(57)【要約】【課題】圧電体を利用したシート状の振動板を用いたスピーカシステムにおいて、使用周波数帯域で均一な音圧レベル−周波数特性を実現し、音響特性に優れるスピーカシステムを提供する。【解決手段】常温で粘弾性を有する高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体、および、高分子複合圧電体の両面に形成された薄膜電極を有する電気音響変換フィルムと、信号源からの入力信号の信号強度を１オクターブあたり５〜７ｄＢの割合で減衰させて電気音響変換フィルムに供給する駆動回路とを備えることにより、前記目的を達成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
常温で粘弾性を有する高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体、および、前記高分子複合圧電体の両面に形成された薄膜電極を有する電気音響変換フィルムと、
信号源からの入力信号の信号強度を１オクターブあたり５〜７ｄＢの割合で減衰させて前記電気音響変換フィルムに供給する駆動回路と、を備えることを特徴とするスピーカシステム。
【請求項２】
前記電気音響変換フィルムは、前記薄膜電極の少なくとも一方の表面に形成された保護層を有する請求項１に記載のスピーカシステム。
【請求項３】
前記駆動回路は、前記入力信号に対して、信号強度を１オクターブあたり６ｄＢの割合で減衰させて前記電気音響変換フィルムに供給する請求項１または２に記載のスピーカシステム。
【請求項４】
前記駆動回路は、所定の第１カットオフ周波数以上の前記入力信号に対して、信号強度を１オクターブあたり６ｄＢの割合で減衰させるローパスフィルターと、前記入力信号を増幅する定電圧型増幅器とを有するものである請求項３に記載のスピーカシステム。
【請求項５】
前記第１カットオフ周波数が、前記電気音響変換フィルムの最低共振周波数よりも低い周波数である請求項４に記載のスピーカシステム。
【請求項６】
前記駆動回路が、前記入力信号を増幅する定電流型増幅器を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載のスピーカシステム。
【請求項７】
さらに、前記駆動回路が、所定の第２カットオフ周波数以下の前記入力信号に対して、信号強度を減衰させるハイパスフィルターを備える請求項１〜６のいずれか１項に記載のスピーカシステム。
【請求項８】
前記第２カットオフ周波数が前記第１カットオフ周波数以下である請求項７に記載のスピーカシステム。
【請求項９】
前記電気音響変換フィルムの少なくとも一方の主面に密着して配置される粘弾性支持体を有する請求項１〜８のいずれか１項に記載のスピーカシステム。
【請求項１０】
前記粘弾性支持体が、グラスウール、紙、ポリウレタン、磁性流体、塗料およびフェルトの少なくとも１つからなる請求項９に記載のスピーカシステム。
【請求項１１】
さらに、高分子材料が、シアノエチル化ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニリデンクロライドコアクリロニトリル、ポリスチレン−ビニルポリイソプレンブロック共重合体、ポリビニルメチルケトン、および、ポリブチルメタクリレートからなる群から選択される１以上である請求項１〜１０のいずれか１項に記載のスピーカシステム。
【請求項１２】
前記高分子材料がシアノエチル基を有する請求項１〜１１のいずれか１項に記載のスピーカシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電体を利用したシート状の振動板を用いたスピーカシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、圧電体を利用したシート状の振動板を用いたスピーカの研究が盛んに行われている。
例えば、特許文献１には、樹脂や金属などの振動板に圧電セラミックスを貼り付けて、圧電セラミックスに信号に応じた電圧を印加することで、圧電セラミックスの伸縮運動が振動板の屈曲運動に変換され、音（音波）を発するスピーカが開示されている。
また、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ：Ｐｏｌｙ  ＶｉｎｙｌｉＤｅｎｅ  Ｆｌｕｏｒｉｄｅ）の一軸延伸フィルムなどの高分子圧電材料や、高分子材料をマトリックスとして粉末状の圧電セラミックス粒子を分散してなる高分子複合圧電体など、シート状の圧電材料の両面に電極層を形成してなる、いわゆる圧電フィルムを振動体として利用するスピーカも利用されている（特許文献２）。
【０００３】
一般に、直接放射型のスピーカにおいて、スピーカからの出力音圧は振動体の振動加速度に比例する。そのため、出力する音の周波数特性を一定にするためには、振動体の加速度を周波数によらず一定にする必要がある。
ここで、振動板（コーン紙）が前後にピストン運動することで音を発するコーン型スピーカのような１自由度の振動モデルでは、図２９に概念的に示すように、最低共振周波数よりも低い周波数帯域では、変位一定の弾性制御領域、共振周波数付近では速度一定の抵抗制御領域、共振周波数よりも高い周波数帯域では加速度一定の質量制御領域となることが知られている。そのため、従来のスピーカでは、最低共振周波数を使用周波数帯域よりも低くして、使用周波数帯域で均一な出力音圧を実現することが行われている。
最低共振周波数ｆ0は、ｆ0＝１／２π×√（ｓ／ｍ）  （ｓ：スティフネス、ｍ：質量）で表される。従って、コーン型スピーカでは最低共振周波数を下げるために、振動系のスティフネスを小さく、質量を大きくする工夫がされている。
ところで、圧電スピーカの場合は、コーン型スピーカのような理想的なピストン運動とは異なり、振動板（圧電体）自体の伸縮運動が屈曲運動に変換されて音を発する仕組みであるため、最低共振周波数を低くするには、振動板自体をできるだけ柔らかく、そして重くする必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４２６７３８号公報
【特許文献２】特開２００８−２９４４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、圧電セラミックスは比重こそ大きいものの、非常に硬いため、最低共振周波数を低くするのは困難であった。
また、ＰＶＤＦなどの高分子圧電材料の場合は比較的柔らかいものの、比重が小さいため、やはり最低共振周波数を低くするのは困難であった。
一方、高分子複合圧電体からなる圧電フィルムの場合は、比重の大きな圧電セラミックス粒子が分散されているため、高分子圧電材料よりも重くすることができ、また、マトリックス材に柔らかい（損失正接が大きい）高分子材料を用いることで、最低共振周波数を低くすることができる。しかしながら、高分子材料が単に柔らかいだけだと、圧電セラミックス粒子の振動エネルギーが吸収されてしまい、エネルギー効率が悪いという問題があった。
【０００６】
ところで、圧電体を利用したシート状の振動板は、様々なモードで屈曲振動するため、最低共振周波数以外にも各モードに対応した共振周波数を有している。そのため、一般に、機械的品質係数（Ｑ値）が大きな圧電セラミックスを振動板に用いた場合は、図３０に概念的に示すグラフのように、各共振周波数付近で音圧レベルにピークを有する音圧−周波数特性となり、聴感上好ましくない。ここで、機械的品質係数（Ｑ値）とは共振特性の鋭さ（共振の強さ）の指標である。
一方、高分子複合圧電体の場合、マトリックスに柔らかい（損失正接が大きい）高分子材料を用いることで、機械的品質係数（Ｑ値）が小さくなるため、図７（ａ）に概念的に示すように、音圧−周波数特性は、平滑になる反面、右肩上がりの直線になることがわかった。これは、各共振ピークの半値幅が広がった結果、ほぼ全域にわたって速度一定の抵抗制御領域になるためである。すなわち、振動加速度は、速度に周波数を掛けた値なので、加速度は周波数に比例して増加することになり、その結果、出力音圧は６ｄＢ／オクターブで増加することになる。
以上のように、高分子複合圧電体のマトリックス材に柔らかい（損失正接が大きい）高分子材料を用いることで、最低共振周波数が低くなると同時に、平滑な音圧−周波数特性が得られるものの、その出力音圧は６ｄＢ／オクターブで直線的に増加するため、入力信号に比べて高音側が強調された音響信号が出力されるという課題に直面した。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みて創案されたもので、圧電体を利用したシート状の振動板を用いたスピーカシステムにおいて、使用周波数帯域で均一な音圧レベル−周波数特性を実現し、更に、音響特性に優れるスピーカシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するために、本発明は、常温で粘弾性を有する高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体、および、高分子複合圧電体の両面に形成された薄膜電極を有する電気音響変換フィルムと、電気音響変換フィルムを支持する支持体とを有するスピーカ、ならびに、信号源からの入力信号の信号強度を１オクターブあたり５〜７ｄＢの割合で減衰させて電気音響変換フィルムに供給する駆動回路、を備えることを特徴とするスピーカシステムを提供する。
【０００９】
このような本発明のスピーカシステムにおいて、電気音響変換フィルムは、薄膜電極の少なくとも一方の表面に形成された保護層を有するのが好ましい。
また、駆動回路は、入力信号に対して、信号強度を１オクターブあたり６ｄＢの割合で減衰させて電気音響変換フィルムに供給するのが好ましい。
【００１０】
また、駆動回路は、所定の第１カットオフ周波数以上の入力信号に対して、信号強度を１オクターブあたり６ｄＢの割合で減衰させるローパスフィルターと、入力信号を増幅する定電圧型増幅器とを有するものであるのが好ましい。
また、第１カットオフ周波数が、電気音響変換フィルムの最低共振周波数よりも低い周波数であるのが好ましい。
【００１１】
あるいは、駆動回路が、入力信号を増幅する定電流型増幅器を備えるのが好ましい。
さらに、前記駆動回路が、所定の第２カットオフ周波数以下の前記入力信号に対して、信号強度を減衰させるハイパスフィルターを備えるのが好ましい。
また、第２カットオフ周波数が第１カットオフ周波数以下であることが好ましい。
【００１２】
また、電気音響変換フィルムの少なくとも一方の主面に密着して配置される粘弾性支持体を有するのが好ましい。
また、粘弾性支持体が、グラスウール、紙、ポリウレタン、磁性流体、塗料およびフェルトの少なくとも１つからなるのが好ましい。
【００１３】
また、高分子材料が、シアノエチル化ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニリデンクロライドコアクリロニトリル、ポリスチレン−ビニルポリイソプレンブロック共重合体、ポリビニルメチルケトン、および、ポリブチルメタクリレートからなる群から選択される１以上であるのが好ましい。
また、高分子材料がシアノエチル基を有するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のスピーカシステムによれば、シート状の振動板をスピーカの振動体として用いて、使用周波数帯域で均一な周波数特性を実現し、音響特性に優れるスピーカシステムを実現できる。
さらに、薄型軽量で可撓性に優れ、しかも、変形されても安定した音響信号の出力が可能なスピーカシステムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のスピーカシステムの一例を概念的に示す回路図である。
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、図１に示すスピーカシステムの圧電スピーカの一例を説明するための概念図である。
【図３】本発明のスピーカシステムに用いられる圧電スピーカの別の例を概念的に示す図である。
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、本発明のスピーカシステムに用いられる圧電スピーカの別の例を説明するための概念図である。
【図５】本発明のスピーカシステムに用いられる電気音響変換フィルムの一例を説明するための概念図である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｅ）は、図５に示す電気音響変換フィルムの製造方法の一例を示す概念図である。
【図７】図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、図２に示す圧電スピーカの周波数特性を概念的に示すグラフである。
【図８】図１の定電圧型パワーアンプの一例の回路図である。
【図９】本発明のスピーカシステムの他の例を概念的に示す回路図である。
【図１０】本発明のスピーカシステムの他の例を概念的に示す回路図である。
【図１１】本発明のスピーカシステムの他の例を概念的に示す回路図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、図５に示す電気音響変換フィルムの等価回路を示す図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示す等価回路の電気インピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
【図１３】図１１の定電流型パワーアンプの一例の回路図である。
【図１４】本発明のスピーカシステムの他の例を概念的に示す回路図である。
【図１５】図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）は、本発明に用いられる電気音響変換フィルムおよび比較材料における動的粘弾性の温度依存性を示す図である。
【図１６】図１６（Ａ）および図１６（Ｂ）は、本発明に用いられる電気音響変換フィルムおよび比較材料のマトリックスに用いた高分子材料単体の動的粘弾性の温度依存性を示す図である。
【図１７】本発明に用いられる電気音響変換フィルムのスピーカ性能に及ぼす保護層の厚さの影響を示す図である。
【図１８】本発明に用いられる電気音響変換フィルムの動的粘弾性特性に及ぼす保護層および薄膜電極の厚さの影響を示す図であり、図１８（Ａ）は保護層の厚さの影響を、図１８（Ｂ）は薄膜電極の厚さの影響を、それぞれ、示す図である。
【図１９】本発明に用いられる電気音響変換フィルムのスピーカ性能に及ぼす薄膜電極の厚さの影響を示す図である。
【図２０】本発明に用いられる電気音響変換フィルムの動的粘弾性測定から得られたマスターカーブを示す図である。
【図２１】図２１（Ａ）および図２１（Ｂ）は、本発明のスピーカシステムの周波数特性を示す図である。
【図２２】図２２（Ａ）および図２２（Ｂ）は、本発明のスピーカシステムの周波数特性を示す図である。
【図２３】図２３（Ａ）および図２３（Ｂ）は、本発明のスピーカシステムの周波数特性を示す図である。
【図２４】図２４（Ａ）および図２４（Ｂ）は、本発明のスピーカシステムの周波数特性を示す図である。
【図２５】図２５（Ａ）および図２５（Ｂ）は、本発明のスピーカシステムの周波数特性を示す図である。
【図２６】図２６（Ａ）および図２６（Ｂ）は、本発明のスピーカシステムの周波数特性を示す図である。
【図２７】図２７（Ａ）および図２７（Ｂ）は、本発明のスピーカシステムの周波数特性を示す図である。
【図２８】図２８（Ａ）および図２８（Ｂ）は、本発明のスピーカシステムの周波数特性を示す図である。
【図２９】従来のスピーカシステムの周波数特性を概念的に示すグラフである。
【図３０】従来のスピーカシステムの周波数特性を概念的に示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のスピーカシステムについて、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
【００１７】
図１に、本発明のスピーカシステムの一例の回路図を概念的に示す。
図１に示すスピーカシステム２００は、圧電スピーカ４０と、ローパスフィルター２０４および定電圧型増幅器２０６を有し信号源２５０からの入力信号を増幅して圧電スピーカ４０を駆動する駆動回路２０２と、を有して構成される。
後に詳述するが、本発明のスピーカシステムは、常温で粘弾性を有する高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合体を、スピーカの振動板として用いることで、最低共振周波数を下げると同時に、機械的品質係数（Ｑ値）が小さくなることで屈曲運動の各モードに伴う共振ピークを低減し、さらに、入力信号の信号強度を１オクターブあたり６ｄＢの割合で減衰させる補正を行うことにより、使用周波数帯域で均一な音圧レベル−周波数特性を実現するものである。
【００１８】
図２（Ａ）および図２（Ｂ）に、圧電スピーカ４０の一例の概念図を示す。図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、圧電スピーカ４０は、平板型のスピーカである。なお、図２（Ａ）および図２（Ｂ）においては、図２（Ｂ）が、変換フィルム１０の振動方向（音の放射方向）から見た図であり、図２（Ａ）は、図２（Ｂ）に対して直交方向から見た図２（Ｂ）のａ−ａ線断面図である。
【００１９】
この圧電スピーカ４０は、電気音響変換フィルム１０（以下、『変換フィルム』ともいう）と、ケース４２と、粘弾性支持体４６と、枠体４８とを有して構成される。
変換フィルム１０は、圧電体層１２と、圧電体層１２の両面に設けられる薄膜電極１４および１６と、両薄膜電極の表面に設けられる保護層１８および２０とからなる圧電フィルムであり、圧電スピーカ４０は、この変換フィルム１０を、電気信号を振動エネルギーに変換するスピーカ用振動板として用いる、平板型の圧電スピーカである。
なお、変換フィルム１０については、後に詳述する。
【００２０】
ケース４２は、プラスチック等で形成される、一面が開放する薄い正四角筒状の筐体である。なお、本発明の振動体を利用する圧電スピーカにおいて、ケース４２（すなわち圧電スピーカ）は、四角筒状に限定はされず、円筒状や底面が長方形の四角筒状等の各種の形状の筐体が利用可能である。
また、枠体４８は、中央に貫通孔を有する、ケース４２の上端面（開放面側）と同様の形状を有する板材である。
さらに、粘弾性支持体４６は、適度な粘性と弾性を有し、変換フィルム１０を支持すると共に、圧電フィルムのどの場所でも一定の機械的バイアスを与えることによって、変換フィルムの伸縮運動を無駄なく前後運動（フィルムの面に垂直な方向の運動）に変換させるためのものである。一例として、羊毛のフェルト、レーヨンやＰＥＴを含んだ羊毛のフェルトなどの不織布、グラスウール、或いはポリウレタンなどの発泡材料（発泡プラスチック）、紙を複数枚重ねたもの、塗料等が例示される。
図示例において、粘弾性支持体４６は、ケース４２の底面とほぼ同等の底面形状を有する四角柱状である。なお、粘弾性支持体４６の比重には、特に限定はなく、粘弾性支持体の種類に応じて、適宜、選択すればよい。一例として、粘弾性支持体としてフェルトを用いた場合には、比重は、５０〜５００ｋｇ／ｍ3が好ましく、１００〜３００ｋｇ／ｍ3がより好ましい。また、粘弾性支持体としてグラスウールを用いた場合には、比重は、１０〜１００ｋｇ／ｍ3が好ましい。
【００２１】
圧電スピーカ４０においては、このケース４２の中に粘弾性支持体４６を収容して、変換フィルム１０によってケース４２および粘弾性支持体４６を覆い、変換フィルム１０の周辺を枠体４８によってケース４２の上端面に押圧した状態で、枠体４８をケース４２に固定して、構成される。
なお、ケース４２への枠体の固定方法には、特に限定はなく、ビスやボルトナットを用いる方法、固定用の治具を用いる方法等、公知の方法が、各種、利用可能である。
【００２２】
ここで、この圧電スピーカ４０においては、粘弾性支持体４６は、高さ（厚さ）がケース４２の内面の高さよりも厚い、四角柱状である。すなわち、図２（Ｃ）に模式的に示すように、変換フィルム１０および枠体４８が固定される前の状態では、粘弾性支持体４６は、ケース４２の上面よりも突出した状態となっている。
そのため、圧電スピーカ４０では、粘弾性支持体４６の周辺部では、粘弾性支持体４６が変換フィルム１０によって下方に押圧されて厚さが薄くなった状態で、保持される。また、同じく粘弾性支持体４６の周辺部において、変換フィルム１０の曲率が急激に変動し、変換フィルム１０に、粘弾性支持体４６の周辺に向かって低くなる立上がり部（傾斜部）４０ａが形成される。さらに、変換フィルム１０の中央領域は四角柱状の粘弾性支持体４６に押圧されて、（略）平面状になっている。
また、この際においては、変換フィルム１０の面方向において、粘弾性支持体４６の全面を押圧して、全面的に厚さが薄くなるようにするのが好ましい。
【００２３】
なお、変換フィルム１０を利用する圧電スピーカにおいて、変換フィルム１０による粘弾性支持体４６の押圧力には、特に限定はないが平面部（平坦部）における面圧で０．００５〜１．０MPa、特に０．０２〜０．２ＭＰａ程度とするのが好ましい。
立上がり部４０ａの角度（中央の平面部に対する傾斜角度（平均の傾斜角度））にも、特に限定はないが、変換フィルム１０の十分な上下運動が可能になる等の点で、３〜９０°、特に１０〜６０°程度とするのが好ましい。
変換フィルム１０の高低差（図示例では、枠体４８の底面に最も低い所と最も遠い所との距離の差）にも、特に限定はないが、薄型の平面スピーカが得られる、変換フィルム１０の十分な上下運動が可能になる等の点で、１〜５０ｍｍ、特に５〜２０ｍｍ程度とするのが好ましい。
加えて、粘弾性支持体４６の厚さにも、特に限定は無いが、押圧される前の厚さが、１〜１００ｍｍ、特に１０〜５０ｍｍであるのが好ましい。
【００２４】
このような圧電スピーカ４０において、圧電体層１２への電圧印加によって、変換フィルム１０が面内方向に伸長すると、この伸長分を吸収するために、変換フィルム１０の立上がり部４０ａが、立ち上がる方向（変換フィルム１０の面方向に対する角度が９０°に近くなる方向）に僅かに角度を変える。その結果、平面状の部分を有する変換フィルム１０は、上方（音の放射方向）に移動する。
逆に、圧電体層１２への電圧印加によって、変換フィルム１０が面内方向に収縮すると、この収縮分を吸収するために、変換フィルム１０の立上がり部４０ａが、倒れる方向（平面に近くなる方向）に僅かに角度を変える。その結果、平面状の部分を有する変換フィルム１０は、下方に移動する。
圧電スピーカ４０は、この変換フィルム１０の振動によって、音を発生する。
【００２５】
変換フィルム１０の立上がり部４０ａにおいて、粘弾性支持体４６は枠体４８に近づくほど厚さ方向に圧縮された状態になるが、静的粘弾性効果（応力緩和）によって、圧電フィルムのどの場所でも機械的バイアスを一定に保つことができる。これにより、圧電フィルムの伸縮運動が無駄なく前後運動へと変換されるため、薄型、かつ、十分な音量が得られ、音響特性に優れる平面状の圧電スピーカを得ることができる。
【００２６】
図示例の圧電スピーカ４０は、枠体４８によって、変換フィルム１０の周辺全域をケース４２（すなわち、粘弾性支持体４６）に押し付けているが、本発明は、これに限定されない。
すなわち、変換フィルム１０を利用する圧電スピーカは、枠体４８を有さずに、例えばケース４２の４箇所の角において、ビスやボルトナット、治具などによって、変換フィルム１０を枠体４８の上面に押圧／固定してなる構成も利用可能である。
また、ケース４２と変換フィルム１０との間には、Ｏリング等を介在させてもよい。このような構成を有することにより、ダンパ効果を持たせることができ、変換フィルム１０の振動がケース４２に伝達されることを防止して、より優れた音響特性を得ることができる。
【００２７】
また、変換フィルム１０を利用する圧電スピーカは、粘弾性支持体４６を収容するケース４２を有さなくても良い。
すなわち、図３の圧電スピーカ５０の断面図で、その一例を概念的に示すように、剛性を有する支持板５２の上に粘弾性支持体４６を載置し、粘弾性支持体４６を覆って変換フィルム１０を載せ、先と同様の枠体４８を周辺部に載置する。次いで、ビス５４によって枠体４８を支持板５２に固定することにより、枠体４８と一緒に粘弾性支持体４６を押圧して、粘弾性支持体４６の周辺部を薄くし、かつ、変換フィルム１０の傾斜部を形成した構成も、利用可能である。
このようなケース４２を有さない構成でも、枠体４８を用いずに、ビス等によって粘弾性支持体４６を押圧して薄くした状態として、保持してもよい。
なお、支持板５２の大きさとしては圧電スピーカ５０よりも大きくても良く、更に支持板５２の材質としては、ポリスチレンや発泡ＰＥＴ、或いはカーボンファイバーなどの各種振動板を用いることで、圧電スピーカの振動を更に増幅する効果も期待できる。
【００２８】
さらに、変換フィルム１０を利用する圧電スピーカは、周辺を押圧する構成にも限定はされず、例えば、粘弾性支持体４６と変換フィルム１０の積層体の中央を、何らかの手段によって押圧して、粘弾性支持体４６を薄くした状態で保持してなる構成も利用可能である。
すなわち、変換フィルム１０を利用する圧電スピーカは、粘弾性支持体４６が変換フィルム１０によって押圧されて厚さが薄くなった状態を保持し、かつ、この押圧／保持によって、変換フィルム１０の曲率が急激に変動し、変換フィルム１０に立上がり部４０ａが形成された構成であれば、各種の構成が利用可能である。
あるいは、変換フィルム１０に樹脂フィルムを貼り付けて張力を付与する（保持する）構成としてもよい。樹脂フィルムで保持する構成とし、湾曲させた状態で保持できるようにすることでフレキシブルなスピーカとすることができる。
あるいは、変換フィルム１０を湾曲したフレームに張り上げた構成としてもよい。
【００２９】
図２（Ａ）〜図２（Ｃ）および図３に示す圧電スピーカは、粘弾性支持体４６を利用しているが、変換フィルム１０を利用する圧電スピーカは、この構成に限定はされない。
【００３０】
例えば、図４（Ｃ）に示す圧電スピーカ５６が例示される。
この圧電スピーカ５６は、まず、図４（Ａ）に示すように、同様のケース４２として気密性を有する物を用い、ケース４２内に空気を導入するパイプ４２ａを設ける。
このケース４２の開放側の端部上面にＯリング５７を設け、ケース４２の開放面を閉塞するように、変換フィルム１０で覆う。
【００３１】
次いで、図４（Ｂ）に示すように、ケース４２の外周と略同一の内周を有する、略Ｌ字状の断面を有する枠体状の押さえ蓋５８を、ケース４２の外周に嵌合する（図４（Ｂ）および（Ｃ）においては、Ｏリング５７は省略）。
これにより、変換フィルム１０をケース４２押圧して固定し、変換フィルム１０によって、ケース４２の内部を気密に閉塞する。
【００３２】
さらに、図４（Ｃ）に示すように、パイプ４２ａからケース４２内（ケース４２と変換フィルム１０とによる閉空間）に空気を導入して、変換フィルム１０に圧力を掛けて、凸状に膨らました状態で、保持して、圧電スピーカ５６とする。
ケース４２内の圧力には、限定はなく、変換フィルム１０が外方に凸状に膨らむ、大気圧以上であれば良い。
また、ケース内に導入するのは空気以外の気体でも良い。
なお、パイプ４２ａは、固定されていても、着脱自在にしてもよい。パイプ４２ａを取り外す際には、パイプの着脱部を気密に閉塞するのは、当然である。
【００３３】
なお、内部に圧力を掛ける構成とすると、空気ばねの影響で歪み成分が増大し、音質が低下するおそれがある。一方、グラスウールやフェルト等の粘弾性支持体で変換フィルム１０を支持する構成の場合は、粘性を付与することになるため、歪み成分が増大することなく好適である。
また、ケース４２内に充填するのは気体以外でも良く、磁性流体や塗料でも適度な粘性を付与できれば使用可能である。
【００３４】
次に、変換フィルム１０について詳細に説明する。
図５に電気音響変換フィルム１０の一例を概念的に示す。
図５に示す変換フィルム１０は、基本的に、高分子複合圧電体からなる圧電体層１２と、圧電体層１２の一面に設けられる薄膜電極１４および他面に設けられる薄膜電極１６と、薄膜電極１４の表面に設けられる保護層１８および薄膜電極１６の表面に設けられる保護層２０と、を有して構成される。
【００３５】
変換フィルム１０において、圧電体層１２は、高分子複合圧電体からなるものである。
本発明において、圧電体層１２を形成する高分子複合圧電体は、常温で粘弾性を有する高分子材料からなる粘弾性マトリックス２４中に、圧電体粒子２６を均一に分散したものである。また、好ましくは、圧電体層１２は、分極処理されている。
なお、本明細書において、「常温」とは、０〜５０℃程度の温度域を指す。
【００３６】
一般に、高分子固体は粘弾性緩和機構を有しており、温度上昇あるいは周波数の低下とともに大きなスケールの分子運動が貯蔵弾性率（ヤング率）の低下（緩和）あるいは損失弾性率の極大（吸収）として観測される。その中でも、非晶質領域の分子鎖のミクロブラウン運動によって引き起こされる緩和は、主分散と呼ばれ、非常に大きな緩和現象が見られる。この主分散が起きる温度がガラス転移点（Ｔｇ）であり、最も粘弾性緩和機構が顕著に現れる。
本発明は、高分子複合圧電体（圧電体層１２）において、ガラス転移点が常温にある高分子材料、言い換えると、常温で粘弾性を有する高分子材料をマトリックスに用いることで、２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの振動に対しては硬く、数Ｈｚ以下の遅い振動に対しては柔らかく振舞う高分子複合圧電体が実現する。特に、この振舞いが好適に発現する等の点で、周波数１Ｈｚでのガラス転移温度が常温にある高分子材料を、高分子複合圧電体のマトリックスに用いるのが好ましい。
【００３７】
常温で粘弾性を有する高分子材料としては、公知の各種のものが利用可能である。好ましくは、常温において、動的粘弾性試験による周波数１Ｈｚにおける損失正接Ｔａｎδの極大値が、０．５以上有る高分子材料を用いる。
これにより、高分子複合圧電体が外力によってゆっくりと曲げられた際に、最大曲げモーメント部における高分子マトリックス／圧電体粒子界面の応力集中が緩和され、高い可撓性が期待できる。
【００３８】
また、高分子材料は、動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０℃において１００ＭＰａ以上、５０℃において１０ＭＰａ以下であることが好ましい。
これにより、高分子複合圧電体が外力によってゆっくりと曲げられた際に発生する曲げモーメントが低減できると同時に、２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの音響振動に対しては硬く振る舞うことができる。
【００３９】
また、高分子材料は、比誘電率が２５℃において１０以上有ると、より好適である。
これにより、高分子複合圧電体に電圧を印加した際に、高分子マトリックス中の圧電体粒子にはより高い電界が掛かるため、大きな変形量が期待できる。
しかしながら、その反面、良好な耐湿性の確保等を考慮すると、高分子材料は、比誘電率が２５℃において１０以下であるのも、好適である。
【００４０】
このような条件を満たす高分子材料としては、シアノエチル化ポリビニルアルコール（以下、シアノエチル化ＰＶＡ）、ポリ酢酸ビニル、ポリビニリデンクロライドコアクリロニトリル、ポリスチレン−ビニルポリイソプレンブロック共重合体、ポリビニルメチルケトン、および、ポリブチルメタクリレート等が例示される。また、これらの高分子材料としては、ハイブラー５１２７（クラレ社製）などの市販品も、好適に利用可能である。
なお、これらの高分子材料は、１種のみを用いてもよく、複数種を併用（混合）して用いてもよい。
【００４１】
本発明において、粘弾性マトリックス２４はシアノエチル化ＰＶＡ単体など、単体の粘弾性材料からなるものに限定はされない。
すなわち、粘弾性マトリックス２４には、誘電特性や機械特性の調整等を目的として、シアノエチル化ＰＶＡ等の粘弾性材料に加え、必要に応じて、その他の誘電性高分子材料を添加しても良い。
【００４２】
添加可能な誘電性高分子材料としては、一例として、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体及びポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体等のフッ素系高分子、シアン化ビニリデン−酢酸ビニル共重合体、シアノエチルセルロース、シアノエチルヒドロキシサッカロース、シアノエチルヒドロキシセルロース、シアノエチルヒドロキシプルラン、シアノエチルメタクリレート、シアノエチルアクリレート、シアノエチルヒドロキシエチルセルロース、シアノエチルアミロース、シアノエチルヒドロキシプロピルセルロース、シアノエチルジヒドロキシプロピルセルロース、シアノエチルヒドロキシプロピルアミロース、シアノエチルポリアクリルアミド、シアノエチルポリアクリレート、シアノエチルプルラン、シアノエチルポリヒドロキシメチレン、シアノエチルグリシドールプルラン、シアノエチルサッカロース及びシアノエチルソルビトール等のシアノ基あるいはシアノエチル基を有するポリマー、ニトリルゴムやクロロプレンゴム等の合成ゴム等が例示される。
中でも、シアノエチル基を有する高分子材料は、好適に利用される。
また、圧電体層１２の粘弾性マトリックス２４において、シアノエチル化ＰＶＡに加えて添加される誘電性ポリマーは、１種に限定はされず、複数種を添加してもよい。
【００４３】
また、誘電性ポリマー以外にも、ガラス転移点Ｔｇを調整する目的で、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、メタクリル樹脂、ポリブテン、イソブチレン、等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、マイカ、等の熱硬化性樹脂を添加しても良い。
更に、粘着性を向上する目的で、ロジンエステル、ロジン、テルペン、テルペンフェノール、石油樹脂、等の粘着付与剤を添加しても良い。
【００４４】
圧電体層１２の粘弾性マトリックス２４において、シアノエチル化ＰＶＡ等の粘弾性材料以外のポリマーを添加する際の添加量には、特に限定は無いが、粘弾性マトリックス２４に占める割合で３０重量％以下とするのが好ましい。
これにより、粘弾性マトリックス２４における粘弾性緩和機構を損なうことなく、添加する高分子材料の特性を発現できるため、高誘電率化、耐熱性の向上、圧電体粒子２６や電極層との密着性向上等の点で好ましい結果を得ることができる。
【００４５】
また、粘弾性マトリックス２４は、シアノエチル化ＰＶＡを含有するものに限定はされず、例えば、シアノエチル化プルラン等のシアノエチル基を有する材料を用いることができる。また粘弾性マトリックス２４として用いられる材料は、常温で粘弾性を有することが好ましい。
【００４６】
圧電体粒子２６は、ペロブスカイト型或いはウルツ鉱型の結晶構造を有するセラミックス粒子からなるものである。
圧電体粒子２６を構成するセラミックス粒子としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸ジルコン酸ランタン酸鉛（ＰＬＺＴ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、および、チタン酸バリウムとビスマスフェライト（ＢｉＦｅ３）との固溶体（ＢＦＢＴ）等が例示される。
【００４７】
本発明において、圧電体粒子２６の粒径には、特に限定は無い。しかしながら、本発明者の検討によれば、圧電体粒子２６の粒径は、１〜１０μｍが好ましい。
圧電体粒子２６の粒径を上記範囲とすることにより、高い圧電特性とフレキシビリティとを両立できる等の点で好ましい結果を得ることができる。
【００４８】
図５等においては、圧電体層１２中の圧電体粒子２６は、粘弾性マトリックス２４中に、規則性を持って分散されているが、本発明は、これに限定はされない。
すなわち、圧電体層１２中の圧電体粒子２６は、好ましくは均一に分散されていれば、粘弾性マトリックス２４中に不規則に分散されていてもよい。
【００４９】
変換フィルム１０において、圧電体層１２（高分子複合圧電体）中における粘弾性マトリックス２４と圧電体粒子２６との量比には、特に限定はない。粘弾性マトリックス２４と圧電体粒子２６との量比は、変換フィルム１０のサイズ（面方向の大きさ）や厚さ、変換フィルム１０の用途、変換フィルム１０に要求される特性等に応じて、適宜、設定すればよい。
ここで、本発明者の検討によれば、圧電体層１２中における圧電体粒子２６の体積分率は、３０〜７０％が好ましく、特に、５０％以上とするのが好ましく、従って、５０〜７０％とするのが、より好ましい。
粘弾性マトリックス２４と圧電体粒子２６との量比を上記範囲とすることにより、高い圧電特性とフレキシビリティとを両立できる等の点で好ましい結果を得ることができる。
【００５０】
また、変換フィルム１０において、圧電体層１２の厚さにも、特に限定はなく、変換フィルム１０のサイズ、変換フィルム１０の用途、変換フィルム１０に要求される特性等に応じて、適宜、設定すればよい。
ここで、本発明者の検討によれば、圧電体層１２の厚さは１０μｍ〜３００μｍが好ましく、２０μｍ〜２００μｍがより好ましく、３０μｍ〜１００μｍが特に好ましい。
圧電体層１２の厚さを、上記範囲とすることにより、剛性の確保と適度な柔軟性との両立等の点で好ましい結果を得ることができる。
なお、圧電体層１２は、分極処理（ポーリング）されているのが好ましいのは、前述のとおりである。分極処理に関しては、後に詳述する。
【００５１】
図５に示すように、変換フィルム１０は、圧電体層１２を薄膜電極１４および１６で挟持し、この積層体を保護層１８および２０で挟持してなる構成を有する。
変換フィルム１０において、保護層１８および２０は、高分子複合圧電体に適度な剛性と機械的強度を付与する役目を担っている。すなわち、本発明の変換フィルム１０において、粘弾性マトリックス２４と圧電体粒子２６とからなる高分子複合圧電体（圧電体層１２）は、ゆっくりとした曲げ変形に対しては、非常に優れた可撓性を示す一方で、用途によっては、剛性や機械的強度が不足する場合がある。変換フィルム１０は、それを補うために保護層１８および２０が設けられる。
【００５２】
保護層１８および２０には、特に限定はなく、各種のシート状物が利用可能であり、一例として、各種の樹脂フィルム（プラスチックフィルム）が好適に例示される。中でも、優れた機械的特性および耐熱性を有するなどの理由により、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）および、環状オレフィン系樹脂が好適に利用される。
【００５３】
保護層１８および２０の厚さにも、特に、限定は無い。また、保護層１８および２０の厚さは、基本的に同じであるが、異なってもよい。
ここで、保護層１８および２０の剛性が高過ぎると、圧電体層１２の伸縮を拘束するばかりか、可撓性も損なわれるため、機械的強度やシート状物としての良好なハンドリング性が要求される場合を除けば、保護層１８および２０は、薄いほど有利である。
【００５４】
ここで、本発明者の検討によれば、保護層１８および２０の厚さが、圧電体層１２の厚さの２倍以下であれば、剛性の確保と適度な柔軟性との両立等の点で好ましい結果を得ることができる。
例えば、圧電体層１２の厚さが５０μｍで保護層１８および２０がＰＥＴからなる場合、保護層１８および２０の厚さは、１００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下がより好ましく、中でも２５μｍ以下とするのが好ましい。
【００５５】
変換フィルム１０において、圧電体層１２と保護層１８との間には薄膜電極１４が、圧電体層１２と保護層２０との間には薄膜電極１６が、それぞれ形成される。
薄膜電極１４および１６は、変換フィルム１０に電界を印加するために設けられる。
【００５６】
本発明において、薄膜電極１４および１６の形成材料には、特に、限定はなく、各種の導電体が利用可能である。具体的には、炭素、パラジウム、鉄、錫、アルミニウム、ニッケル、白金、金、銀、銅、クロムおよびモリブデン等や、これらの合金、酸化インジウムスズ等が例示される。中でも、銅、アルミニウム、金、銀、白金、および、酸化インジウムスズのいずれかは、好適に例示される。
【００５７】
また、薄膜電極１４および１６の形成方法にも、特に限定はなく、真空蒸着やスパッタリング等の気相堆積法（真空成膜法）やめっきによる成膜や、上記材料で形成された箔を貼着する方法等、公知の方法が、各種、利用可能である。
【００５８】
中でも特に、変換フィルム１０の可撓性が確保できる等の理由で、真空蒸着によって成膜された銅やアルミニウムの薄膜は、薄膜電極１４および１６として、好適に利用される。その中でも特に、真空蒸着による銅の薄膜は、好適に利用される。
薄膜電極１４および１６の厚さには、特に、限定は無い。また、薄膜電極１４および１６の厚さは、基本的に同じであるが、異なってもよい。
【００５９】
ここで、前述の保護層１８および２０と同様に、薄膜電極１４および１６の剛性が高過ぎると、圧電体層１２の伸縮を拘束するばかりか、可撓性も損なわれるため、薄膜電極４および１６は、電気抵抗が高くなり過ぎない範囲であれば、薄いほど有利である。
【００６０】
ここで、本発明者の検討によれば、薄膜電極１４および１６の厚さとヤング率との積が、保護層１８および２０の厚さとヤング率との積を下回れば、可撓性を大きく損なうことがないため、好適である。
例えば、保護層１８および２０がＰＥＴ（ヤング率：約６．２ＧＰａ）で、薄膜電極１４および１６が銅（ヤング率：約１３０ＧＰａ）からなる組み合わせの場合、保護層１８および２０の厚さが２５μｍだとすると、薄膜電極１４および１６の厚さは、１．２μｍ以下が好ましく、０．３μｍ以下がより好ましく、中でも０．１μｍ以下とするのが好ましい。
【００６１】
また、薄膜電極１４および／または薄膜電極１６は、必ずしも、圧電体層１２（保護層１８および／または２０）の全面に対応して形成される必要はない。
すなわち、薄膜電極１４および薄膜電極１６の少なくとも一方が、例えば圧電体層１２よりも小さく、変換フィルム１０の周辺部において、圧電体層１２と保護膜とが、直接、接触するような構成でもよい。
【００６２】
あるいは、薄膜電極１４および／または薄膜電極１６が全面に形成された保護層１８および／または２０が、圧電体層１２の全面に対応して形成される必要はない。この場合、圧電体層１２と直接に接触する（第２の）保護層を別途、保護層１８および／または２０の表面側に設けるような構成としてもよい。
【００６３】
前述のように、変換フィルム１０は、常温で粘弾性を有する粘弾性マトリックス２４に圧電体粒子２６を分散してなる圧電体層１２（高分子複合圧電体）を、薄膜電極１４および１６で挟持し、さらに、この積層体を、保護層１８および２０を挟持してなる構成を有する。
このような変換フィルム１０は、動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの損失正接（Ｔａｎδ）が０．１以上となる極大値が常温に存在するのが好ましい。
これにより、変換フィルム１０が外部から数Ｈｚ以下の比較的ゆっくりとした、大きな曲げ変形を受けたとしても、歪みエネルギーを効果的に熱として外部へ拡散できるため、高分子マトリックスと圧電体粒子との界面で亀裂が発生するのを防ぐことができる。
【００６４】
また、変換フィルム１０は、動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０℃において１０〜３０ＧＰａ、５０℃において１〜１０ＧＰａであるのが好ましい。
これにより、常温で変換フィルム１０が貯蔵弾性率（Ｅ’）に大きな周波数分散を有することができる。すなわち、２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの振動に対しては硬く、数Ｈｚ以下の振動に対しては柔らかく振る舞うことができる。
【００６５】
また、変換フィルム１０は、厚さと動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）との積が、０℃において１．０×１０6〜２．０×１０6（１．０Ｅ＋０６〜２．０Ｅ＋０６）Ｎ／ｍ、５０℃において１．０×１０5〜１．０×１０6（１．０Ｅ＋０５〜１．０Ｅ＋０６）Ｎ／ｍであるのが好ましい。
これにより、変換フィルム１０が可撓性および音響特性を損なわない範囲で、適度な剛性と機械的強度を備えることができる。
【００６６】
さらに、変換フィルム１０は、動的粘弾性測定から得られたマスターカーブにおいて、２５℃、周波数１ｋＨｚにおける損失正接（Ｔａｎδ）が０．０５以上であるのが好ましい。
これにより、変換フィルム１０を用いたスピーカの周波数特性が平滑になり、スピーカの曲率の変化に伴い最低共振周波数ｆ０が変化した際の音質の変化量も小さくできる。
【００６７】
次に、電気音響変換フィルム１０の製造方法の一例を、図６（Ａ）〜図６（Ｅ）を参照して説明する。
まず、図６（Ａ）に示すように、保護層１８の上に薄膜電極１４が形成されたシート状物１０ａを準備する。
このシート状物１０ａは、保護層１８の表面に、真空蒸着、スパッタリング、めっき等によって薄膜電極１４として銅薄膜等を形成して、作製すればよい。
保護層１８が非常に薄く、ハンドリング性が悪い時などは、必要に応じて、セパレータ（仮支持体）付きの保護層１８を用いても良い。尚、セパレータとしては、厚さ２５〜１００μｍのＰＥＴ等を用いることができる。なお、セパレータは、薄膜電極および保護層の熱圧着後に、取り除けばよい。
あるいは、保護層１８の上に銅薄膜等が形成された、市販品をシート状物１０ａとして利用してもよい。
【００６８】
一方で、有機溶媒に、シアノエチル化ＰＶＡ等の常温で粘弾性を有する高分子材料（以下、粘弾性材料とも言う）を溶解し、さらに、ＰＺＴ粒子等の圧電体粒子２６を添加し、攪拌して分散してなる塗料を調製する。有機溶媒には、特に限定はなく、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等の各種の有機溶媒が利用可能である。
シート状物１０ａを準備し、かつ、前記塗料を調製したら、この塗料をシート状物１０ａにキャスティング（塗布）して、有機溶媒を蒸発して乾燥する。これにより、図６（Ｂ）に示すように、保護層１８の上に薄膜電極１４を有し、薄膜電極１４の上に圧電体層１２を形成してなる積層体１０ｂを作製する。
【００６９】
この塗料のキャスティング方法には、特に、限定はなく、スライドコーターやドクターナイフ等の公知の方法（塗布装置）が、全て、利用可能である。
あるいは、粘弾性材料がシアノエチル化ＰＶＡのように加熱溶融可能な物であれば、粘弾性材料を加熱溶融して、これに圧電体粒子２６を添加／分散してなる溶融物を作製し、押し出し成形等によって、図６（Ａ）に示すシート状物の上にシート状に押し出し、冷却することにより、図６（Ｂ）に示すような、保護層１８の上に薄膜電極１４を有し、薄膜電極１４の上に圧電体層１２を形成してなる積層体１０ｂを作製してもよい。
【００７０】
なお、前述のように、本発明の変換フィルム１０において、粘弾性マトリックス２４には、シアノエチル化ＰＶＡ等の粘弾性材料以外にも、ＰＶＤＦ等の高分子圧電材料を添加しても良い。
粘弾性マトリックス２４に、これらの高分子圧電材料を添加する際には、前記塗料に添加する高分子圧電材料を溶解すればよい。あるいは、前記加熱溶融した粘弾性材料に、添加する高分子圧電材料を添加して加熱溶融すればよい。
保護層１８の上に薄膜電極１４を有し、薄膜電極１４の上に圧電体層１２を形成してなる積層体１０ｂを作製したら、好ましくは、圧電体層１２の分極処理（ポーリング）を行う。
【００７１】
圧電体層１２の分極処理の方法には、特に限定はなく、公知の方法が利用可能である。好ましい分極処理の方法として、図６（Ｃ）および図６（Ｄ）に示す方法が例示される。
【００７２】
この方法では、図６（Ｃ）および図６（Ｄ）に示すように、積層体１０ｂの圧電体層１２の上面１２ａの上に、間隔ｇを例えば１ｍｍ開けて、この上面１２ａに沿って移動可能な棒状あるいはワイヤー状のコロナ電極３０を設ける。そして、このコロナ電極３０と薄膜電極１４とを直流電源３２に接続する。
さらに、積層体１０ｂを加熱保持する加熱手段、例えば、ホットプレートを用意する。
【００７３】
その上で、圧電体層１２を、加熱手段によって、例えば、温度１００℃に加熱保持した状態で、直流電源３２から薄膜電極１４とコロナ電極３０との間に、数ｋＶ、例えば、６ｋＶの直流電圧を印加してコロナ放電を生じさせる。さらに、間隔ｇを維持した状態で、圧電体層１２の上面１２ａに沿って、コロナ電極３０を移動（走査）して、圧電体層１２の分極処理を行う。
【００７４】
このようなコロナ放電を利用する分極処理（以下、便宜的に、コロナポーリング処理とも言う）において、コロナ電極３０の移動は、公知の棒状物の移動手段を用いればよい。
また、コロナポーリング処理では、コロナ電極３０を移動する方法にも、限定はされない。すなわち、コロナ電極３０を固定し、積層体１０ｂを移動させる移動機構を設け、この積層体１０ｂを移動させて分極処理をしてもよい。この積層体１０ｂの移動も、公知のシート状物の移動手段を用いればよい。
さらに、コロナ電極３０の数は、１本に限定はされず、複数本のコロナ電極３０を用いて、コロナポーリング処理を行ってもよい。
また、分極処理は、コロナポーリング処理に限定はされず、分極処理を行う対象に、直接、直流電界を印加する、通常の電界ポーリングも利用可能である。但し、この通常の電界ポーリングを行う場合には、分極処理の前に、薄膜電極１６を形成する必要が有る。
なお、この分極処理の前に、圧電体層１２の表面を、加熱ローラ等を用いて平滑化する、カレンダー処理を施してもよい。このカレンダー処理を施すことで、後述する熱圧着工程がスムーズに行える。
【００７５】
一方で、保護層２０の上に薄膜電極１６が形成されたシート状物１０ｃを、準備する。このシート状物１０ｃは、前述のシート状物１０ａと同様のものである。
このシート状物１０ｃを、図６（Ｅ）に示すように、薄膜電極１６を圧電体層１２に向けて、圧電体層１２の分極処理を終了した前記積層体１０ｂに積層する。
さらに、この積層体１０ｂとシート状物１０ｃとの積層体を、保護層１８および２０を挟持するようにして、加熱プレス装置や加熱ローラ対等を用いて熱圧着して、図５に示すような、変換フィルム１０を完成する。
【００７６】
このような変換フィルム１０の製造は、カットシート状の前記シート状物を用いて製造を行っても良いが、好ましくは、ロール・トゥ・ロール（Ｒｏｌｌ  ｔｏ  Ｒｏｌｌ  以下、ＲｔｏＲともいう）を利用する。
周知のように、ＲｔｏＲとは、長尺な原材料を巻回してなるロールから、原材料を引き出して、長手方向に搬送しつつ、成膜や表面処理等の各種の処理を行い、処理済の原材料を、再度、ロール状に巻回する製造方法である。
【００７７】
ＲｔｏＲによって、前述の製造方法で変換フィルム１０を製造する際には、長尺な保護層１８の上に薄膜電極１４が形成されたシート状物１０ａを巻回してなる第１のロール、および、長尺な保護層２０の上に薄膜電極１６が形成されたシート状物１０ｃを巻回してなる第２のロールを用いる。
第１のロールおよび第２のロールは、全く、同じものでもよい。
【００７８】
このロールから、前記シート状物１０ａを引き出して、長手方向に搬送しつつ、前述のシアノエチル化ＰＶＡおよび圧電体粒子２６を含有する塗料を塗布し、加熱等によって乾燥して、薄膜電極１４の上に圧電体層１２を形成し、前述の積層体１０ｂとする。
次いで、前述のコロナポーリングを行って、圧電体層１２の分極処理を行う。ここで、ＲｔｏＲによって変換フィルム１０を製造する際には、積層体１０ｂを搬送しつつ、積層体１０ｂの搬送方向と直交する方向に延在して固定した棒状のコロナ電極３０によって、コロナポーリングによる圧電体層１２の分極処理を行う。なお、この分極処置の前に、カレンダー処理を行ってもよいのは、前述のとおりである。
次いで、第２のロールからシート状物１０ｃを引き出し、このシート状物１０ｃおよび積層体を搬送しつつ、貼り合わせローラ等を用いる公知の方法で、前述のように、薄膜電極１６を圧電体層１２に向けて、積層体１０ｂの上にシート状物１０ｃを積層する。
その後、加熱ローラ対によって保護層１８および２０を挟持搬送することで熱圧着して、本発明の変換フィルム１０を完成し、この変換フィルム１０を、ロール状に巻回する。
【００７９】
なお、以上の例は、ＲｔｏＲによって、シート状物（積層体）を、１回だけ、長手方向に搬送して、変換フィルム１０を作製しているが、これに限定はされない。
例えば、前記積層体を形成し、コロナポーリングを行った後に、一度、ロール状に、この積層体を巻回した積層体ロールとする。次いで、この積層体ロールから積層体を引き出して、長手方向に搬送しつつ、前述のように、保護層２０の上に薄膜電極１６が形成されたシート状物の積層を行って、変換フィルム１０を完成し、この変換フィルム１０を、ロール状に巻回してもよい。
あるいは、ＲｔｏＲによる作製にも限定はされず、枚葉式で作製してもよい。
【００８０】
次に、駆動回路２０２について説明する。
図１に示すように駆動回路２０２は、ローパスフィルター２０４と定電圧型増幅器（定電圧型パワーアンプ）２０６とを有する。
駆動回路２０２は、まず、ローパスフィルター２０４によって、信号源２５０からの入力信号の信号強度を１オクターブあたり６ｄＢの割合で減衰させる補正を行う。次に、定電圧型増幅器２０６が、補正された入力信号を、圧電スピーカ４０を駆動するのに適した信号強度に増幅して、変換フィルム１０の薄膜電極１４、１６に信号を供給（電圧を印加）する。
【００８１】
ここで、駆動回路２０２による信号補正について説明するために、まず、圧電スピーカ４０の特性について説明する。
圧電スピーカ４０の変換フィルム１０は、シート状の振動板が弦振動的に振動するため、様々なモードで屈曲振動し、それぞれのモードの共振周波数を有している。そのため、変換フィルム１０の周波数特性は、複数の共振周波数を有するものとなる。しかしながら、本発明で振動板として用いる、常温で粘弾性を有する高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体を有する変換フィルム１０は、前述のとおり、損失正接Ｔａｎδが大きいので、機械的品質係数（Ｑ値）が低い。そのため、図７（Ａ）に概念的に示すように、各共振周波数付近での音圧レベルのピーク強度が小さくなり、かつ、ピークの半値幅が大きくなって、ほぼ全域にわたって平滑な周波数特性となる。
ここで、共振周波数付近は抵抗制御領域であるので、図７（Ａ）では、ほぼ全域にわたって抵抗制御領域とみなすことができる。抵抗制御領域では速度一定であるので、加速度は周波数に比例して２倍（６ｄＢ／オクターブ）になる。音圧レベルは加速度に比例するため、周波数特性は、図に破線で示すように６ｄＢ／オクターブの傾きを有する周波数特性となる。
【００８２】
そこで、本発明においては、圧電スピーカ４０を駆動する駆動回路２０２は、信号源２５０からの入力信号に対して、６ｄＢ／オクターブの傾きに対応する補正を行って、図７（Ｂ）に概念的に示すように、使用周波数帯域で均一な周波数特性を実現する。
具体的には、ローパスフィルター２０４を用いて、信号源２５０からの入力信号に対して、信号強度を１オクターブあたり６ｄＢの割合で減衰させて信号を補正し、補正した信号を定電圧型パワーアンプ２０６に供給する。
【００８３】
ローパスフィルター２０４は、変換フィルム１０の最低共振周波数よりも低い周波数をカットオフ周波数（第１カットオフ周波数）として、このカットオフ周波数以上の信号に対して、１オクターブあたり６ｄＢの割合で減衰させるものである。
ローパスフィルター２０４の回路構成には特に限定はなく、１オクターブあたり６ｄＢの割合で減衰させることができるものであれば、種々の公知のローパスフィルターを利用可能である。
【００８４】
定電圧型パワーアンプ２０６は、ローパスフィルター２０４を通過した入力信号を、圧電スピーカ４０を駆動するのに適した信号強度に増幅して、変換フィルム１０の薄膜電極１４、１６に信号を供給するものである。
定電圧型パワーアンプ２０６の回路構成には特に限定はなく、好適に信号を増幅できるものであれば、種々の公知の定電圧型パワーアンプが利用可能である。一例として、図８に示すようなオペアンプとトランスを用いた回路を利用できる。
【００８５】
なお、ローパスフィルター２０４に代えて、デジタルな演算処理を行うＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いて、１オクターブあたり５ｄＢ〜７ｄＢの範囲で減衰させるようにしてもよい。しかしながら、変換フィルム１０の周波数特性の傾きは、抵抗制御領域に起因するものであり基本的に６ｄＢ／オクターブとなるため、１オクターブあたり６ｄＢの割合で減衰させることが好ましい。
また、ローパスフィルター２０４は定電圧型パワーアンプ２０６の前に配置する構成に限定はされず、ローパスフィルター２０４を定電圧型パワーアンプ２０６の後に配置する構成としてもよい。
【００８６】
また、変換フィルム１０の最低共振周波数よりも低い周波数をカットオフ周波数（第１カットオフ周波数）とする構成としたが、これに限定はされない。例えば、使用周波数帯域が、変換フィルム１０の最低共振周波数よりも高い場合は、使用周波数帯域の下限よりも低い周波数をカットオフ周波数として、使用周波数帯域の入力信号に対して補正するようにしてもよい。
【００８７】
また、駆動回路は、図９に示すスピーカシステム２１０のように、さらにハイパスフィルター２１４を有してもよい。
ハイパスフィルター２１４は、ローパスフィルター２０４のカットオフ周波数（第１カットオフ周波数）以下の周波数をカットオフ周波数（第２カットオフ周波数）として、１オクターブあたり１２ｄＢの割合で減衰させるものである。これにより、駆動回路を保護すると共に、可聴域外の周波数帯で電力が消費されるのを防止して消費電力を低減できる。
なお、ハイパスフィルター２１４による減衰の割合は、１オクターブあたり１２ｄＢにも限定されず、６ｄＢ／オクターブや１８ｄＢ／オクターブの割合で減衰させるフィルターであってもよい。また、ハイパスフィルター２１４として、デジタルな演算処理を行うＤＳＰを用いて、任意の割合で減衰させるようにしてもよい。
また、ハイパスフィルター２１４の回路構成には特に限定はなく、所定の割合で減衰させることができるものであれば、種々の公知のハイパスフィルターを利用可能である。
【００８８】
また、ハイパスフィルター２１４を有する構成とする場合も、ローパスフィルター２０４、定電圧型パワーアンプ２０６、ハイパスフィルター２１４の配置順序には特に限定はなく、信号処理に支障がない範囲で変更可能である。
また、ハイパスフィルター２１４のカットオフ周波数（第２カットオフ周波数）は、ローパスフィルター２０４のカットオフ周波数以下の周波数であるのが好ましい。しかしながら、ハイパスフィルター２１４のカットオフ周波数を、ローパスフィルター２０４のカットオフ周波数よりも大きくして、第１カットオフ周波数と第２カットオフ周波数との間の周波数帯域の周波数特性を平坦にしてもよい。
【００８９】
あるいは、駆動回路は、図１０に示すスピーカシステム２１６のように、さらに、ハイパスフィルター２１８を有してもよい。
具体的には、スピーカシステム２１６の駆動回路２１７は、変換フィルム１０の最低共振周波数よりも低い周波数を第１カットオフ周波数として、第１カットオフ周波数以上の信号を減衰させるローパスフィルター２０４と、ローパスフィルター２０４の第１カットオフ周波数以下の周波数を第２カットオフ周波数として、第２カットオフ周波数以下の信号を減衰させるハイパスフィルター２１４と、変換フィルム１０の最低共振周波数よりも高い周波数を第３カットオフ周波数として、第３カットオフ周波数以下の信号を減衰させるハイパスフィルター２１８と、定電圧型パワーアンプ２０６とを有する。
ハイパスフィルター２１８による減衰の割合は、特に限定はされず、６ｄＢ／オクターブ、１２ｄＢ／オクターブ、あるいは、１８ｄＢ／オクターブの割合で減衰させるフィルターであってもよい。
実際のパワーアンプにおいては、例えば、１０ｋＨｚ以上の高周波側では昇圧用トランスの２次側の磁束密度が飽和してしまい、出力が低下する場合がある。これに対して、ハイパスフィルター２１８を用いて、高周波側の信号レベルを上げることで、高周波側の周波数特性を向上（均一に）することができる。
【００９０】
また、図１に示すスピーカシステム２００では、駆動回路２０２として定電圧型パワーアンプ２０６とローパスフィルター２０４とを組み合わせたものを利用したが、本発明は、これに限定はされず、定電流型増幅器を駆動回路に利用する構成としてもよい。
【００９１】
図１１は、本発明のスピーカシステムの他の一例を概念的に示す回路図である。
図１１に示すスピーカシステム２２０は、駆動回路として定電流型増幅器（定電流型パワーアンプ）２２２と、圧電スピーカ４０とを有する。
電気音響変換フィルムの等価回路は、図１２（Ａ）に示すＬＣＲ直列回路とＣｄとの並列回路で表される。この等価回路の電気インピーダンス周波数特性は、図１２（Ｂ）に示すように、１／（２πｆＣｄ）で表される右肩下がりの直線となる。
すなわち、入力信号の周波数によらず一定の電流が流れるような定電流型パワーアンプ２２２で変換フィルム１０を駆動すれば、周波数の逆数に比例した電圧が印加されることになる。つまり、定電流型パワーアンプ２２２を用いることにより、定電圧型パワーアンプとローパスフィルターとを組み合わせたのと同様な駆動回路とすることができる。
【００９２】
なお、定電流型パワーアンプ２２２の回路構成には特に限定はなく、好適に信号を増幅できるものであれば、種々の公知の定電流型パワーアンプが利用可能である。一例として、図１３に示すようなオペアンプとトランスを用いた回路を利用できる。
また、図１４に示すスピーカシステム２３０のように、スピーカシステム２１０と同様に、駆動回路２３２は、定電流型パワーアンプ２２２とハイパスフィルター２１４とを有してもよい。
定電流型パワーアンプ２２２を利用する場合は、低い周波数で非常に大きな電圧がかかる。そのため、回路の保護および消費電力の低減のため、ハイパスフィルター２１４を組み合わせるのが好ましい。定電流型パワーアンプ２２２とハイパスフィルター２１４とを組み合わせる場合には、定電流型パワーアンプ２２２による６ｄＢ／オクターブの増幅分を相殺するため、前述の定電圧型パワーアンプ２０６に組み合わせるフィルターよりも高い割合で減衰するフィルターを用いるのが好ましい。
また、ハイパスフィルター２１４を定電流型パワーアンプ２２２の後に配置してもよい。
【００９３】
また、図７（Ａ）、図７（Ｂ）からもわかるように、本発明においては、変換フィルム１０（振動板）が多くの共振点を有することで、抵抗制御領域帯を広げることができ、広い帯域で周波数特性を均一にできる点で好ましい。従って、変換フィルム１０が多くの異なるモードで屈曲振動できるように、粘弾性支持体４６を変換フィルム１０に密着させて適度な張力を与えることが好ましい。
【００９４】
以上、本発明のスピーカシステムについて詳細に説明したが、本発明は上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。
【実施例】
【００９５】
以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明についてより詳細に説明する。
まず、本発明のスピーカシステムに用いる電気音響変換フィルム１０の実施例について説明する。
【００９６】
［実施例１］
前述の図６（Ａ）〜図６（Ｅ）に示す方法によって、図５に示す変換フィルム１０を作製した。
まず、下記の組成比で、シアノエチル化ＰＶＡ（ＣＲ−Ｖ  信越化学工業社製）をジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解した。その後、この溶液に、ＰＺＴ粒子を下記の組成比で添加して、プロペラミキサー（回転数２０００ｒｐｍ）で分散させて、圧電体層１２を形成するための塗料を調製した。
・ＰＺＴ粒子・・・・・・・・・・・３００質量部
・シアノエチル化ＰＶＡ・・・・・・・３０質量部
・ＤＭＦ・・・・・・・・・・・・・・７０質量部
なお、ＰＺＴ粒子は、市販のＰＺＴ原料粉を１０００〜１２００℃で焼結した後、これを平均粒径５μｍになるように解砕および分級処理したものを用いた。
【００９７】
一方、厚さ４μｍのＰＥＴフィルムに、厚さ０．１μｍの銅薄膜を真空蒸着してなるシート状物１０ａおよび１０ｃを用意した。すなわち、本例においては、薄膜電極１４および１６は、厚さ０．１ｍの銅蒸着薄膜であり、保護層１８および２０は厚さ４μｍのＰＥＴフィルムとなる。
尚、プロセス中、良好なハンドリングを得るために、ＰＥＴフィルムには厚さ５０μｍのセパレータ（仮支持体  ＰＥＴ）付きのものを用い、薄膜電極および保護層の熱圧着後に、各保護層のセパレータを取り除いた。
このシート状物１０ａの薄膜電極１４（銅蒸着薄膜）の上に、スライドコーターを用いて、先に調製した圧電体層１２を形成するための塗料を塗布した。なお、塗料は、乾燥後の塗膜の膜厚が４０μｍになるように、塗布した。
次いで、シート状物１０ａの上に塗料を塗布した物を、１２０℃のホットプレート上で加熱乾燥することでＤＭＦを蒸発させた。これにより、ＰＥＴ製の保護層１８の上に銅製の薄膜電極１４を有し、その上に、厚さが４０μｍの圧電体層１２（圧電層）を形成してなる積層体１０ｂを作製した。
【００９８】
この積層体１０ｂの圧電体層１２を、図６（Ｃ）および（Ｄ）に示す前述のコロナポーリングによって、分極処理した。なお、分極処理は、圧電体層１２の温度を１００℃として、薄膜電極１４とコロナ電極３０との間に６ｋＶの直流電圧を印加してコロナ放電を生じさせて、行った。
【００９９】
分極処理を行った積層体１０ｂの上に、薄膜電極１６（銅薄膜側）を圧電体層１２に向けてシート状物１０ｃを積層した。
次いで、積層体１０ｂとシート状物１０ｃとの積層体を、ラミネータ装置を用いて１２０℃で熱圧着することで、圧電体層１２と薄膜電極１４および１６とを接着して、変換フィルム１０を作製した。
【０１００】
［可撓性試験］
作製した変換フィルム１０から、１ｃｍ×１５ｃｍの短冊状試験片を作製した。
これを所定の曲率半径（ｒ＝５ｃｍ、ｒ＝２．５ｃｍおよびｒ＝０．５ｃｍ）になるように丸めては元の状態に戻すことを１０回繰り返した後、電気特性（静電容量および誘電損失）ならびに外観の変化を調べた。
電気特性および外観に変化が見られない場合はＡ、電気特性に変化は見られないものの折り目等の跡が残った場合はＢ、電気特性に変化が見られた場合はＣとした。
その結果を表１に示す。
【０１０１】
［動的粘弾性試験］
作製した変換フィルム１０から、１ｃｍ×４ｃｍの短冊状試験片を作製した。
この試験片の動的粘弾性（貯蔵弾性率Ｅ’（ＧＰａ）および損失正接Ｔａｎδ）を、動的粘弾性試験機（ＳＩＩナノテクノロジー  ＤＭＳ６１００粘弾性スペクトロメーター）を使用して測定した。測定条件を以下に示す。
測定温度範囲：−２０℃〜１００℃
昇温速度：２℃／分
測定周波数：０．１Ｈｚ、０．２Ｈｚ、０．５Ｈｚ、１．０Ｈｚ、２．０Ｈｚ、５．０Ｈｚ、１０Ｈｚ、２０Ｈｚ
測定モード：引っ張り測定
【０１０２】
動的粘弾性の温度依存性を図１５（Ａ）および表１に示す。なお、１Ｈｚの結果は図１８（Ａ）にも併記する。
また、動的粘弾性測定から得られた，基準温度２５℃でのマスターカーブを図２０に示す。
一般に、動的粘弾性測定結果における周波数と温度の間には、「時間−温度換算則」に基づく一定の関係がある。例えば、温度の変化を周波数の変化に換算し、一定温度における粘弾性特性の周波数分散を調べることができる。この時に作成されるカーブを、マスターカーブと呼ぶ。実際のオーディオ帯域、例えば１ｋＨｚでの粘弾性測定は現実的ではないため、オーディオ帯域における材料の貯蔵弾性率Ｅ’や損失正接Ｔａｎδを把握する上で、マスターカーブは有効である。
基準温度２５℃でのマスターカーブ（図２０）より得られた、周波数毎の貯蔵弾性率Ｅ’および損失正接Ｔａｎδを表２に示す。
ここで、表２には、下記式より算出した周波数毎の音速ｖも示す。ここで、ρは比重、Ｅはヤング率（貯蔵弾性率Ｅ’に相当）である。
【数１】
2014209730.tif 000003
さらに、表２には、スピーカとして一般的に用いられるコーン紙のヤング率（貯蔵弾性率Ｅ’に相当）、内部損失（損失正接Ｔａｎδに相当）、比重および音速も併記する。
また、電気音響変換フィルムのマトリックスに用いたシアノエチル化ＰＶＡ単体の動的粘弾性の温度依存性を図１６（Ａ）に示す。
【０１０３】
［スピーカ性能試験］
作製した変換フィルム１０から、φ１５０ｍｍの円形試験片を作製した。
この試験片を用いて、図４（Ｃ）に示す圧電スピーカ５６を作製した。なお、ケース４２は、内径１３８ｍｍ、深さ９ｍｍのプラスチック製の丸形容器を用いた。ケース４２内部の圧力は、１．０２気圧に維持した。これにより、変換フィルム１０をコンタクトレンズのように凸型に撓ませた。
このようにして作製した薄型圧電スピーカの音圧レベル−周波数特性を、定電流型パワーアンプを用いたサイン波スイープ測定によって測定した。なお、計測用マイクロフォンは、圧電スピーカ５６の中心の真上１０ｃｍの位置に配置した。
音圧レベル−周波数特性の測定結果を、図１７に示す。
【０１０４】
［実施例２］
厚さ１２μｍのＰＥＴフィルムに、厚さ０．１μｍの銅薄膜を真空蒸着してなるシート状物１０ａおよび１０ｃを用いた以外には、実施例１と全く同様にして変換フィルム１０を作製した。
すなわち、本例においては、薄膜電極１４および１６は、厚さ０．１μｍの銅蒸着薄膜であり、保護層１８および２０は厚さ１２μｍのＰＥＴフィルムとなる。なお、圧電体層１２の厚さは、４５μｍであった。
このようにして作製した変換フィルム１０に関して、可撓性試験および動的粘弾性試験、そしてスピーカ性能試験を実施例１と同様に実施した。
可撓性試験の結果を表１に、１Ｈｚにおける動的粘弾性の温度依存性を図１８（Ａ）および表１に、音圧レベル−周波数特性の測定結果を図１７に示す。
【０１０５】
［実施例３］
厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムに、厚さ０．１μｍの銅薄膜を真空蒸着してなるシート状物１０ａおよび１０ｃを用いた以外には、実施例１と全く同様にして変換フィルム１０を作製した。すなわち、本例においては、薄膜電極１４および１６は、厚さ０．１μｍの銅蒸着薄膜であり、保護層１８および２０は厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムとなる。
このようにして作製した変換フィルム１０に関して、可撓性試験および動的粘弾性試験、そしてスピーカ性能試験を実施例１と同様に実施した。
可撓性試験の結果を表１に、１Ｈｚにおける動的粘弾性の温度依存性を図１８（Ａ）および表１に、音圧レベル−周波数特性の測定結果を図１７に示す。なお、動的粘弾性の温度依存性は図１８（Ｂ）にも、音圧レベル−周波数特性は図１９にも、併記する。
【０１０６】
［実施例４］
厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムに、厚さ０．１μｍの銅薄膜を真空蒸着してなるシート状物１０ａおよび１０ｃを用いた以外には、実施例１と全く同様にして、変換フィルム１０を作製した。すなわち、本例においては、薄膜電極１４および１６は、厚さ０．１μｍの銅蒸着薄膜であり、保護層１８および２０は厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムとなる。なお、圧電体層１２の厚さは４２μｍであった。
このようにして作製した変換フィルム１０に関して、可撓性試験および動的粘弾性試験、そしてスピーカ性能試験を実施例１と同様に実施した。
可撓性試験の結果を表１に、１Ｈｚにおける動的粘弾性の温度依存性を図１８（Ａ）および表１に、音圧レベル−周波数特性の測定結果を図１７に示す。
【０１０７】
［実施例５］
厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムに、厚さ０．３μｍの銅薄膜を真空蒸着してなるシート状物１０ａおよび１０ｃを用いた以外には、実施例１と全く同様にして、変換フィルム１０を作製した。すなわち、本例においては、薄膜電極１４および１６は、厚さ０．３μｍの銅蒸着薄膜であり、保護層１８および２０は厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムとなる。
このようにして作製した変換フィルム１０に関して、可撓性試験および動的粘弾性試験、そしてスピーカ性能試験を実施例１と同様に実施した。
可撓性試験の結果を表１に、１Ｈｚにおける動的粘弾性の温度依存性を図１８（Ｂ）および表１に、音圧レベル−周波数特性の測定結果を図１９に示す。
【０１０８】
［実施例６］
厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムに、厚さ１．０μｍの銅薄膜を真空蒸着してなるシート状物１０ａおよび１０ｃを用いた以外には、実施例１と全く同様にして変換フィルム１０を作製した。すなわち、本例においては、薄膜電極１４および１６は、厚さ１．０μｍの銅蒸着薄膜であり、保護層１８および２０は厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムとなる。なお、圧電体層１２の厚さは４１μｍであった。
このようにして作製した変換フィルム１０に関して、可撓性試験および動的粘弾性試験、そしてスピーカ性能試験を実施例１と同様に実施した。
可撓性試験の結果を表１に、１Ｈｚにおける動的粘弾性の温度依存性を図１８（Ｂ）および表１に、音圧レベル−周波数特性の測定結果を図１９に示す。
【０１０９】
［実施例７］
厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムに、厚さ３．０μｍの銅薄膜をめっき成膜してなるシート状物１０ａおよび１０ｃを用いた以外には、実施例１と全く同様にして変換フィルム１０を作製した。すなわち、本例においては、薄膜電極１４および１６は、厚さ３．０μｍの銅めっき膜であり、保護層１８および２０は厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムとなる。なお、圧電体層１２の厚さは４４μｍであった。
このようにして作製した変換フィルム１０に関して、可撓性試験および動的粘弾性試験、そしてスピーカ性能試験を実施例１と同様に実施した。
可撓性試験の結果を表１に、１Ｈｚにおける動的粘弾性の温度依存性を図１８（Ｂ）および表１に、音圧レベル−周波数特性の測定結果を図１９に示す。
【０１１０】
［実施例８］
厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムに、厚さ１０．０μｍの銅薄膜をめっき成膜してなるシート状物１０ａおよび１０ｃを用いた以外には、実施例１と全く同様にして変換フィルム１０を作製した。すなわち、本例においては、薄膜電極１４および１６は、厚さ１０．０μｍの銅めっき膜であり、保護層１８および２０は厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムとなる。なお、圧電体層１２の厚さは５０μｍであった。
このようにして作製した変換フィルム１０に関して、可撓性試験および動的粘弾性試験、そしてスピーカ性能試験を実施例１と同様に実施した。
可撓性試験の結果を表１に、１Ｈｚにおける動的粘弾性の温度依存性を図１８（Ｂ）および表１に、音圧レベル−周波数特性の測定結果を、図１９に示す。
【０１１１】
［比較例１］
高分子マトリックスに、常温で粘弾性を有さないシアノエチル化プルランを用いた以外は、実施例１と同様にして電気音響変換フィルムを作製した。すなわち、本例においては、薄膜電極１４および１６は、厚さ０．１μｍの銅蒸着薄膜であり、保護層１８および２０は厚さ４μｍのＰＥＴフィルムとなる。なお、圧電体層の厚さは４２μｍであった。
このようにして作製した電気音響変換フィルムに関して、可撓性試験および動的粘弾性試験を実施例１と同様に実施した。
可撓性試験の結果を表１に、動的粘弾性の温度依存性を図１５（Ｂ）および表１に示す。
ここで、実施例１とは異なり、比較例１は、常温付近で貯蔵弾性率Ｅ’に殆ど周波数分散が見られなかったため、２５℃、２０Ｈｚでの貯蔵弾性率Ｅ’および損失正接Ｔａｎδを代表値として表２に示すと共に、比重および貯蔵弾性率Ｅ’より音速ｖを算出した。
また、電気音響変換フィルムのマトリックスに用いたシアノエチル化プルラン単体の動的粘弾性の温度依存性を図１６（Ｂ）に示す。
【０１１２】
［比較例２］
厚さ５６μｍのＰＶＤＦからなる圧電フィルムを用意した。
この圧電フィルムの両面に厚さ０．１μｍの銅蒸着薄膜を形成して、電気音響変換フィルムを作製した。
このようにして作製した電気音響変換フィルムに関して、可撓性試験および動的粘弾性試験、そして曲率半径を変化させたフレキシブルスピーカ性能試験を実施例１と同様に実施した。なお、フレキシブルスピーカ性能試験用に２０ｃｍ×１５ｃｍの長方形試験片を作製する際は、長手方向と分極方向（延伸方向）が平行になるようにした。
可撓性試験の結果を表１に、動的粘弾性の温度依存性を図１５（Ｃ）および表１に示す。
ここで、実施例１とは異なり、比較例２も、常温付近で貯蔵弾性率Ｅ’に殆ど周波数分散が見られなかったため、２５℃、２０Ｈｚでの貯蔵弾性率Ｅ’および損失正接Ｔａｎδを代表値として表２に示すと共に、比重および貯蔵弾性率Ｅ’より音速ｖを算出した。
【０１１３】
【表１】
2014209730.tif 000004
【０１１４】
【表２】
2014209730.tif 000005
【０１１５】
表１より、常温で粘弾性を有するシアノエチル化ＰＶＡをマトリックスに用いた実施例１〜８は、粘弾性を有さないシアノエチル化プルランをマトリックスに用いた比較例１に比べて非常に優れた可撓性を有していることが分かる。ただし、電極層が厚くなり過ぎると可撓性が大きく低下している。
この表１から、変換フィルム１０の厚さと動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの貯蔵弾性率(Ｅ’)との積が、０℃において１．０×１０6〜２．０×１０6Ｎ／ｍ、５０℃において１．０×１０5〜１．０×１０6Ｎ／ｍであれば、可撓性を損なわない範囲で、適度な剛性と機械的強度を得られることが分かる。
【０１１６】
また、図１８において、保護層および電極の厚さが厚くなるにつれ、変換フィルム１０の貯蔵弾性率（Ｅ’）の値が保護層および電極の弾性率に近づくと共に、損失正接（Ｔａｎδ）の値が低下している。このことから、変換フィルム１０の粘弾性特性は、保護層および電極の影響が支配的になっていることが分かる。
すなわち、図１７および図１９において保護層および電極の厚さが厚くなるにつれ、音圧レベルが低下しているのは、保護層および電極からの拘束によって変換フィルム１０の伸縮が低下するためだと考えられる。
以上より、本発明に用いられる変換フィルム１０における保護層および電極の材質や厚さは、用途毎に異なるであろうエネルギー効率、可撓性および機械的強度に対する要求に応じて、調整するのが好適と言える。
【０１１７】
さらに、表２から分かるように、本発明に用いられる変換フィルム１０は、２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚのオーディオ帯域の周波数において、コーン紙と同等以上の音速が得られ、かつ周波数が高くなるほど音速が大きくなる特徴を有している。
【０１１８】
次に、本発明のスピーカシステムの実施例について説明する。
【０１１９】
［実施例９］
実施例９として、図１１に示す、定電流型パワーアンプを用いたスピーカシステム２２０を作製した。
圧電スピーカ４０として、図４（Ｃ）示す圧電スピーカを作製した。
変換フィルム１０は、実施例１の変換フィルムを用い、振動面２１０×３００ｍｍに余白を加えた大きさの矩形試験片を作製した。
ケース４２は、筒内側の大きさを、２１０×３００ｍｍ（Ａ４サイズ）とした。また、ケース１０４の深さは、９ｍｍとした。
ケース４２内部の圧力は、１気圧に維持した。
駆動回路は、定電流型パワーアンプとし、信号源２５０からの入力信号を６ｄＢ／オクターブの割合で減衰させて出力電圧を印加するようにした。
このようにして作製した薄型圧電スピーカの音圧レベル−周波数特性を、サイン波スイープ測定によって測定した。なお、計測用マイクロフォンは、圧電スピーカ５６の中心の真上５０ｃｍの位置に配置した。
音圧レベル−周波数特性の測定結果を、図２１（Ａ）に示す。
また、１ｋＨｚのサイン波を入力した場合の音圧レベル−周波数特性の測定結果を、図２１（Ｂ）に示す。
【０１２０】
［実施例１０］
実施例１０として、ケース４２内部の圧力を、１．０１気圧に維持した以外は、実施例９と同様にして、音圧レベル−周波数特性を測定した。
サイン波スイープ測定の測定結果を、図２２（Ａ）に示し、１ｋＨｚのサイン波を入力した場合の測定結果を、図２２（Ｂ）に示す。
【０１２１】
［実施例１１］
実施例１１として、ケース４２内部の圧力を、１．０２気圧に維持した以外は、実施例９と同様にして、音圧レベル−周波数特性を測定した。
サイン波スイープ測定の測定結果を、図２３（Ａ）に示し、１ｋＨｚのサイン波を入力した場合の測定結果を、図２３（Ｂ）に示す。
【０１２２】
［実施例１２］
実施例１２として、図２に示す圧電スピーカを用い、粘弾性支持体４６を有する構成とした以外は、実施例９と同様にして、音圧レベル−周波数特性を測定した。
粘弾性支持体４６は、組立前の高さ２５ｍｍ、密度３２ｋｇ／ｍ３のグラスウールとした。
サイン波スイープ測定の測定結果を、図２４（Ａ）に示し、１ｋＨｚのサイン波を入力した場合の測定結果を、図２４（Ｂ）に示す。
【０１２３】
［参考例１］
参考例１として、駆動回路として、定電圧型パワーアンプを用いた以外は、実施例９と同様にして、音圧レベル−周波数特性を測定した。すなわち、信号源２５０からの入力信号に対して、６ｄＢ／オクターブの割合で減衰させる補正を行わない構成とした。
サイン波スイープ測定の測定結果を、図２５（Ａ）に示し、１ｋＨｚのサイン波を入力した場合の測定結果を、図２５（Ｂ）に示す。
【０１２４】
［参考例２］
参考例２として、駆動回路として、定電圧型パワーアンプを用いた以外は、実施例１０と同様にして、音圧レベル−周波数特性を測定した。
サイン波スイープ測定の測定結果を、図２６（Ａ）に示し、１ｋＨｚのサイン波を入力した場合の測定結果を、図２６（Ｂ）に示す。
【０１２５】
［参考例３］
参考例３として、駆動回路として、定電圧型パワーアンプを用いた以外は、実施例１１と同様にして、音圧レベル−周波数特性を測定した。
サイン波スイープ測定の測定結果を、図２７（Ａ）に示し、１ｋＨｚのサイン波を入力した場合の測定結果を、図２７（Ｂ）に示す。
【０１２６】
［参考例４］
参考例４として、駆動回路として、定電圧型パワーアンプを用いた以外は、実施例１２と同様にして、音圧レベル−周波数特性を測定した。
サイン波スイープ測定の測定結果を、図２８（Ａ）に示し、１ｋＨｚのサイン波を入力した場合の測定結果を、図２８（Ｂ）に示す。
【０１２７】
図２５（Ａ）、図２６（Ａ）、図２７（Ａ）、図２８（Ａ）からわかるように、常温で粘弾性を有するシアノエチル化ＰＶＡをマトリックスに用いた変換フィルムを利用する参考例１〜４の圧電スピーカは、６ｄＢ／オクターブの傾きを有する周波数特性となることがわかる。
【０１２８】
また、参考例１では、長手方向の振動モードが弱いことがわかる（１００Ｈｚ〜５００Ｈｚの帯域）。これは、変換フィルム１０に掛る張力が小さいので、変換フィルムの自重により、中心付近が垂れ下がり、中心付近を最大振幅とする基本振動の振幅が小さくなっているためである。
参考例２では、ケース４２内の圧力により、張力が掛りフィルムの垂れ下がりが軽減され、参考例１に比べて基本振動や２次振動の振幅を増大させることができる。また、ケース４２内の圧力による空気の抵抗分が加わりＱ値が下がることで、参考例１に比べて、若干、周波数特性が平滑になることがわかる。
さらに、内圧を高くした参考例３では、変換フィルム１０に十分な張力が加わり、長手方向の振動モード（基本振動）も活性になることがわかる。その反面、空気バネによるピストン運動が加わり、その共振点が１．７ｋＨｚ付近に発生していることがわかる。それに伴い、この共振点以上の高い周波数帯域では質量制御領域が形成され、周波数特性が均一になっていることがわかる。
また、図２５（Ｂ）、図２６（Ｂ）、図２７（Ｂ）の、１ｋＨｚのサイン波を入力した周波数特性のグラフから、内圧を高くするほど、１ｋＨｚ以外の成分（歪み成分）が増大していることがわかる。すなわち、入力した周波数以外の周波数の出力が増大し、音質が低下することがわかる。
【０１２９】
一方、粘弾性支持体４６を有する参考例４では、参考例３のような空気バネのような共振を生じることなく、変換フィルム１０全体に張力をかけることができ、抵抗制御領域を広げることができ、周波数特性が平滑になることがわかる。さらに、図２８（Ｂ）の、１ｋＨｚのサイン波を入力した周波数特性のグラフから、１ｋＨｚ以外の歪み成分が少なく、音質の低下も少ないことがわかる。
【０１３０】
また、図２１（Ａ）、図２２（Ａ）、図２３（Ａ）、図２４（Ａ）からわかるように、定電流型パワーアンプを用いて、信号源２５０からの入力信号を６ｄＢ／オクターブの割合で減衰させて出力電圧を印加するようにした実施例１〜４は、周波数特性がほぼ均一になることがわかる。
【０１３１】
また、実施例１では、変換フィルム１０の張力が小さいので、長手方向の振動モードが弱く、１００Ｈｚ〜５００Ｈｚの帯域での音圧レベルが小さいことがわかる。また、内圧を加えた実施例２、３では、空気の抵抗分が加わりＱ値が下がることで、参考例１に比べて、周波数特性が平滑になることがわかる。
しかしながら、図２１（Ｂ）、図２２（Ｂ）、図２３（Ｂ）から、内圧を高くするほど、歪み成分が増大し、音質が低下することがわかる。
また、実施例３では、共振点が１．７ｋＨｚ付近に発生し、６ｄＢ／オクターブの補正前は、この共振点以上の高い周波数帯域では周波数特性が均一になっている（参考例３）ため、抵抗制御領域が狭くなることがわかる。
【０１３２】
一方、粘弾性支持体４６を有する実施例４では、広い周波数範囲で周波数特性を均一にすることができることがわかる。さらに、図２４（Ｂ）の、１ｋＨｚのサイン波を入力した周波数特性のグラフから、歪み成分が少なく、音質の低下も少ないことがわかる。これは、グラスウール等の粘弾性支持体で変換フィルムを支持すると共振を生じることなく張力をかけることができ、抵抗制御領域を広げることができるためである。
以上の結果より、本発明の効果は、明らかである。
【符号の説明】
【０１３３】
１０  電気音響変換フィルム
１２  圧電体層
１４，１６  薄膜電極
１８，２０  保護層
２４  粘弾性マトリックス
２６  圧電体粒子
３０  コロナ電極
３２  直流電源
４０，５０，５６  圧電スピーカ
４２  ケース
４６  粘弾性支持体
４８  枠体
５２  支持板
５４  ビス
５７  Ｏリング
５８  押さえ蓋
２００、２１０、２１６、２２０、２３０  スピーカシステム
２０２、２１２、２１７、２３２  駆動回路
２０４  ローパスフィルター
２０６  定電圧型増幅器
２１４、２１８  ハイパスフィルター
２２２  定電流型増幅器
２５０  信号源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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