the extension direction D1. That is, in the vibration sensing region 61, the smaller the width of the vibration sensing region 61, the higher the resonance frequency. On the other hand, in the vibration sensing region 61, the larger the width of the vibration sensing region 61, the lower the resonance frequency. In this way, the vibration sensing region 61 performs frequency decomposition (frequency discrimination) of sound waves and mimics the basilar membrane 302.
  • the resonant portion (strongly vibrated portion) of the vibration sensing region 61 converts the vibration having the resonant frequency into an electrical signal. Then, the recognition electrode 30 in contact with the resonant part of the vibration sensing region 61 transmits an electric signal corresponding to the vibration having the resonant frequency to the auditory nerve 401. As a result, humans can recognize external sounds. In this way, vibration sensing region 61 and recognition electrode 30 mimic inner hair cells 305.
  • the vibration sensing region 61 faces the long hole 21 in the thickness direction D2 of the piezoelectric film 60 with the electrode layer 50 interposed therebetween. Therefore, the shape of the vibration sensing region 61 is substantially the same as the shape of the elongated hole 21.
  • the vibration sensing region 61 has a proximal end 63 , a distal end 64 , a first side 65 , and a second side 66 .
  • the base end portion 63 is one end portion of the vibration sensing region 61 in the extension direction D1.
  • the base end portion 63 has a substantially straight shape.
  • the shape of the base end portion 63 is not particularly limited, and may be curved, for example.
  • the tip portion 64 is the other end of the vibration sensing region 61 in the extension direction D1.
  • the tip portion 64 has a substantially straight shape.
  • the shape of the tip portion 64 is not particularly limited, and may be curved, for example.
  • the first side portion 65 is curved. Note that the first side portion 65 may extend substantially linearly, for example.
  • the first side portion 65 connects one end of the proximal end portion 63 in the direction intersecting the extending direction D1 and one end of the distal end portion 64 in the direction intersecting the extending direction D1.
  • the second side portion 66 is curved. Note that the second side portion 66 may extend substantially linearly, for example.
  • the second side portion 66 connects the other end of the proximal end portion 63 in the direction intersecting the extending direction D1 and the other end of the distal end portion 64 in the direction intersecting the extending direction D1.
  • the width L1 of the proximal end portion 63 is shorter than the width L2 of the distal end portion 64. Therefore, the vibration sensing area 61 has a curved, substantially trapezoidal shape. Note that the widths L1 and L2 indicate widths in a direction intersecting the extension direction D1.
  • the base end 63 corresponds to the base end 302a of the basement membrane 302.
  • the tip 64 corresponds to the tip 302b of the basement membrane 302. Therefore, the hearing device 1 is placed on the side where the tip 64 of the vibration sensing region 61 faces the cochlear apex 301b (FIG. 1).
  • the vibration sensing region 61 In the vibration sensing region 61, the closer the region is to the base end 63, the higher the resonant frequency is. That is, in the vibration sensing region 61, the higher the frequency of the sound wave, the stronger the portion on the base end 63 side vibrates. On the other hand, in the vibration sensing region 61, the closer the portion is to the tip 64, the lower the resonance frequency becomes. That is, in the vibration sensing region 61, the lower the frequency of the sound wave, the more the portion on the tip 64 side vibrates. In this way, the vibration sensing region 61 performs frequency decomposition (frequency discrimination) of sound waves.
  • the surface layer 10 covers the piezoelectric film 60. Therefore, even if the hearing device 1 is placed inside the cochlea 301 and immersed in lymph fluid, the durability of the piezoelectric film 60 can be improved. In other words, the durability of the piezoelectric film 60 within the cochlea 301 (in the body) can be improved.
  • FIG. 6(a) is a schematic cross-sectional view taken along the line VIA-VIA in FIG.
  • FIG. 6(b) is a schematic cross-sectional view showing a hearing device 600 according to a comparative example.
  • the material of the surface layer 10 and the substrate 20 is preferably a synthetic resin.
  • the synthetic resin is, for example, epoxy resin, phenol resin, PBT (polybutylene terephthalate), or PPS (polyphenylene sulfide).
  • the material of the surface layer 10 and the substrate 20 may be photoresist.
  • the photoresist is a negative photoresist or a positive photoresist.
  • the material of the surface layer 10 and the substrate 20 is "SU-8".
  • "SU-8" is a negative photoresist based on epoxy resin. Note that the thickness of each of the surface layer 10 and the substrate 20 is, for example, about 1 ⁇ m.
  • the materials of the recognition electrode 30, control electrode 40, and electrode layer 50 are electrical conductors.
  • the electrical conductor is, for example, a metal.
  • Each of the recognition electrode 30, the control electrode 40, and the electrode layer 50 may be composed of a single layer of metal, or may be composed of multiple layers of metal.
  • the metal is, for example, platinum, gold, or silver.
  • each of the recognition electrode 30, control electrode 40, and electrode layer 50 is composed of three layers, for example, a gold layer is sandwiched between two titanium layers. Note that the thickness of each of the recognition electrode 30, the control electrode 40, and the electrode layer 50 is, for example, about 100 nm.
  • the material of the piezoelectric film 60 is a piezoelectric material.
  • the piezoelectric material is preferably an organic piezoelectric material. This is because it is more compatible with living organisms.
  • the organic piezoelectric material is P(VDF-TrFE).
  • P(VDF-TrFE) is polyvinylidene fluoride trifluoroethylene. That is, P(VDF-TrFE) is a copolymer of vinylidene fluoride (VDF) and trifluoroethylene (TrFE).
  • Other organic piezoelectric materials are, for example, PVDF (polyvinylidene fluoride) or PLA (polylactic acid).
  • the material of the piezoelectric film 60 may be an inorganic piezoelectric material.
  • An inorganic piezoelectric material for example, PZT (lead zirconate titanate), ZnO (zinc oxide), AlN (aluminum nitride), or KNN (potassium sodium niobate).
  • the thickness of the piezoelectric film 60 is, for example, about 1 ⁇ m.
  • the hearing device 600 includes a recognition electrode 91, a piezoelectric film 92, an electrode layer 93, a protective layer 94, and a substrate 95.
  • Piezoelectric film 92 has a vibration sensing area 921 and a frame area 922.
  • the boundary between the vibration sensing area 921 and the frame area 922 is shown with a broken line for easy understanding.
  • the substrate 95 has a long hole 951.
  • the long hole 951 has a curved, substantially trapezoidal shape in plan view.
  • the recognition electrode 91, piezoelectric film 92, electrode layer 93, protective layer 94, and substrate 95 are arranged in this arrangement in the thickness direction D2 of the piezoelectric film 92.
  • the material of the recognition electrode 91 and the electrode layer 93 is platinum.
  • the material of the piezoelectric film 92 is P(VDF-TrFE).
  • the material of the protective layer 94 is silicon monoxide (SiO).
  • the protective layer 94 protects the piezoelectric film 92 from being damaged when the long hole 951 is formed in the substrate 95 by deep RIE (Reactive Ion Etching).
  • the material of the substrate 95 is silicon (Si).
  • the long hole 951 in the substrate 95 is formed by performing deep RIE on the silicon substrate. Since deep RIE is a high-cost microfabrication technique, the manufacturing cost of the hearing device 600 according to the comparative example is high.
  • the silicon substrate is a semi-metal and a relatively hard substance. Therefore, it is necessary to perform deep RIE for microfabrication of a silicon substrate, which increases manufacturing costs. Furthermore, it is difficult to improve the yield due to the difficulty of processing by deep RIE. Furthermore, it is difficult to cut out the hearing device 600 from the silicon substrate, which further increases the manufacturing cost of the hearing device 600.
  • the long holes 21 can be easily formed in the substrate 20 without performing deep RIE.
  • the long holes 21 can be easily formed in the substrate 20 by photolithography or injection molding.
  • the manufacturing cost of the hearing device 1 can be reduced and the yield can be improved.
  • the protective layer 94 of the comparative example is not necessary.
  • the material of the surface layer 10 and the substrate 20 is synthetic resin, the surface layer 10 and the substrate 20 can be easily formed by photolithography or injection molding. Therefore, mass production of the hearing device 1 is facilitated while reducing manufacturing costs and improving yield.
  • the physical property values indicating the mechanical properties of the surface layer 10 are similar to the physical property values indicating the mechanical properties of the piezoelectric film 60. Therefore, the vibration propagation characteristics of the surface layer 10 and the piezoelectric film 60 are similar. As a result, the vibration of the vibration sensing region 61 of the piezoelectric film 60 is The vibration of the basement membrane 302 can be brought closer to the vibration. Therefore, the hearing device 1 can allow humans to recognize higher quality sounds. Further, when the physical property values indicating the mechanical properties of the surface layer 10 are similar to the physical property values indicating the mechanical properties of the piezoelectric film 60, performance evaluation and performance prediction of the auditory device 1 becomes easy.
  • the physical property value indicating the mechanical properties of the surface layer 10 is the density and/or elastic modulus of the surface layer 10.
  • the physical property value indicating the mechanical properties of the piezoelectric film 60 is the density and/or elastic modulus of the piezoelectric film 60.
  • the density of the surface layer 10 approximates the density of the piezoelectric film 60.
  • the density of the surface layer 10 is preferably within ⁇ 20% of the density of the piezoelectric film 60, and more preferably within ⁇ 10% of the density of the piezoelectric film 60.
  • the piezoelectric film 60 is made of P (VDF-TrFE)
  • the density of the piezoelectric film 60 is 1780 kg/m 3
  • the surface layer 10 is made of SU-8
  • the density of the surface layer 10 is 1600 kg/m 3 ⁇ It is 1800 kg/m 3 .
  • the elastic modulus of the surface layer 10 approximates the elastic modulus of the piezoelectric film 60.
  • the elastic modulus of the surface layer 10 is preferably (1/20) times or more and 20 times or less the elastic modulus of the piezoelectric film 60, and (1/10) times or more the elastic modulus of the piezoelectric film 60. More preferably, it is 10 times or less.
  • the elastic modulus of the piezoelectric film 60 is about 5 GPa. That is, the elastic modulus of the piezoelectric film 60 is, for example, 1 GPa or more and 10 GPa or less.
  • the elastic modulus of the surface layer 10 is about 2.7 GPa.
  • the density of the surface layer 10 approximates the density of the piezoelectric film 60, or the elastic modulus of the surface layer 10 approximates the elastic modulus of the piezoelectric film 60.
  • the density of the surface layer 10 approximates the density of the piezoelectric film 60, and the elastic modulus of the surface layer 10 approximates the elastic modulus of the piezoelectric film 60.
  • a hearing device manufacturing method is performed by a hearing device manufacturing system.
  • the hearing device manufacturing system includes one or more cleaning devices, one or more vacuum deposition devices, one or more spin coaters, one or more baking devices, one or more exposure devices, one or more developing devices, one or more sputtering devices, and one or more a removal device, and one or more etching devices.
  • FIGS. 7 to 10 are diagrams showing a hearing device manufacturing method for manufacturing the hearing device 1.
  • the hearing device manufacturing method includes steps S1 to S8.
  • step S1 a glass substrate 80 is prepared. Then, the cleaning device of the auditory device manufacturing system cleans the glass substrate 80 with an organic solvent.
  • the organic solvent is, for example, isopropyl alcohol (IPA).
  • the cleaning time is, for example, 5 minutes.
  • the hearing device manufacturing system produces a metal film 81 on the glass substrate 80.
  • the metal film 81 is produced by depositing metal onto the glass substrate 80 using a vacuum deposition apparatus.
  • the metal film 81 may be a single layer film or a multilayer film.
  • the metal film 81 is a film made of three metal layers.
  • chromium is deposited on the glass substrate 80 to form a chromium film.
  • gold is deposited on the chromium film to produce a gold film.
  • chromium is deposited on the gold film to produce a chromium film.
  • a metal film 81 made of three metal layers is produced.
  • the thickness of the chromium film is about 70 nm
  • the thickness of the gold film is about 140 nm.
  • the hearing device manufacturing system produces the surface layer 10.
  • the surface layer 10 is made of synthetic resin.
  • the synthetic resin is, for example, SU-8.
  • the surface layer 10 is produced by photolithography. Photolithography is, for example, maskless lithography.
  • the spin coater applies a synthetic resin material onto the metal film 81 by spin coating.
  • spin coating is performed at 500 rpm for 5 seconds and then at 4000 rpm for 30 seconds.
  • the baking device bakes the synthetic resin material applied onto the metal film 81. For example, bake at 95 degrees for 3 minutes.
  • a pattern corresponding to the surface layer 10 is exposed to the baked synthetic resin material using an exposure device (specifically, an LED drawing device).
  • the exposed portion of the baked synthetic resin material is cured. Note that the pattern may be exposed using a photomask.
  • the baking device bakes the pattern-exposed synthetic resin material. For example, after baking at 65 degrees for 1 minute, baking at 95 degrees for 2 minutes is performed.
  • the developing device develops the baked synthetic resin material.
  • the baking device hard bakes the developed synthetic resin material. For example, perform a hard bake at 200 degrees for 5 minutes.
  • the surface layer 10 of synthetic resin is formed on the metal film 81.
  • the thickness of the surface layer 10 is, for example, about 1 ⁇ m.
  • step S4 the auditory device manufacturing system produces a plurality of recognition electrodes 30 and a plurality of control electrodes 40. Specifically, a plurality of recognition electrodes 30 and a plurality of control electrodes 40 are produced on the surface layer 10 by sputtering and lift-off of a metal material.
  • the spin coater applies photoresist onto the surface layer 10 by spin coating.
  • the photoresist is, for example, AZ5214E.
  • spin coating is performed at 5000 rpm for 30 seconds.
  • the baking device bakes the photoresist.
  • the patterns corresponding to the plurality of recognition electrodes 30 and the plurality of control electrodes 40 are exposed to the baked photoresist using an exposure device (specifically, an LED drawing device).
  • an exposure device specifically, an LED drawing device.
  • the solubility of exposed portions of a baked photoresist increases. Note that the pattern may be exposed using a photomask.
  • the developing device develops the pattern-exposed photoresist.
  • the sputtering device forms the plurality of recognition electrodes 30 and the plurality of control electrodes 40 by sputtering a metal material.
  • a removal device removes excess photoresist.
  • the thickness of each of the recognition electrode 30 and the control electrode 40 is, for example, about 100 nm.
  • the hearing device manufacturing system manufactures the piezoelectric film 60.
  • the piezoelectric film 60 is produced by covering the surface layer 10, the plurality of recognition electrodes 30, and the plurality of control electrodes 40 with a piezoelectric material.
  • the piezoelectric material is, for example, P(VDF-TrFE).
  • the spin coater coats the piezoelectric material on the surface layer 10, the plurality of recognition electrodes 30, and the plurality of control electrodes 40 by spin coating.
  • a piezoelectric material solution is applied onto the surface layer 10, the plurality of recognition electrodes 30, and the plurality of control electrodes 40 by spin coating.
  • the solution of the piezoelectric material is, for example, a solution containing P(VDF-TrFE) as a solute and DEC (diethyl carbonate) as a solvent.
  • spin coating is performed at 1000 rpm for 30 seconds.
  • the baking device bakes the piezoelectric material solution. For example, bake at 130 degrees for 2 minutes.
  • a piezoelectric film 60 is formed on the surface layer 10, the plurality of recognition electrodes 30, and the plurality of control electrodes 40.
  • the thickness of the piezoelectric film 60 is, for example, about 1 ⁇ m.
  • step S6 the hearing device manufacturing system produces the electrode layer 50.
  • a sputtering device forms the electrode layer 50 on the piezoelectric film 60 by sputtering a metal material.
  • the hearing device manufacturing system manufactures the substrate 20.
  • the substrate 20 is made of synthetic resin.
  • the synthetic resin is, for example, SU-8.
  • the substrate 20 is manufactured by photolithography. Photolithography is, for example, maskless lithography.
  • the spin coater applies a synthetic resin material onto the electrode layer 50 by spin coating.
  • spin coating is performed at 500 rpm for 5 seconds and then at 800 rpm for 30 seconds.
  • the baking device bakes the synthetic resin material applied onto the electrode layer 50. For example, bake at 95 degrees for 1 hour.
  • a pattern corresponding to the substrate 20 having the long holes 21 is exposed to the baked synthetic resin material using an exposure device (specifically, an LED drawing device).
  • the exposed portion of the baked synthetic resin material is cured. Note that the pattern may be exposed using a photomask.
  • the baking device bakes the pattern-exposed synthetic resin material. For example, after baking at 65 degrees for 1 minute, baking at 95 degrees for 10 minutes is performed.
  • the developing device develops the baked synthetic resin material.
  • the baking device hard bakes the developed synthetic resin material to crystallize the piezoelectric material. For example, hard bake at 130 degrees for 2 hours.
  • the synthetic resin substrate 20 having the long holes 21 is formed on the electrode layer 50.
  • the thickness of the substrate 20 is, for example, about 1 ⁇ m.
  • step S8 the etching apparatus of the hearing device manufacturing system peels the hearing device 1 from the metal film 81 of the glass substrate 80 using an etching solution for the metal film 81. As a result, the hearing device 1 is completed.
  • the piezoelectric film 60 is covered with the surface layer 10. Therefore, even if the hearing device 1 is placed inside the cochlea 301 and immersed in lymph fluid, the durability of the piezoelectric film 60 can be improved.
  • the surface layer 10 and the substrate 20 are formed of synthetic resin, and the long holes 21 of the substrate W are formed by photolithography. Therefore, the long holes 21 can be easily formed in the substrate 20 without performing deep RIE.
  • a surface layer 10 is formed in step S3.
  • step S4 a plurality of recognition electrodes 30 and a plurality of control electrodes 40 are formed on the surface layer 10.
  • the piezoelectric film 60 is formed by covering the surface layer 10, the plurality of recognition electrodes 30, and the plurality of control electrodes 40 with a piezoelectric material.
  • step S6 the electrode layer 50 is formed on the piezoelectric film 60.
  • step S7 the substrate 20 is formed on the electrode layer 50. In this way, the auditory device 1 can be manufactured by performing at least steps S3 to S7.
  • the synthetic resin forming the surface layer 10 is an elastic body in which energy elasticity is more dominant than entropic elasticity.
  • the synthetic resin forming the surface layer 10 is an elastic body having a higher elastic modulus than rubber. Therefore, in step S8, the hearing device 1 can be easily peeled off from the metal film 81.
  • the elastic modulus of the rubber is, for example, 1 MPa or more and 10 MPa or less at room temperature.
  • entropic elasticity refers to rubber elasticity, and is the property that when an external force is applied to an elastic body, the elastic body absorbs energy and tries to return to its original state.
  • Energy elasticity refers to the property that when an external force is applied to an elastic body, energy is not stored in the elastic body but is converted into destruction of the elastic body.
  • FIG. 11 is a block diagram showing the auditory system SYS.
  • the hearing system SYS includes a hearing device 1 and a controller 2.
  • Controller 2 controls hearing device 1 .
  • the controller 2 is, for example, a microcomputer.
  • the controller 2 includes a plurality of amplifier circuits 4 and a processing section 3.
  • the amplifier circuit 4 includes, for example, an amplifier, a resistance element, and a capacitor.
  • the processing unit 3 includes, for example, a processor, a memory, and a power source.
  • Controller 2 is placed, for example, in tympanic cavity 202 (FIG. 1).
  • the plurality of recognition electrodes 30 are respectively connected to the plurality of amplifier circuits 4. Moreover, the plurality of recognition electrodes 30 are each connected to the auditory nerve 401 by a plurality of signal lines. Specifically, the first end 30a of the recognition electrode 30 is connected to the amplifier circuit 4 and the auditory nerve 401.
  • the plurality of amplifier circuits 4 are connected to the processing section 3.
  • the plurality of control electrodes 40 are connected to the processing section 3. Specifically, the first end 40a of the control electrode 40 is connected to the processing section 3.
  • the electrode layer 50 functions as a ground electrode and is connected to the controller 2. Note that the electrode layer 50 may be electrically floating.
  • vibration transmitted from the eardrum 102 to each part of the vibration sensing region 61 of the piezoelectric membrane 60 is converted into an electric signal SGa for each resonance frequency (characteristic frequency) by each part of the vibration sensing region 61.
  • Each electrical signal SGa is then transmitted to the auditory nerve 401 from the recognition electrode 30 in contact with each region.
  • vibration sensing region 61 mimics basement membrane 302 and vibration sensing region 61 and recognition electrode 30 mimic inner hair cells 305.
  • the processing unit 3 performs feedback control on the vibration sensing region 61 of the piezoelectric film 60 to more precisely reproduce the functions of the basement membrane 302 and hair cells 304.
  • each electrical signal SGa is output from each recognition electrode 30 to each amplifier circuit 4.
  • the plurality of amplifier circuits 4 each amplify the plurality of electrical signals SGa and output the plurality of amplified signals SGb to the processing section 3.
  • the processing unit 3 performs predetermined processing based on each amplified signal SGb to generate each control signal SGc.
  • the predetermined process is a process for imitating the functions of the basilar membrane 302 and organ of Corti 303 of a normal hearing person.
  • the predetermined process is a process of generating the control signal SGc so as to amplify weak vibrations (weak sound stimulation) and suppress excessive vibrations (excessive sound stimulation).
  • the processing unit 3 outputs the plurality of control signals SGc to the plurality of control electrodes 40, respectively.
  • Each control electrode 40 applies each control signal SGc to each part in the vibration sensing region 61 of the piezoelectric film 60. Therefore, each part of the vibration sensing region 61 vibrates according to the voltage value of each control signal SGc.
  • each recognition electrode 30 transmits each electric signal SGa to the auditory nerve 401 according to the vibration of each part controlled by each control signal SGc. Therefore, humans can recognize sounds with a quality that is even closer to that of normal hearing people. In this way, the processing section 3 and control electrode 40 mimic outer hair cells 306.
  • a hearing device 1A according to a modification of this embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12.
  • the modified example does not have the control electrode 40.
  • the differences between the modified example and the above embodiment will be mainly explained.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view showing a hearing device 1A according to a modification.
  • the hearing device 1A includes a surface layer 10, a plurality of recognition electrodes 30, a piezoelectric film 60, an electrode layer 50, and a substrate 20. Therefore, the hearing device 1A does not include the control electrode 40. Therefore, in the modified example, the processing section 3 of FIG. 11 is not provided, but a plurality of amplifier circuits 4 are provided. The plurality of recognition electrodes 30 are then connected to the plurality of amplifier circuits 4, respectively. Furthermore, each amplifier circuit 4 transmits the amplified signal SGb to the auditory nerve 401 through each signal line.
  • the surface layer 10 may be produced by injection molding. Further, in step S7 shown in FIG. 10(a), the substrate 20 may be manufactured by injection molding. In this case, since a mold is used, the long holes 21 can be easily formed in the substrate 20 without performing deep RIE. As a result, the manufacturing cost of the hearing device 1 can be reduced and the yield can be improved. Furthermore, since the surface layer 10 and the substrate 20 can be easily formed by injection molding, mass production of the hearing device 1 becomes easy.
  • the injection molding in step S3 and the injection molding in step S7 may be performed simultaneously.
  • the surface layer 10 and the substrate 20 are formed by injection molding using the plurality of recognition electrodes 30, the plurality of control electrodes 40, and the piezoelectric film 60 on which the electrode layer 50 is formed as an insert product.
  • step S3 shown in FIG. 8(a) the second opening 10b is not created in step S3 shown in FIG. 8(a). Further, in step S4 shown in FIG. 8(b), the control electrode 40 is not manufactured.
  • the surface layer 10 and/or the substrate 20 may be formed of, for example, a semimetal or a metal.
  • the material of the surface layer 10 or the substrate 20 is a synthetic resin. More preferably, both the surface layer 10 and the substrate 20 are made of synthetic resin.
  • each of the recognition electrode 30 and the control electrode 40 can be changed. For example, it is made to have a thickness of about 10 ⁇ m.
  • the length of the auditory devices 1 and 1A when stretched out is approximately 30 mm, which is the length when the cochlea 301 is stretched out, then each of the recognition electrodes 30 and the control electrodes 40 will be approximately 3000 pieces. Can be placed.
  • the hearing devices 1, 1A can imitate the cochlea 301 with higher accuracy. Therefore, humans can recognize higher quality sounds using the hearing devices 1 and 1A.
  • the present invention provides a hearing device and a method for manufacturing a hearing device, and has industrial applicability.

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Abstract

聴覚デバイス（１）は、哺乳類の体内に配置することが可能である。聴覚デバイス（１）は、圧電膜（６０）と、複数の認識電極（３０）と、電極層（５０）と、基板（２０）と、表面層（１０）とを備える。圧電膜（６０）は、振動を電気信号に変換する。複数の認識電極（３０）は、圧電膜（６０）の厚み方向（Ｄ２）の一方側において、圧電膜（６０）に接触する。電極層（５０）は、圧電膜（６０）の厚み方向（Ｄ２）の他方側において、圧電膜（６０）に接触する。基板（２０）は、長孔（２１）を有し、電極層（５０）を介して圧電膜（６０）を支持する。表面層（１０）は、電極層（５０）の反対側から圧電膜（６０）を覆い、複数の認識電極（３０）の各々の少なくとも一部を露出させる。長孔（２１）の延設方向（Ｄ１）の一方端部の幅（ｗ１）は、長孔（２１）の延設方向（Ｄ１）の他方端部の幅（ｗ２）よりも小さい。

Description

聴覚デバイス、及び、聴覚デバイス製造方法
　本発明は、聴覚デバイス、及び、聴覚デバイス製造方法に関する。
　非特許文献１に記載された人工蝸牛においては、シリコン基板上に、白金薄膜電極、Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ）からなる圧電膜、及び、白金薄膜電極が、この配列で配置される。圧電膜は、蝸牛の基底膜を模倣した台形形状を有している。
Hirofumi SHINTAKU, Takashi TATENO, Nobuyoshi TSUCHIOKA, Harto TANUJAYA, Takayuki NAKAGAWA, Juichi ITO, and Satoyuki KAWANO, "Culturing Neurons on MEMS Fabricated P(VDF-TrFE) Films for Implantable Artificial Cochlea", Journal of Biomechanical Science and Engineering 5 (3), p.229-235, 2010
　しかしながら、非特許文献１に記載された人工蝸牛では、圧電膜が露出している。従って、人工蝸牛を体内に配置したときに、圧電膜が体液（例えば、リンパ液）に接触することにより、圧電膜の耐久性が低下する可能性がある。
　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、体内において圧電膜の耐久性を向上できる聴覚デバイス、及び、聴覚デバイス製造方法を提供することにある。
　本発明の一局面によれば、聴覚デバイスは、哺乳類の体内に配置することが可能である。聴覚デバイスは、圧電膜と、複数の電極と、電極層と、基板と、表面層とを備える。圧電膜は、振動を電気信号に変換する。複数の電極は、前記圧電膜の厚み方向の一方側において、前記圧電膜に接触する。電極層は、前記圧電膜の前記厚み方向の他方側において、前記圧電膜に接触する。基板は、長孔を有し、前記電極層を介して前記圧電膜を支持する。表面層は、前記電極層の反対側から前記圧電膜を覆い、前記複数の電極の各々の少なくとも一部を露出させる。前記長孔の延設方向の一方端部の幅は、前記長孔の前記延設方向の他方端部の幅よりも短い。
　本発明の一態様においては、前記表面層及び前記基板の材料は、合成樹脂であることが好ましい。
　本発明の一態様においては、前記表面層は、ゴムよりも弾性率が大きい弾性体であることが好ましい。
　本発明の一態様においては、前記表面層の機械的性質を示す物性値は、前記圧電膜の機械的性質を示す物性値と近似していることが好ましい。
　本発明の一態様においては、前記圧電膜は、螺旋状に延びることが好ましい。
　本発明の他の局面によれば、聴覚デバイス製造方法において、哺乳類の体内に配置することの可能な聴覚デバイスを製造する。聴覚デバイス製造方法は、表面層を作製する工程と、複数の電極を作製する工程と、圧電膜を作製する工程と、電極層を作製する工程と、長孔を有する基板を作製する工程とを含む。前記長孔の延設方向の一方端部の幅は、前記長孔の前記延設方向の他方端部の幅よりも短い。前記表面層、前記複数の電極、前記圧電膜、前記電極層、及び、前記基板は、この配列で配置される。
　本発明の一態様においては、前記表面層を作製する前記工程では、合成樹脂によって前記表面層を作製することが好ましい。前記基板を作製する前記工程では、合成樹脂によって前記基板を作製することが好ましい。
　本発明の一態様においては、前記表面層を作製する前記工程では、フォトリソグラフィーまたは射出成形によって前記表面層を作製することが好ましい。前記基板を作製する前記工程では、フォトリソグラフィーまたは射出成形によって前記基板を作製することが好ましい。
　本発明の一態様においては、前記表面層は、ゴムよりも弾性率が大きい弾性体であることが好ましい。
　本発明の一態様においては、前記表面層の機械的性質を示す物性値は、前記圧電膜の機械的性質を示す物性値と近似していることが好ましい。
　本発明の一態様においては、前記複数の電極を作製する前記工程では、前記表面層上に前記複数の電極を形成することが好ましい。前記圧電膜を作製する前記工程では、前記表面層及び前記複数の電極を圧電材料によって覆うことで前記圧電膜を形成することが好ましい。前記電極層を作製する前記工程では、前記圧電膜上に前記電極層を形成することが好ましい。前記基板を作製する前記工程では、前記電極層上に前記基板を形成することが好ましい。
　本発明によれば、体内において圧電膜の耐久性を向上できる。
本発明の実施形態に係る聴覚デバイスが配置される耳の構造を概略的に示す断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る聴覚デバイスが配置される耳の蝸牛の内部を模式的に示す図である。 本実施形態に係る聴覚デバイスを示す斜視図である。 本実施形態に係る聴覚デバイスを示す平面図である。 本実施形態に係る聴覚デバイスを示す分解斜視図である。 （ａ）は、図４のＶＩＡ－ＶＩＡ線に沿った模式的断面図である。（ｂ）は、比較例に係る聴覚デバイスを示す模式的断面図である。 （ａ）は、本実施形態に係る聴覚デバイス製造方法の工程Ｓ１を示す平面図である。（ｂ）は、本実施形態に係る聴覚デバイス製造方法の工程Ｓ２を示す平面図である。 （ａ）は、本実施形態に係る聴覚デバイス製造方法の工程Ｓ３を示す平面図である。（ｂ）は、本実施形態に係る聴覚デバイス製造方法の工程Ｓ４を示す平面図である。 （ａ）は、本実施形態に係る聴覚デバイス製造方法の工程Ｓ５を示す平面図である。（ｂ）は、本実施形態に係る聴覚デバイス製造方法の工程Ｓ６を示す平面図である。 （ａ）は、本実施形態に係る聴覚デバイス製造方法の工程Ｓ７を示す平面図である。（ｂ）は、本実施形態に係る聴覚デバイス製造方法の工程Ｓ８を示す平面図である。 本実施形態に係る聴覚デバイスを備える聴覚システムを示すブロック図である。 本実施形態の変形例に係る聴覚デバイスを示す分解斜視図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
　図１～図１１を参照して、本発明の実施形態に係る聴覚デバイス１を説明する。まず、図１及び図２を参照して、耳ＥＡについて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る聴覚デバイス１が配置される耳ＥＡの構造を概略的に示す断面図である。
　図１に示すように、聴覚を司る感覚器である耳ＥＡは、外耳１００、中耳２００及び内耳３００に分けられる。耳ＥＡの外で発生した音波は外耳道１０１に導かれ、外耳道１０１の奥端にある鼓膜１０２を振動させる。３個の骨からなる耳小骨２０１が鼓膜１０２の振動を蝸牛３０１の内部へ伝える。蝸牛３０１は、音波による鼓膜１０２の振動（音の情報）を神経信号に変換し、聴神経４０１を介して大脳の聴覚中枢４００に神経信号を伝達する。蝸牛３０１は、略円錐形状を有し、約２回転半巻（約９００度）の螺旋状の管である。
　また、蝸牛３０１の内部は、前庭階、中央階及び鼓室階の３つの領域に分けられ、各領域はリンパ液で満たされている。前庭階と中央階とはライスネル膜により仕切られ、中央階と鼓室階とは基底膜３０２（後述の図２）により仕切られている。ヒトの蝸牛３０１の大きさは、例えば、ヒトの小指の爪程度である。ヒトの蝸牛３０１を引き延ばしたときの長さは、例えば、約３０ｍｍである。
　耳ＥＡは、伝音系と感音系とに分類される。外耳１００及び中耳２００は、音を伝達するための器官であるため、伝音系に分類される。内耳３００及び聴覚中枢４００は、音を感じるための器官であるため、感音系に分類される。
　図２（ａ）及び図２（ｂ）は、蝸牛３０１の内部を模式的に示す図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）では、螺旋状の蝸牛３０１が直線状に引き延ばされた状態を模式的に示している。
　図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、蝸牛３０１は基底膜３０２を有する。基底膜３０２は，基底膜３０２が直線状に引き延ばされた状態において略台形形状を有する。従って、基底膜３０２の基端部３０２ａの幅Ｗ１は、基底膜３０２の先端部３０２ｂの幅Ｗ２よりも小さい。基底膜３０２の基端部３０２ａは、蝸牛３０１の蝸牛底３０１ａ（図１）側に位置する。基底膜３０２の先端部３０２ｂは、蝸牛３０１の蝸牛頂３０１ｂ（図１）側に位置する。
　基底膜３０２は、外耳１００と中耳２００とを介して伝播する音波によって振動する。基底膜３０２には、各部位において振動しやすい特徴周波数があり、基底膜３０２に伝播する音波の周波数に対応する部位で強く振動（強い応答）が生じる。具体的には、基底膜３０２では、音波の周波数が高い程、基端部３０２ａ側の部位が強く振動する。一方、基底膜３０２では、音波の周波数が低い程、先端部３０２ｂ側の部位が大きく振動する。
　ヒトは、音の高さ（音波の周波数）を基底膜３０２によって識別しており、２０Ｈｚ～２００００Ｈｚの音を聞き分けることができる。
　図２（ａ）に示すように、蝸牛３０１は、基底膜３０２上にコルチ器３０３を有する。コルチ器３０３は多数の有毛細胞３０４を有する。多数の有毛細胞３０４は、基底膜３０２上に整列している。有毛細胞３０４には、内有毛細胞３０５及び外有毛細胞３０６の２種類の細胞が存在している。
　基底膜３０２が振動すると、基底膜３０２上の内有毛細胞３０５も振動する。その結果、内有毛細胞３０５は、基底膜３０２の振動を、電気信号である神経信号に変換し、神経信号を聴神経４０１に伝達する。具体的には、基底膜３０２において特徴周波数の振動によって強く振動する部位に存在する内有毛細胞３０５は、部位の振動を神経信号に変換し、神経信号を聴神経４０１に伝達する。つまり、音波は、基底膜３０２の各部位、及び、各部位に存在する内有毛細胞３０５によって、特徴周波数ごとに感知される。また、外有毛細胞３０６は、収縮運動を行って微弱な音刺激を増幅する一方で過大な音刺激を抑制しており、聴覚の感度を高めている。
　各内有毛細胞３０５からの神経信号が聴神経４０１によって大脳５００に伝達されることで、ヒトは、様々な周波数成分を有する音波を複合音として認識する。
　次に、図１及び図３～図６を参照して、本実施形態に係る聴覚デバイス１を説明する。図１に示すように、聴覚デバイス１は、ヒトの体内に配置することが可能である。ヒトは「哺乳類」の一例に相当する。なお、聴覚デバイス１は、例えば、ペット等の動物の体内に配置されてもよい。
　好ましくは、聴覚デバイス１は、蝸牛３０１の内部（具体的には、鼓室階）に配置される。聴覚デバイス１は、蝸牛３０１の基底膜３０２及びコルチ器３０３を模倣している。従って、聴覚デバイス１は、音波による振動（鼓膜１０２から伝わる振動）を周波数ごとに電気信号（神経信号）に変換して、各電気信号を聴神経４０１に伝達する。つまり、聴覚デバイス１は、蝸牛３０１の基底膜３０２及びコルチ器３０３の機能を代替する。従って、聴覚デバイス１を蝸牛３０１に配置することで、蝸牛３０１の基底膜３０２及びコルチ器３０３の機能が低下している場合であっても、ヒトの音の認識力を向上できる。例えば、聴覚デバイス１を感音性難聴のヒトの蝸牛３０１に配置することで、感音性難聴のヒトに対して、健聴者と同様の聴覚を付与できる。
　なお、感音性難聴とは、蝸牛３０１及び／または聴神経４０１の機能低下に起因する聴覚障がいのことである。例えば、軽度の感音性難聴の場合、音が不意明瞭に聞こえる。例えば、重度の感音性難聴の場合、音の認識ができなくなる。感音性難聴のヒトに対して聴覚デバイス１を適用することで、音の認識力を向上できる。そこで、聴覚デバイス１は、「人工聴覚上皮」と呼ばれることがある。
　更に好ましくは、聴覚デバイス１は、蝸牛３０１の形状に沿った形状を有する。具体的には、聴覚デバイス１（後述の表面層１０、圧電膜６０、電極層５０、及び、基板２０）は、螺旋状に延びる。この場合、聴覚デバイス１の機能を、基底膜３０２及びコルチ器３０３の機能により近似させることがきるため、ヒトの音の認識力を更に向上できる。例えば、聴覚デバイス１は、約２回転半巻（約９００度）の螺旋状である。
　ただし、聴覚デバイス１の形状は、特に限定されない。以下、聴覚デバイス１が略円弧形状を有する例を説明する。
　図３は、聴覚デバイス１を示す斜視図である。図４は、聴覚デバイス１を示す平面図である。図３及び図４に示すように、聴覚デバイス１は、一例として、略円弧形状を有する。具体的には、聴覚デバイス１は略円弧帯形状を有する。聴覚デバイス１の幅Ｗは、例えば、約５００μｍである。聴覚デバイス１は、表面層１０と、基板２０と、複数の認識電極３０とを備える。聴覚デバイス１は制御電極４０を更に備えることが好ましい。認識電極３０は「電極」の一例に相当する。
　表面層１０は、複数の認識電極３０の各々の少なくとも一部を露出させる。図３の例では、表面層１０は、複数の認識電極３０の各々の一部を露出させる。認識電極３０は、ヒトに音を認識させるための電極である。認識電極３０の機能の詳細は後述する。また、表面層１０は、複数の制御電極４０の各々の少なくとも一部を露出させる。図３の例では、表面層１０は、複数の制御電極４０の各々の一部を露出させる。制御電極４０は、圧電膜６０（後述の図５）の振動を制御するための電極である。制御電極４０の機能の詳細は後述する。
　認識電極３０は、第１端部３０ａ及び第２端部３０ｂを有する。また、制御電極４０は、第１端部４０ａ及び第２端部４０ｂを有する。更に、表面層１０は、複数の第１開口１０ａと、複数の第２開口１０ｂとを有する。
　複数の第１開口１０ａは、それぞれ、複数の第１端部３０ａに対応して設けられる。第１端部３０ａは第１開口１０ａから露出する。一方、第２端部３０ｂは表面層１０に覆われる。複数の第２開口１０ｂは、それぞれ、複数の第１端部４０ａに対応して設けられる。第１端部４０ａは第２開口１０ｂから露出する。一方、第２端部４０ｂは表面層１０に覆われる。
　基板２０は長孔２１を有する。以下、図４に示すように、長孔２１が延びる方向Ｄ１を「延設方向Ｄ１」と記載する。延設方向Ｄ１は、円弧形状に沿った方向である。
　図５は、聴覚デバイス１を示す分解斜視図である。図５に示すように、聴覚デバイス１は、電極層５０と、圧電膜６０とを更に備える。表面層１０、複数の認識電極３０、圧電膜６０、電極層５０、及び、基板２０は、圧電膜６０の厚み方向Ｄ２において、この配列で配置される。例えば、表面層１０、複数の認識電極３０、圧電膜６０、電極層５０、及び、基板２０は、圧電膜６０の厚み方向Ｄ２において、この順番で積層される。複数の制御電極４０は、複数の認識電極３０と同じ階層に配置される。
　表面層１０は、圧電膜６０の厚み方向Ｄ２の一方側から、複数の認識電極３０の第２端部３０ｂ、複数の制御電極４０の第２端部４０ｂ、及び、圧電膜６０を覆う。つまり、表面層１０は、電極層５０の反対側から、複数の認識電極３０の第２端部３０ｂ、複数の制御電極４０の第２端部４０ｂ、及び、圧電膜６０を覆う。表面層１０は、略円弧形状を有する。複数の第１開口１０ａは延設方向Ｄ１に沿って並ぶ。複数の第２開口１０ｂは延設方向Ｄ１に沿って並ぶ。
　複数の認識電極３０は、圧電膜６０の厚み方向Ｄ２の一方側において、圧電膜６０に接触する。複数の認識電極３０は、延設方向Ｄ１に沿って間隔をあけて並ぶ。図５の例では、複数の認識電極３０は、延設方向Ｄ１に沿って等間隔で並ぶ。なお、複数の認識電極３０は、延設方向Ｄ１に沿って不等間隔で並んでいてもよい。第２端部３０ｂは表面層１０と圧電膜６０との間に配置される。
　複数の制御電極４０は、圧電膜６０の厚み方向Ｄ２の一方側において、圧電膜６０に接触する。複数の制御電極４０は、延設方向Ｄ１に沿って間隔をあけて並ぶ。図５の例では、複数の制御電極４０は、延設方向Ｄ１に沿って等間隔で並ぶ。なお、複数の制御電極４０は、延設方向Ｄ１に沿って不等間隔で並んでいてもよい。第２端部４０ｂは表面層１０と圧電膜６０との間に配置される。
　認識電極３０と制御電極４０とは、間隔をあけて、延設方向Ｄ１に交差する方向に互いに対向する。具体的には、第２端部３０ｂと第２端部４０ｂとが対向する。
　電極層５０は、圧電膜６０の厚み方向Ｄ２の他方側において、圧電膜６０に接触する。つまり、電極層５０は、表面層１０の反対側から、圧電膜６０に接触する。電極層５０は略円弧形状を有する。そして、電極層５０は、圧電膜６０の厚み方向Ｄ２の他方側において、圧電膜６０を覆う。つまり、電極層５０は、表面層１０の反対側から、圧電膜６０を覆う。
　基板２０は、圧電膜６０の厚み方向Ｄ２の他方側から、電極層５０を介して圧電膜６０を支持する。基板２０は、圧電膜６０の厚み方向Ｄ２の他方側から、電極層５０に接触している。基板２０は、略円弧形状を有する。
　基板２０は、内縁部２２と、外縁部２３とを有する。外縁部２３は、基板２０の外周に沿った縁領域である。内縁部２２は、基板２０の内周に沿った縁領域である。内縁部２２は、基端部２４と、先端部２５と、第１側部２６と、第２側部２７とを有する。
　基端部２４は、延設方向Ｄ１における内縁部２２の一方端部である。基端部２４は略直線状である。ただし、基端部２４の形状は、特に限定されず、例えば、湾曲していてもよい。
　先端部２５は、延設方向Ｄ１における内縁部２２の他方端部である。先端部２５は略直線状である。ただし、先端部２５の形状は、特に限定されず、例えば、湾曲していてもよい。
　第１側部２６は湾曲している。なお、第１側部２６は、例えば、略直線状に延びていてもよい。第１側部２６は、延設方向Ｄ１に交差する方向における基端部２４の一端と、延設方向Ｄ１に交差する方向における先端部２５の一端とを接続する。
　第２側部２７は湾曲している。なお、第２側部２７は、例えば、略直線状に延びていてもよい。第２側部２７は、延設方向Ｄ１に交差する方向における基端部２４の他端と、延設方向Ｄ１に交差する方向における先端部２５の他端とを接続する。
　基端部２４の幅ｗ１は、先端部２５の幅ｗ２よりも小さい。従って、内縁部２２は、湾曲した略台形形状を有する。そして、内縁部２２は、長孔２１の形状を定める。従って、長孔２１は、湾曲した略台形形状を有する。つまり、長孔２１の延設方向Ｄ１の一方端部２１ａの幅ｗ１は、長孔２１の延設方向Ｄ１の他方端部２１ｂの幅ｗ２よりも小さい。なお、幅ｗ１、ｗ２は、延設方向Ｄ１に交差する方向における幅を示す。
　内縁部２２及び長孔２１の各々は、基底膜３０２（図２）の形状を模倣している。
　圧電膜６０は、圧電膜６０の振動を電気信号に変換する。具体的には、圧電膜６０が振動すると、圧電膜６０には振動による歪みに対応した電圧（電気信号）が生じる。つまり、圧電膜６０は圧電効果を有する。圧電膜６０は、略円弧形状を有する。
　圧電膜６０は、振動感知領域６１と、枠領域６２とを有する。認識電極３０の第１端部３０ａ及び制御電極４０の第１端部４０ａは、枠領域６２に接触する。認識電極３０の第２端部３０ｂ及び制御電極４０の第２端部４０ｂは、振動感知領域６１に接触する。
　枠領域６２は、振動感知領域６１を囲む。枠領域６２が、電極層５０を介して基板２０に支持される。従って、枠領域６２は、実質的に振動しない。
　振動感知領域６１は、振動を感知する領域である。振動感知領域６１は、基底膜３０２（図２）の形状及び機能を模倣している。従って、振動感知領域６１は、外耳１００と中耳２００とを介して伝播する音波によって振動する。具体的には、振動感知領域６１は、外部からの音波（具体的には、外部からの音波によって鼓膜１０２から伝わる振動）の周波数に応じて振動し、振動を周波数ごとに電気信号変換する。更に具体的には、振動感知領域６１には、振動感知領域６１の各部位において振動しやすい共振周波数（特徴周波数）があり、外部からの音波（具体的には、外部からの音波によって鼓膜１０２から伝わる振動）の周波数（共振周波数）に対応する部位で共振（強い振動）が生じる。
　更に具体的には、振動感知領域６１の各部位において、延設方向Ｄ１に沿って共振周波数が変化する。つまり、振動感知領域６１において、振動感知領域６１の幅が小さいほど、共振周波数が高くなる。一方、振動感知領域６１において、振動感知領域６１の幅が大きいほど、共振周波数が低くなる。このように、振動感知領域６１は音波の周波数分解（周波数弁別）を行っており、基底膜３０２を模倣している。
　振動感知領域６１のうちの共振した部位（強く振動した部位）は、共振周波数を有する振動を電気信号に変換する。そして、振動感知領域６１のうちの共振した部位に接触している認識電極３０は、共振周波数を有する振動に応じた電気信号を聴神経４０１に伝達する。その結果、ヒトは、外部からの音を認識できる。このように、振動感知領域６１及び認識電極３０は、内有毛細胞３０５を模倣している。
　振動感知領域６１は、圧電膜６０のうち、電極層５０を介して、長孔２１と厚み方向Ｄ２に対向する。従って、振動感知領域６１の形状は、長孔２１の形状と略同一である。振動感知領域６１は、基端部６３と、先端部６４と、第１側部６５と、第２側部６６とを有する。
　基端部６３は、延設方向Ｄ１における振動感知領域６１の一方端部である。基端部６３は略直線状である。ただし、基端部６３の形状は、特に限定されず、例えば、湾曲していてもよい。
　先端部６４は、延設方向Ｄ１における振動感知領域６１の他方端部である。先端部６４は略直線状である。ただし、先端部６４の形状は、特に限定されず、例えば、湾曲していてもよい。
　第１側部６５は湾曲している。なお、第１側部６５は、例えば、略直線状に延びていてもよい。第１側部６５は、延設方向Ｄ１に交差する方向における基端部６３の一端と、延設方向Ｄ１に交差する方向における先端部６４の一端とを接続する。
　第２側部６６は湾曲している。なお、第２側部６６は、例えば、略直線状に延びていてもよい。第２側部６６は、延設方向Ｄ１に交差する方向における基端部６３の他端と、延設方向Ｄ１に交差する方向における先端部６４の他端とを接続する。
　基端部６３の幅Ｌ１は、先端部６４の幅Ｌ２よりも短い。従って、振動感知領域６１は、湾曲した略台形形状を有する。なお、幅Ｌ１、Ｌ２は、延設方向Ｄ１に交差する方向における幅を示す。基端部６３は、基底膜３０２の基端部３０２ａに相当する。先端部６４は、基底膜３０２の先端部３０２ｂに相当する。従って、聴覚デバイス１は、振動感知領域６１の先端部６４が蝸牛頂３０１ｂ（図１）に向かう側に配置される。
　振動感知領域６１において、基端部６３に近い部位ほど、共振周波数が高くなる。つまり、振動感知領域６１では、音波の周波数が高い程、基端部６３側の部位が強く振動する。一方、振動感知領域６１において、先端部６４に近い部位ほど、共振周波数が低くなる。つまり、振動感知領域６１では、音波の周波数が低い程、先端部６４側の部位が大きく振動する。このように、振動感知領域６１は音波の周波数分解（周波数弁別）を行っている。
　以上、図５を参照して説明したように、本実施形態によれば、聴覚デバイス１では、表面層１０が圧電膜６０を覆う。従って、聴覚デバイス１が蝸牛３０１の内部に配置されてリンパ液に浸かった場合であっても、圧電膜６０の耐久性を向上できる。つまり、蝸牛３０１内（体内）において圧電膜６０の耐久性を向上できる。
　次に、図６を参照して、聴覚デバイス１の材料を説明する。図６（ａ）は、図４のＶＩＡ－ＶＩＡ線に沿った模式的断面図である。図６（ｂ）は、比較例に係る聴覚デバイス６００を示す模式的断面図である。
　図６（ａ）に示すように、表面層１０及び基板２０の材料は、合成樹脂であることが好ましい。合成樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、又は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）である。表面層１０及び基板２０の材料は、フォトレジストであってもよい。フォトレジストは、ネガティブフォトレジストまたはポジティブフォトレジストである。例えば、表面層１０及び基板２０の材料は、「ＳＵ－８」である。「ＳＵ－８」は、エポキシ樹脂をベースにしたネガティブフォトレジストである。なお、表面層１０及び基板２０の各々の厚みは、例えば、約１μｍである。
　認識電極３０、制御電極４０、及び、電極層５０の材料は、電気伝導体である。電気伝導体は、例えば、金属である。認識電極３０、制御電極４０、及び、電極層５０の各々は、単層の金属によって構成されていてもよいし、複数層の金属によって構成されていてもよい。認識電極３０、制御電極４０、及び、電極層５０の各々を単層の金属で構成する場合は、例えば、金属は、プラチナ、金、または、銀である。認識電極３０、制御電極４０、及び、電極層５０の各々を３層で構成する場合は、例えば、金の層を２つのチタン層で挟むことで構成する。なお、認識電極３０、制御電極４０、及び、電極層５０の各々の厚みは、例えば、約１００ｎｍである。
　圧電膜６０の材料は、圧電材料である。圧電材料は、有機系の圧電材料であることが好ましい。生体に、より馴染むからである。例えば、有機系の圧電材料は、Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ）である。Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ）は、ポリフッ化ビニリデン三フッ化エチレンである。つまり、Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ）は、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）と三フッ化エチレン（ＴｒＦＥ）との共重合体である。その他の有機系の圧電材料は、例えば、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、又は、ＰＬＡ（ポリラクティックアシッド）である。なお、圧電膜６０の材料は、無機系の圧電材料であってもよい。無機系の圧電材料、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、又は、ＫＮＮ（ニオブ酸カリウムナトリウム）である。なお、圧電膜６０の厚みは、例えば、約１μｍである。
　図６（ｂ）に示すように、比較例に係る聴覚デバイス６００は、認識電極９１と、圧電膜９２と、電極層９３と、保護層９４と、基板９５とを備える。圧電膜９２は、振動感知領域９２１と、枠領域９２２とを有する。図６（ｂ）では、理解を容易にするために、振動感知領域９２１と枠領域９２２との境界を破線で示している。基板９５は、長孔９５１を有する。長孔９５１は、平面視において、湾曲した略台形形状を有する。認識電極９１、圧電膜９２、電極層９３、保護層９４、及び、基板９５は、圧電膜９２の厚み方向Ｄ２において、この配列で配置される。
　認識電極９１及び電極層９３の材料は、プラチナである。圧電膜９２の材料は、Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ）である。保護層９４の材料は、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）である。保護層９４は、深掘りＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｉｏｎ　Ｅｔｃｈｉｎｇ：反応性イオンエッチング）によって基板９５に長孔９５１を形成する際に、圧電膜９２が損傷しないように圧電膜９２を保護する。基板９５の材料は、シリコン（Ｓｉ）である。
　基板９５の長孔９５１は、シリコン基板に対して深掘りＲＩＥを実行することで形成される。深掘りＲＩＥは、高コストの微細加工技術であるため、比較例に係る聴覚デバイス６００の製造コストが高くなる。つまり、シリコン基板は半金属であり、比較的硬い物質である。従って、シリコン基板の微細加工には、深掘りＲＩＥを実行する必要があり、製造コストが高くなる。また、深掘りＲＩＥによる加工の困難さから、歩留まりを向上させることが困難である。更に、シリコン基板から、聴覚デバイス６００を切り出す加工が困難であり、聴覚デバイス６００の製造コストが更に高くなる。
　これに対して、本実施形態では、基板２０の材料が合成樹脂であるため、深掘りＲＩＥを実行することなく、容易に基板２０に長孔２１を形成できる。例えば、フォトリソグラフィーまたは射出成形によって、容易に基板２０に長孔２１を形成できる。その結果、聴覚デバイス１の製造コストを低減できるとともに、歩留まりを向上できる。また、フォトリソグラフィーまたは射出成形によって長孔２１を形成することで、比較例の保護層９４が不要である。
　また、本実施形態では、表面層１０及び基板２０の材料が合成樹脂であるため、フォトリソグラフィーまたは射出成形によって、容易に表面層１０及び基板２０を形成できる。従って、製造コストの低減と歩留まりの向上を実現しつつ、聴覚デバイス１の大量生産が容易になる。
　更に、本実施形態では、表面層１０の機械的性質を示す物性値は、圧電膜６０の機械的性質を示す物性値と近似している。従って、表面層１０と圧電膜６０とで、振動の伝播特性が近似する。その結果、表面層１０の機械的性質を示す物性値が、圧電膜６０の機械的性質を示す物性値と乖離している場合と比較して、圧電膜６０の振動感知領域６１の振動を、基底膜３０２の振動に、より近づけることができる。よって、聴覚デバイス１は、より高品質な音をヒトに認識させることができる。また、表面層１０の機械的性質を示す物性値が、圧電膜６０の機械的性質を示す物性値と近似していると、聴覚デバイス１の性能評価及び性能予測が容易になる。
　例えば、表面層１０の機械的性質を示す物性値は、表面層１０の密度及び／または弾性率である。例えば、圧電膜６０の機械的性質を示す物性値は、圧電膜６０の密度及び／または弾性率である。
　この場合、表面層１０の密度が圧電膜６０の密度に近似することが好ましい。具体的には、表面層１０の密度が、圧電膜６０の密度の±２０％以内であることが好ましく、圧電膜６０の密度の±１０％以内であることが更に好ましい。例えば、圧電膜６０がＰ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ）の場合、圧電膜６０の密度が１７８０ｋｇ／ｍ3であり、表面層１０がＳＵ－８である場合、表面層１０の密度が１６００ｋｇ／ｍ3～１８００ｋｇ／ｍ3である。
　また、表面層１０の弾性率が圧電膜６０の弾性率に近似することが好ましい。具体的には、表面層１０の弾性率が、圧電膜６０の弾性率の（１／２０）倍以上２０倍以下であることが好ましく、圧電膜６０の弾性率の（１／１０）倍以上１０倍以下であることが更に好ましい。例えば、圧電膜６０がＰ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ）の場合、圧電膜６０の弾性率が約５ＧＰａである。つまり、圧電膜６０の弾性率は、例えば、１ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下である。また、例えば、表面層１０がＳＵ－８である場合、表面層１０の弾性率が約２．７ＧＰａである。
　なお、表面層１０の密度が圧電膜６０の密度に近似するか、または、表面層１０の弾性率が圧電膜６０の弾性率に近似する。または、表面層１０の密度が圧電膜６０の密度に近似するとともに、表面層１０の弾性率が圧電膜６０の弾性率に近似する。
　次に、図７～図１０を参照して、本実施形態に係る聴覚デバイス製造方法を説明する。聴覚デバイス製造方法は、聴覚デバイス製造システムによって実行される。聴覚デバイス製造システムは、１以上の洗浄装置、１以上の真空蒸着装置、１以上のスピンコータ、１以上のベイク装置、１以上の露光装置、１以上の現像装置、１以上のスパッタリング装置、１以上の除去装置、及び、１以上のエッチング装置を備える。
　図７～図１０は、聴覚デバイス１を製造するための聴覚デバイス製造方法を示す図である。図７～図１０では、図面を分かり易くするために、同一部位には、図６（ａ）に示したハッチングと同じハッチングを付している。図７～図１０に示すように、聴覚デバイス製造方法は、工程Ｓ１～工程Ｓ８を含む。
　図７（ａ）に示すように、まず、工程Ｓ１において、ガラス基板８０を用意する。そして、聴覚デバイス製造システムの洗浄装置は、有機溶剤によってガラス基板８０を洗浄する。有機溶剤は、例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）である。洗浄時間は、例えば、５分である。
　次に、図７（ｂ）に示すように、工程Ｓ２において、聴覚デバイス製造システムは、ガラス基板８０上に金属膜８１を作製する。金属膜８１は、真空蒸着装置によって、金属をガラス基板８０上に蒸着することで作製する。金属膜８１は、単層の膜であってもよいし、複数層の膜であってもよい。例えば、金属膜８１は３層の金属からなる膜である。この場合、まず、ガラス基板８０上にクロムを蒸着してクロム膜を作製する。次に、クロム膜上に金を蒸着して金膜を作製する。次に、金膜上にクロムを蒸着してクロム膜を作製する。その結果、３層の金属からなる金属膜８１が作製される。例えば、クロム膜の厚みは約７０ｎｍであり、金膜の厚みは約１４０ｎｍである。
　次に、図８（ａ）に示すように、工程Ｓ３において、聴覚デバイス製造システムは、表面層１０を作製する。好ましくは、合成樹脂によって表面層１０を作製する。合成樹脂は、例えば、ＳＵ－８である。具体的には、フォトリソグラフィーによって、表面層１０を作製する。フォトリソグラフィーは、例えば、マスクレス・リソグラフィーである。
　詳細には、まず、スピンコータは、スピンコートによって、金属膜８１上に合成樹脂材料を塗布する。例えば、５００ｒｐｍで５秒、次に、４０００ｒｐｍで３０秒のスピンコートを実行する。次に、ベイク装置は、金属膜８１上に塗布された合成樹脂材料をベイクする。例えば、９５度、３分のベイクを実行する。次に、ベイクされた合成樹脂材料に対して、露光装置（具体的にはＬＥＤ描画装置）によって、表面層１０に対応するパターンを露光する。例えば、ベイクされた合成樹脂材料のうち、露光された部分が硬化する。なお、フォトマスクを使用してパターンを露光してもよい。次に、ベイク装置は、パターンが露光された合成樹脂材料をベイクする。例えば、６５度、１分のベイク後、９５度、２分のベイクを実行する。次に、現像装置は、ベイク後の合成樹脂材料を現像する。次に、ベイク装置は、現像後の合成樹脂材料をハードベイクする。例えば、２００度、５分のハードベイクを実行する。以上の結果、金属膜８１上に合成樹脂の表面層１０が形成される。表面層１０の厚みは、例えば、約１μｍである。
　次に、図８（ｂ）に示すように、工程Ｓ４において、聴覚デバイス製造システムは、複数の認識電極３０及び複数の制御電極４０を作製する。具体的には、金属材料のスパッタリング、及び、リフトオフにより、表面層１０上に複数の認識電極３０及び複数の制御電極４０を作製する。
　詳細には、まず、スピンコータは、スピンコートによって、表面層１０上にフォトレジストを塗布する。フォトレジストは、例えば、ＡＺ５２１４Ｅである。例えば、５０００ｒｐｍで３０秒のスピンコートを実行する。次に、ベイク装置は、フォトレジストをベイクする。例えば、１１０度、３分のベイクを実行する。次に、ベイクされたフォトレジストに対して、露光装置（具体的には、ＬＥＤ描画装置）によって、複数の認識電極３０及び複数の制御電極４０に対応するパターンを露光する。例えば、ベイクされたフォトレジストのうち、露光された部分の溶解性が増大する。なお、フォトマスクを使用してパターンを露光してもよい。次に、現像装置は、パターンが露光されたフォトレジストを現像する。次に、スパッタリング装置は、金属材料のスパッタリングによって、複数の認識電極３０及び複数の制御電極４０を形成する。次に、除去装置は、余分なフォトレジストを除去する。認識電極３０及び制御電極４０の各々の厚みは、例えば、約１００ｎｍｍである。
　次に、図９（ａ）に示すように、工程Ｓ５において、聴覚デバイス製造システムは、圧電膜６０を作製する。具体的には、表面層１０、複数の認識電極３０、及び、複数の制御電極４０を圧電材料によって覆うことで圧電膜６０を作製する。圧電材料は、例えば、Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ）である。
　詳細には、まず、スピンコータは、スピンコートによって、表面層１０、複数の認識電極３０、及び、複数の制御電極４０上に、圧電材料を塗布する。この場合、具体的には、スピンコートによって、表面層１０、複数の認識電極３０、及び、複数の制御電極４０上に、圧電材料の溶液を塗布する。圧電材料の溶液は、例えば、Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ）を溶質とし、ＤＥＣ（炭酸ジエチル）を溶媒とする溶液である。例えば、１０００ｒｐｍで３０秒のスピンコートを実行する。次に、ベイク装置は、圧電材料の溶液をベイクする。例えば、１３０度、２分のベイクを実行する。その結果、表面層１０、複数の認識電極３０、及び、複数の制御電極４０上に、圧電膜６０が形成される。圧電膜６０の厚みは、例えば、約１μｍである。
　次に、図９（ｂ）に示すように、工程Ｓ６において、聴覚デバイス製造システムは、電極層５０を作製する。具体的には、スパッタリング装置が、金属材料のスパッタリングにより、圧電膜６０上に電極層５０を作製する。
　次に、図１０（ａ）に示すように、工程Ｓ７において、聴覚デバイス製造システムは、基板２０を作製する。好ましくは、合成樹脂によって基板２０を作製する。合成樹脂は、例えば、ＳＵ－８である。具体的には、フォトリソグラフィーによって、基板２０を作製する。フォトリソグラフィーは、例えば、マスクレス・リソグラフィーである。
　詳細には、まず、スピンコータは、スピンコートによって、電極層５０上に合成樹脂材料を塗布する。例えば、５００ｒｐｍで５秒、次に、８００ｒｐｍで３０秒のスピンコートを実行する。次に、ベイク装置は、電極層５０上に塗布された合成樹脂材料をベイクする。例えば、９５度、１時間のベイクを実行する。次に、ベイクされた合成樹脂材料に対して、露光装置（具体的には、ＬＥＤ描画装置）によって、長孔２１を有する基板２０に対応するパターンを露光する。例えば、ベイクされた合成樹脂材料のうち、露光された部分が硬化する。なお、フォトマスクを使用してパターンを露光してもよい。次に、ベイク装置は、パターンが露光された合成樹脂材料をベイクする。例えば、６５度、１分のベイク後、９５度、１０分のベイクを実行する。次に、現像装置は、ベイク後の合成樹脂材料を現像する。次に、ベイク装置は、現像後の合成樹脂材料をハードベイクし、圧電材料を結晶化する。例えば、１３０度、２時間のハードベイクを実行する。以上の結果、電極層５０上に、長孔２１を有する合成樹脂の基板２０が形成される。基板２０の厚みは、例えば、約１μｍである。
　次に、図１０（ｂ）に示すように、工程Ｓ８において、聴覚デバイス製造システムのエッチング装置は、金属膜８１のエッチング液により、ガラス基板８０の金属膜８１から聴覚デバイス１を剥離する。その結果、聴覚デバイス１が完成する。
　以上、図７～図１０を参照して説明したように、本実施形態に係る聴覚デバイス製造方法よれば、表面層１０によって圧電膜６０を覆う。従って、聴覚デバイス１が蝸牛３０１の内部に配置されてリンパ液に浸かった場合であっても、圧電膜６０の耐久性を向上できる。
　また、本実施形態に係る聴覚デバイス製造方法では、表面層１０及び基板２０を合成樹脂で形成し、基板Ｗの長孔２１をフォトリソグラフィーで形成する。従って、深掘りＲＩＥを実行することなく、基板２０に長孔２１を容易に形成できる。
　更に、本実施形態に係る聴覚デバイス製造方法において、工程Ｓ３では、表面層１０を形成する。次に、工程Ｓ４では、表面層１０上に複数の認識電極３０及び複数の制御電極４０を形成する。次に、工程Ｓ５では、表面層１０、複数の認識電極３０、及び、複数の制御電極４０を圧電材料によって覆うことで圧電膜６０を形成する。次に、工程Ｓ６では、圧電膜６０上に電極層５０を形成する。次に、工程Ｓ７では、電極層５０上に基板２０を形成する。このように、少なくとも、工程Ｓ３～工程Ｓ７を実行することで、聴覚デバイス１を製造できる。
　特に、本実施形態では、表面層１０を形成する合成樹脂は、エントロピー弾性よりもエネルギー弾性が支配的な弾性体である。つまり、表面層１０を形成する合成樹脂は、ゴムよりも弾性率が大きい弾性体である。従って、工程Ｓ８において、金属膜８１から、聴覚デバイス１を容易に剥離できる。
　ゴムの弾性率は、例えば、常温で、１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下である。また、エントロピー弾性とは、ゴム弾性のことであり、弾性体に外力が加わった場合に、エネルギーを弾性体が吸収し、元の状態に戻ろうとする性質のことである。エネルギー弾性とは、弾性体に外力が加わった場合に、エネルギーが弾性体に溜められず、弾性体の破壊にエネルギーが変えられてしまう性質のことである。
　次に、図１１を参照して、聴覚デバイス１を備える聴覚システムＳＹＳを説明する。図１１は、聴覚システムＳＹＳを示すブロック図である。図１１に示すように、聴覚システムＳＹＳは、聴覚デバイス１と、コントローラ２とを備える。コントローラ２は聴覚デバイス１を制御する。コントローラ２は、例えば、マイクロコンピュータである。具体的には、コントローラ２は、複数の増幅回路４と、処理部３とを備える。増幅回路４は、例えば、アンプ、抵抗素子、及び、コンデンサを含む。処理部３は、例えば、プロセッサ、メモリ、及び、電源を含む。コントローラ２は、例えば、鼓室２０２（図１）に配置される。
　複数の認識電極３０は、それぞれ、複数の増幅回路４と接続される。また、複数の認識電極３０は、それぞれ、複数の信号線によって聴神経４０１に接続される。具体的には、認識電極３０の第１端部３０ａが、増幅回路４及び聴神経４０１に接続される。複数の増幅回路４は、処理部３に接続される。複数の制御電極４０は、処理部３に接続される。具体的には、制御電極４０の第１端部４０ａが処理部３に接続される。電極層５０は、グランド電極として機能し、コントローラ２に接続される。なお、電極層５０は、電気的に浮いていてもよい。
　鼓膜１０２から圧電膜６０の振動感知領域６１における各部位に伝わった振動は、振動感知領域６１の各部位によって、共振周波数（特徴周波数）ごとに電気信号ＳＧａに変換される。そして、各電気信号ＳＧａは、各部位に接触している認識電極３０から聴神経４０１に伝達される。その結果、ヒトは、耳ＥＡから入った音を認識できる。このように、振動感知領域６１は基底膜３０２を模倣し、振動感知領域６１及び認識電極３０は内有毛細胞３０５を模倣している。
　特に、処理部３は、圧電膜６０の振動感知領域６１に対してフィードバック制御を実行することで、基底膜３０２及び有毛細胞３０４の機能をより精密に再現する。
　具体的には、各電気信号ＳＧａは、各認識電極３０から各増幅回路４に出力される。複数の増幅回路４は、それぞれ、複数の電気信号ＳＧａを増幅し、複数の増幅信号ＳＧｂを処理部３に出力する。
　処理部３は、各増幅信号ＳＧｂに基づいて所定処理を実行して、各制御信号ＳＧｃを生成する。所定処理は、健聴者の基底膜３０２及びコルチ器３０３の機能を模倣するための処理である。例えば、所定処理は、微弱な振動（微弱な音刺激）を増幅し、過大な振動（過大な音刺激）を抑制するように、制御信号ＳＧｃを生成する処理である。
　処理部３は、複数の制御信号ＳＧｃを、それぞれ、複数の制御電極４０に出力する。各制御電極４０は、各制御信号ＳＧｃを圧電膜６０の振動感知領域６１における各部位に印加する。従って、振動感知領域６１の各部位は、各制御信号ＳＧｃの電圧値に応じて振動する。その結果、各認識電極３０は、各制御信号ＳＧｃによって制御された各部位の振動に応じた各電気信号ＳＧａを聴神経４０１に伝達する。よって、ヒトは、健聴者に更に近い品質で音を認識できる。このように、処理部３及び制御電極４０は、外有毛細胞３０６を模倣している。
　（変形例）
　図１１及び図１２を参照して、本実施形態の変形例に係る聴覚デバイス１Ａを説明する。変形例は制御電極４０を有しない。以下、変形例が上記実施形態と異なる点を主に説明する。
　図１２は、変形例に係る聴覚デバイス１Ａを示す分解斜視図である。図１２に示すように、聴覚デバイス１Ａは、表面層１０と、複数の認識電極３０と、圧電膜６０と、電極層５０と、基板２０とを備える。従って、聴覚デバイス１Ａは、制御電極４０を備えていない。従って、変形例では、図１１の処理部３が設けられず、複数の増幅回路４が設けられる。そして、複数の認識電極３０が、それぞれ、複数の増幅回路４に接続される。更に、各増幅回路４は、増幅信号ＳＧｂを、各信号線によって、聴神経４０１に伝達する。
　以上、図面を参照して本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施できる。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、または、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。
　また、図面は、発明の理解を容易にするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。
　（１）図８（ａ）に示す工程Ｓ３において、射出成形によって表面層１０を作製してもよい。また、図１０（ａ）に示す工程Ｓ７において、射出成形によって基板２０を作製してもよい。この場合、金型を利用するため、深掘りＲＩＥを実行することなく、容易に基板２０に長孔２１を形成できる。その結果、聴覚デバイス１の製造コストを低減できるとともに、歩留まりを向上できる。また、射出成形によって容易に表面層１０及び基板２０を形成できるため、聴覚デバイス１の大量生産が容易になる。
　また、工程Ｓ３の射出成形と工程Ｓ７の射出成形とを同時に実行してもよい。具体的には、複数の認識電極３０、複数の制御電極４０、及び、電極層５０が形成された圧電膜６０をインサート品として、射出成形によって、表面層１０及び基板２０を形成する。
　（２）図１２に示す変形例では、図８（ａ）に示す工程Ｓ３において、第２開口１０ｂは作製されない。また、図８（ｂ）に示す工程Ｓ４では、制御電極４０は作製されない。
　（３）図５及び図１２において、表面層１０が圧電膜６０を覆う限りにおいては、表面層１０及び／または基板２０が、例えば、半金属または金属によって形成されていてもよい。ただし、上述のように、製造コスト及び大量生産の観点からは、表面層１０または基板２０の材料が合成樹脂であることが好ましい。表面層１０及び基板２０の双方の材料が合成樹脂であることが更に好ましい。
　（４）例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）のような微細加工技術（ナノ・マイクロメートルの三次元構造物を作製する技術）を利用することで、認識電極３０及び制御電極４０の各々の幅を、例えば、約１０μｍで作製する。この場合、聴覚デバイス１、１Ａを引き延ばしたときの長さを、蝸牛３０１を引き延ばしたときの長さである「約３０ｍｍ」程度にすると、認識電極３０及び制御電極４０の各々を、約３０００個配置できる。その結果、聴覚デバイス１、１Ａは、蝸牛３０１をより精度良く模倣できる。よって、ヒトは、聴覚デバイス１、１Ａによって、より品質の良い音を認識できる。
　本発明は、聴覚デバイス、及び、聴覚デバイス製造方法を提供するものであり、産業上の利用可能性を有する。
１、１Ａ　聴覚デバイス
１０　表面層
２０　基板
３０　認識電極（電極）
４０　制御電極
５０　電極層
６０　圧電膜

Claims (11)

  1. 　哺乳類の体内に配置することの可能な聴覚デバイスであって、
    　振動を電気信号に変換する圧電膜と、
    　前記圧電膜の厚み方向の一方側において、前記圧電膜に接触する複数の電極と、
    　前記圧電膜の前記厚み方向の他方側において、前記圧電膜に接触する電極層と、
    　長孔を有し、前記電極層を介して前記圧電膜を支持する基板と、
    　前記電極層の反対側から前記圧電膜を覆い、前記複数の電極の各々の少なくとも一部を露出させる表面層と
    　を備え、
    　前記長孔の延設方向の一方端部の幅は、前記長孔の前記延設方向の他方端部の幅よりも小さい、聴覚デバイス。
  2. 　前記表面層及び前記基板の材料は、合成樹脂である、請求項１に記載の聴覚デバイス。
  3. 　前記表面層は、ゴムよりも弾性率が大きい弾性体である、請求項１または請求項２に記載の聴覚デバイス。
  4. 　前記表面層の機械的性質を示す物性値は、前記圧電膜の機械的性質を示す物性値と近似している、請求項１または請求項２に記載の聴覚デバイス。
  5. 　前記圧電膜は、螺旋状に延びる、請求項１または請求項２に記載の聴覚デバイス。
  6. 　哺乳類の体内に配置することの可能な聴覚デバイスを製造するための聴覚デバイス製造方法であって、
    　表面層を作製する工程と、
    　複数の電極を作製する工程と、
    　圧電膜を作製する工程と、
    　電極層を作製する工程と、
    　長孔を有する基板を作製する工程と
    　を含み、
    　前記長孔の延設方向の一方端部の幅は、前記長孔の前記延設方向の他方端部の幅よりも小さく、
    　前記表面層、前記複数の電極、前記圧電膜、前記電極層、及び、前記基板は、この配列で配置される、聴覚デバイス製造方法。
  7. 　前記表面層を作製する前記工程では、合成樹脂によって前記表面層を作製し、
    　前記基板を作製する前記工程では、合成樹脂によって前記基板を作製する、請求項６に記載の聴覚デバイス製造方法。
  8. 　前記表面層を作製する前記工程では、フォトリソグラフィーまたは射出成形によって前記表面層を作製し、
    　前記基板を作製する前記工程では、フォトリソグラフィーまたは射出成形によって前記基板を作製する、請求項７に記載の聴覚デバイス製造方法。
  9. 　前記表面層は、ゴムよりも弾性率が大きい弾性体である、請求項６または請求項７に記載の聴覚デバイス製造方法。
  10. 　前記表面層の機械的性質を示す物性値は、前記圧電膜の機械的性質を示す物性値と近似している、請求項６または請求項７に記載の聴覚デバイス製造方法。
  11. 　前記複数の電極を作製する前記工程では、前記表面層上に前記複数の電極を形成し、
    　前記圧電膜を作製する前記工程では、前記表面層及び前記複数の電極を圧電材料によって覆うことで前記圧電膜を形成し、
    　前記電極層を作製する前記工程では、前記圧電膜上に前記電極層を形成し、
    　前記基板を作製する前記工程では、前記電極層上に前記基板を形成する、請求項６または請求項７に記載の聴覚デバイス製造方法。
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