(57)【要約】  常温で粘弾性を示す高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体と、高分子複合圧電体の両面それぞれに積層された薄膜電極と、を有する電気音響変換フィルムを備え、電気音響変換フィルムを湾曲して支持し、電気音響変換フィルムの少なくとも一部を振動領域とする電気音響変換ユニット、および、映像が投影されるスクリーン、または、映像表示装置である表示装置を含み、少なくとも１つの電気音響変換ユニットが、表示装置の映像が表示される面とは反対側の背面に配置され、かつ、複数の振動領域が表示装置の背面の全面に配列されており、電気音響変換ユニットに入力される音データに振動領域の位置情報が含まれている。
2017069055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
常温で粘弾性を示す高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体と、前記高分子複合圧電体の両面それぞれに積層された薄膜電極と、を有する電気音響変換フィルムを備え、前記電気音響変換フィルムを湾曲して支持し、前記電気音響変換フィルムの少なくとも一部を振動領域とする電気音響変換ユニット、および、
映像が投影されるスクリーン、または、映像表示装置である表示装置を含み、
少なくとも１つの前記電気音響変換ユニットが、前記表示装置の映像が表示される面とは反対側の背面に配置され、かつ、複数の前記振動領域が前記表示装置の前記背面の全面に配列されており、
前記電気音響変換ユニットに入力される音データに前記振動領域の位置情報が含まれていることを特徴とする映像音響システム。
【請求項２】
前記表示装置に表示される映像に基づいて、前記表示装置の前記背面に配列された複数の前記振動領域から少なくとも１つの前記振動領域を選択して音を発生させる請求項１に記載の映像音響システム。
【請求項３】
前記表示装置において映像が表示される領域の面積に対する、複数の前記振動領域の総面積の割合が８０％以上である請求項１または２に記載の映像音響システム。
【請求項４】
前記振動領域が四角形状である請求項１〜３のいずれか一項に記載の映像音響システム。
【請求項５】
前記振動領域を４個以上有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の映像音響システム。
【請求項６】
１つの前記振動領域を有する前記電気音響変換ユニットを複数有し、
複数の前記電気音響変換ユニットが、前記表示装置の前記背面に配列されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の映像音響システム。
【請求項７】
前記電気音響変換フィルムは、前記高分子複合圧電体を挟持する薄膜電極の組を複数有し、複数の振動領域を形成されてなるものである請求項１〜５のいずれか一項に記載の映像音響システム。
【請求項８】
映画館、ホームシアター、デジタルサイネージ、プロジェクションマッピング、および、フレキシブル有機ＥＬディスプレイのいずれかに用いられる請求項１〜７のいずれか一項に記載の映像音響システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像を表示する表示装置と音を再生する電気音響変換ユニットとを含む映像音響システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
映画館における映像および音響の再生を行う映像音響システムや、地上波放送等のテレビジョン放送を受像して映像および音響を再生したり、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体に記録された映像および音響を再生する、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどのディスプレイ装置において、臨場感のある音響を再生するために、スピーカを複数用いて、２チャンネルや５．１チャンネル等の多チャンネルにして音源の位置を仮想的に再現することが行われている。【０００３】
例えば、特許文献１には、一般的な映画館におけるスピーカのレイアウトが記載されており、観客席すなわち視聴者を囲むように、左右のフロントスピーカ、センタースピーカおよびリアスピーカ等の複数のスピーカが多チャンネルに配置されることが記載されている。【０００４】
また、特許文献２には、ビデオ画面の周囲に２つの音声トランスデューサが垂直配列されたビデオ表示装置が記載されており、ビデオ平面上における音声信号の知覚起源（音源）の位置を決定し、音源の水平位置に対応しているスピーカを２以上選択して、選択したスピーカで音を再生することで、選択したスピーカの位置の間の、ビデオ平面上に疑似音像を生成することが記載されている。【０００５】
また、特許文献３には、映像表示部に複数の映像を同時に画面表示し、複数の映像を画面表示しているそれぞれの位置に映像の仮想音源の位置を設定し、仮想音源から音声が生じている状態を聴覚上あるいは視聴覚上再現するような音声信号を複数のスピーカを用いて再生することが記載されている。【０００６】
一方、特許文献４には、常温で粘弾性を有する高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体と、高分子複合圧電体の両面に配置される薄膜電極とを有する電気音響変換フィルムを、フレキシブルディスプレイやスクリーンの裏面側に取り付けてスピーカとして用いることで、画像が表示される方向から音を再生することができ、臨場感を向上できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２０１４−５２２１５５号公報
【特許文献２】特開２０１４−１８００４４号公報
【特許文献３】特開２０１３−５１６８６号公報
【特許文献４】特開２０１５−１０９６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、複数のスピーカを用いて仮想音源を設定し、仮想音源から音が生じている状態を再現する音響システムでは、視聴位置によっては仮想音源の再現が適正にされず、映像と音源位置が一致しないため音の定位ができず、十分な臨場感を得られないという問題があった。
また、表示装置の裏面側にスピーカを配置するのみでは、音に十分な立体感を持たせることができず、臨場感が不十分であった。【０００９】
発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、映像に応じた位置から音を発生することができ、臨場感を向上できる映像音響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】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、常温で粘弾性を示す高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体と、高分子複合圧電体の両面それぞれに積層された薄膜電極と、を有する電気音響変換フィルムを備え、電気音響変換フィルムを湾曲して支持し、電気音響変換フィルムの少なくとも一部を振動領域とする電気音響変換ユニット、および、映像が投影されるスクリーン、または、映像表示装置である表示装置を含み、少なくとも１つの電気音響変換ユニットが、表示装置の映像が表示される面とは反対側の背面に配置され、かつ、複数の振動領域が表示装置の背面の全面に配列されており、電気音響変換ユニットに入力される音データに振動領域の位置情報が含まれていることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の構成の映像音響システムを提供する。【００１１】
（１）  常温で粘弾性を示す高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体と、高分子複合圧電体の両面それぞれに積層された薄膜電極と、を有する電気音響変換フィルムを備え、電気音響変換フィルムを湾曲して支持し、電気音響変換フィルムの少なくとも一部を振動領域とする電気音響変換ユニット、および、
映像が投影されるスクリーン、または、映像表示装置である表示装置を含み、
少なくとも１つの電気音響変換ユニットが、表示装置の映像が表示される面とは反対側の背面に配置され、かつ、複数の振動領域が表示装置の背面の全面に配列されており、
電気音響変換ユニットに入力される音データに振動領域の位置情報が含まれている映像音響システム。
（２）  表示装置に表示される映像に基づいて、表示装置の背面に配列された複数の振動領域から少なくとも１つの振動領域を選択して音を発生させる（１）に記載の映像音響システム。
（３）  表示装置において映像が表示される領域の面積に対する、複数の振動領域の総面積の割合が８０％以上である（１）または（２）に記載の映像音響システム。
（４）  振動領域が四角形状である（１）〜（３）のいずれかに記載の映像音響システム。
（５）  振動領域を４個以上有する（１）〜（４）のいずれかに記載の映像音響システム。
（６）  １つの振動領域を有する電気音響変換ユニットを複数有し、
複数の電気音響変換ユニットが、表示装置の背面に配列されている（１）〜（５）のいずれかに記載の映像音響システム。
（７）  電気音響変換フィルムは、高分子複合圧電体を挟持する薄膜電極の組を複数有し、複数の振動領域を形成されてなるものである（１）〜（５）のいずれかに記載の映像音響システム。
（８）  映画館、ホームシアター、デジタルサイネージ、プロジェクションマッピング、および、フレキシブル有機ＥＬディスプレイのいずれかに用いられる（１）〜（７）のいずれかに記載の映像音響システム。
【発明の効果】
【００１２】
このような本発明によれば、映像に応じた位置から音を発生することができ、臨場感を向上できる映像音響システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本発明の映像音響システムの一例を概念的に示す正面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの側面図である。
【図２Ａ】電気音響変換ユニットの一例を模式的に示す上面図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】電気音響変換フィルムの一例を模式的に示す断面図である。
【図４Ａ】電気音響変換フィルムの作製方法の一例を説明するための概念図である。
【図４Ｂ】電気音響変換フィルムの作製方法の一例を説明するための概念図である。
【図４Ｃ】電気音響変換フィルムの作製方法の一例を説明するための概念図である。
【図４Ｄ】電気音響変換フィルムの作製方法の一例を説明するための概念図である。
【図４Ｅ】電気音響変換フィルムの作製方法の一例を説明するための概念図である。
【図５Ａ】本発明の映像音響システムの他の一例を概念的に示す正面図である。
【図５Ｂ】図５Ａの側面図である。
【図６Ａ】図５Ａの映像音響システムに用いられる電気音響変換フィルムの一例を模式的に示す上面図である。
【図６Ｂ】図６ＡのＢ−Ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の映像音響システムについて、添付の図面に示される好適実施形態を基に、詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
【００１５】
本発明の映像音響システムは、常温で粘弾性を示す高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体と、高分子複合圧電体の両面それぞれに積層された薄膜電極とを有する電気音響変換フィルムを備え、電気音響変換フィルムを湾曲して支持し、電気音響変換フィルムの少なくとも一部を振動領域とする電気音響変換ユニット、および、映像が投影されるスクリーン、または、映像表示装置である表示装置を含み、少なくとも１つの電気音響変換ユニットが、表示装置の映像が表示される面とは反対側の背面に配置され、かつ、複数の振動領域が表示装置の背面の全面に配列されており、電気音響変換ユニットに入力される音データに振動領域の位置情報が含まれている映像表示システムである。
【００１６】
図１Ａに、本発明の映像音響システムの一例を模式的に表す正面図を示し、図１Ｂに図１Ａの側面図を示す。
図１Ａおよび図１Ｂに示す映像音響システム１００は、映像を表示する表示装置１０２と、表示装置１０２の裏面側に全面的に配列された、音を再生するスピーカである複数の電気音響変換ユニット（以下、「変換ユニット」ともいう）４０とを有する。
図示例の映像音響システム１００においては、４０個の変換ユニット４０が、表示装置１０２の裏面側の全面に、５行×８列のマトリックス状に配列されている。
【００１７】
本発明における変換ユニット４０は、常温で粘弾性を示す高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体の両面に薄膜電極を積層した電気音響変換フィルムを振動板として用いるものである。変換ユニット４０は、電気音響変換フィルムを湾曲させて支持しており、電気音響変換フィルムへの電圧印加によって、電気音響変換フィルムが面内方向に伸長または収縮することで、電気音響変換フィルムが、上方（音の放射方向）に移動し、あるいは、下方に移動し、この伸縮の繰り返しによる振動により、振動（音）と電気信号とを変換するものである。
【００１８】
表示装置１０２の、映像が表示される面とは反対側の背面の全面に配列されている複数の変換ユニット４０には、表示装置に表示される映像に基づいて、各変換ユニット４０に音データが入力されて音を発生させる。
この点については後に詳述する。
【００１９】
まず、表示装置１０２について説明する。
表示装置１０２は、プロジェクターや映写機等からの映像が投影されるスクリーン、または、液晶ディスプレイや映像表示装置である。
スクリーンとしては限定はなく、樹脂等により形成された、白色や銀色等のシート状物等の、プロジェクター用のスクリーンとして用いられる種々の公知のスクリーンが利用可能である。
また、映像表示装置としても限定はなく、公知の有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイや液晶ディスプレイ等が利用可能である。
【００２０】
ここで、表示装置１０２は、裏面側から映像を表示する面側へ音を透過するものであるのが好ましい。
【００２１】
次に、変換ユニット４０について説明する。
図２Ａに変換ユニット４０の一例を模式的に表す上面図を示す、図２Ｂに、図２ＡのＢ−Ｂ線断面図を示す。
前述のとおり、変換ユニット４０は、電気音響変換フィルム（以下、「変換フィルム」ともいう）を振動板として用いるものである。
【００２２】
図に示すように、変換ユニット４０は、平板型のスピーカであり、図２Ｂ中の上下方向が、変換フィルム１０の振動方向、すなわち、音の放射方向である。図３（Ａ）は、変換フィルム１０の振動方向から見た図である。
この変換ユニット４０は、変換フィルム１０と、ケース４２と、粘弾性支持体４６と、押圧部材４８とを有して構成される。
【００２３】
変換フィルム１０は、圧電性を有し、電界の状態に応じて主面が伸縮する圧電フィルムであって、湾曲した状態で保持されることで、フィルム面に沿った伸縮運動をフィルム面に垂直な方向の振動に変換して、電気信号を音に変換するものである。
ここで、変換ユニット４０に用いられる変換フィルム１０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積層された薄膜電極を有する変換フィルムである。
変換フィルム１０については後に詳述する。
【００２４】
ケース４２は、押圧部材４８と共に、変換フィルム１０および粘弾性支持体４６を保持する保持部材である。ケース４２は、プラスチックや金属、或いは木材等で形成される、一面が開放する箱型の筐体である。図示例においては、ケース４２は薄型の六面体形状で、最大面の一方が開放面である。また、開放部は正四角形状である。ケース４２は内部に粘弾性支持体４６を収容する。
なお、変換ユニットにおいて、ケース４２の形状（すなわち変換ユニットの形状）は、四角筒状に限定はされず、円筒状や底面が長方形の四角筒状等の各種の形状の筐体が利用可能である。
【００２５】
粘弾性支持体４６は、適度な粘性と弾性を有し、変換フィルム１０を湾曲した状態で保持すると共に、変換フィルム１０のどの場所でも一定の機械的バイアスを与えることによって、変換フィルム１０の伸縮運動を無駄なく前後運動（変換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。
図示例において、粘弾性支持体４６は、ケース４２の底面とほぼ同等の底面形状を有する四角柱状である。また、粘弾性支持体４６の高さは、ケース４２の深さよりも大きい。
【００２６】
粘弾性支持体４６の材料としては、適度な粘性と弾性を有し、かつ、圧電フィルムの振動を妨げず、好適に変形するものであれば、特に限定はない。一例として、羊毛のフェルト、レーヨンやＰＥＴを含んだ羊毛のフェルトなどの不織布、グラスウール、或いはポリウレタンなどの発泡材料（発泡プラスチック）、ポリエステルウール、紙を複数枚重ねたもの、磁性流体、塗料等が例示される。
粘弾性支持体４６の比重には、特に限定はなく、粘弾性支持体の種類に応じて、適宜、選択すればよい。一例として、粘弾性支持体としてフェルトを用いた場合には、比重は、５０〜５００ｋｇ／ｍ3が好ましく、１００〜３００ｋｇ／ｍ3がより好ましい。また、粘弾性支持体としてグラスウールを用いた場合には、比重は、１０〜１００ｋｇ／ｍ3が好ましい。
【００２７】
押圧部材４８は、変換フィルム１０を粘弾性支持体４６に押圧した状態で支持するためのものであり、プラスチックや金属、或いは木材等で形成される、中央に開口部を有する正四角形状の板状部材である。押圧部材４８は、ケース４２の開放面と同様の形状を有し、また、開口部の形状は、ケース４２の開放部と同様の正四角形状である。
【００２８】
変換ユニット４０においては、ケース４２の中に粘弾性支持体４６を収容して、変換フィルム１０によってケース４２および粘弾性支持体４６を覆い、変換フィルム１０の周辺を押圧部材４８によってケース４２の開放面に接した状態で、押圧部材４８をケース４２に固定して、構成される。
なお、ケース４２への押圧部材４８の固定方法には、特に限定はなく、ビスやボルトナットを用いる方法、固定用の治具を用いる方法等、公知の方法が、各種、利用可能である。
【００２９】
この変換ユニット４０においては、粘弾性支持体４６は、高さ（厚さ）がケース４２の内面の高さよりも厚い。すなわち、変換フィルム１０および押圧部材４８が固定される前の状態では、粘弾性支持体４６は、ケース４２の上面よりも突出した状態となっている。
そのため、変換ユニット４０では、粘弾性支持体４６の周辺部に近くなるほど、粘弾性支持体４６が変換フィルム１０によって下方に押圧されて厚さが薄くなった状態で、保持される。すなわち、変換フィルム１０の主面の少なくとも一部が湾曲した状態で保持される。これにより、変換フィルム１０の少なくとも一部に湾曲部が形成される。変換ユニット４０において、この湾曲部が振動領域となる。なお、以下の説明では、湾曲部を振動領域ともいう。
この際、変換フィルム１０の面方向において、粘弾性支持体４６の全面を押圧して、全面的に厚さが薄くなるようにするのが好ましい。すなわち、変換フィルム１０の全面が粘弾性支持体４６により押圧されて支持されるのが好ましい。
また、このように形成された湾曲部は、中心から周辺部に向かって緩やかに曲率が変化しているのが好ましい。これにより、共振周波数を分散させ、より広帯域化できる。
【００３０】
また、変換ユニット４０において、粘弾性支持体４６は押圧部材４８に近づくほど厚さ方向に圧縮された状態になるが、静的粘弾性効果（応力緩和）によって、変換フィルム１０のどの場所でも機械的バイアスを一定に保つことができる。これにより、変換フィルム１０の伸縮運動が無駄なく前後運動へと変換されるため、薄型、かつ、十分な音量が得られ、音響特性に優れる平面状の変換ユニット４０を得ることができる。
【００３１】
このような構成の変換ユニット４０において、変換フィルム１０の、押圧部材４８の開口部に対応する領域が実際に振動する領域となる。すなわち、押圧部材４８は、振動領域を規定する部位である。したがって、図２に示す変換ユニット４０は、１つの振動領域を有する。
圧電性を有する変換フィルムを用いる変換ユニットは、一般的に振動板が円形状を有するコーンスピーカに比べて、ユニット全体の大きさに対する振動板の相対的な大きさを大きくし易く、小型化が容易である。
【００３２】
また、変換ユニット４０の変換フィルム１０側の面と、湾曲部とは相似であるのが好ましい。すなわち、押圧部材４８の外形と開口部の形状は相似であるのが好ましい。
【００３３】
なお、変換ユニット４０において、変換フィルム１０による粘弾性支持体４６の押圧力には、特に限定はないが面圧が低い位置における面圧で０．００５〜１．０ＭＰａ、特に０．０２〜０．２ＭＰａ程度とするのが好ましい。
加えて、粘弾性支持体４６の厚さにも、特に限定は無いが、押圧される前の厚さが、１〜１００ｍｍ、特に１０〜５０ｍｍであるのが好ましい。
【００３４】
また、図示例においては、粘弾性を有する粘弾性支持体４６を利用する構成としたが、これに限定はされず、少なくとも弾性を有する弾性支持体を利用する構成であればよい。
例えば、粘弾性支持体４６に代えて、弾性を有する弾性支持体を有する構成としてもよい。
弾性支持体としては、天然ゴムや各種合成ゴムが例示される。
【００３５】
ここで、図３（Ａ）に示す変換ユニット４０は、押圧部材４８によって、変換フィルム１０の周辺全域をケース４２に押し付けているが、本発明は、これに限定されない。
すなわち、変換フィルム１０を利用する変換ユニットは、押圧部材４８を有さずに、例えばケース４２の４箇所の角において、ビスやボルトナット、治具などによって、変換フィルム１０をケース４２の上面に押圧／固定してなる構成も利用可能である。
また、ケース４２と変換フィルム１０との間には、Ｏリング等を介在させてもよい。このような構成を有することにより、ダンパ効果を持たせることができ、変換フィルム１０の振動がケース４２に伝達されることを防止して、より優れた音響特性を得ることができる。
【００３６】
また、変換フィルム１０を利用する変換ユニットは、粘弾性支持体４６を収容するケース４２を有さなくても良い。
例えば、剛性を有する支持板の上に粘弾性支持体を載置し、粘弾性支持体を覆って変換フィルム１０を載せ、先と同様の押圧部材を周辺部に載置する。次いで、ビス等によって押圧部材を支持板に固定することにより、押圧部材と一緒に粘弾性支持体を押圧した構成も、利用可能である。
なお、支持板の大きさとしては粘弾性支持体よりも大きくても良く、更に支持板の材質としては、ポリスチレンや発泡ＰＥＴ、或いはカーボンファイバーなどの各種振動板を用いることで、変換ユニットの振動を更に増幅する効果も期待できる。
【００３７】
さらに、変換ユニットは、周辺を押圧する構成にも限定はされず、例えば、粘弾性支持体４６と変換フィルム１０の積層体の中央を、何らかの手段によって押圧してなる構成も利用可能である。
すなわち、変換ユニットは、変換フィルム１０の湾曲した状態で保持される構成であれば、各種の構成が利用可能である。
あるいは、変換フィルム１０を樹脂フィルムに貼り付けて張力を付与する（湾曲させる）構成としてもよい。樹脂フィルムで保持する構成とし、湾曲させた状態で保持できるようにすることでフレキシブルなスピーカとすることができる。
あるいは、変換フィルム１０を湾曲したフレームに張り上げた構成としてもよい。
【００３８】
また、図２Ａおよび図２Ｂに示す例では、押圧部材４８を用いて、変換フィルム１０を粘弾性支持体４６に押圧して支持する構成としたが、これに限定はされず、例えば、ケース４２の開口面よりも大きい変換フィルム１０を用いて、変換フィルム１０の端部をケース４２の裏面側で固定する構成としてもよい。すなわち、ケース４２とケース４２内に配置された粘弾性支持体４６とを、ケース４２の開口面よりも大きい変換フィルム１０で覆い、変換フィルム１０の端部をケース４２の裏面側に引張ることで、変換フィルム１０を粘弾性支持体４６に押圧して張力を付与して湾曲させ、変換フィルムの端部をケース４２の裏面側で固定してもよい。
【００３９】
あるいは、気密性を有するケースを用い、ケースの開放端を変換フィルムで覆って閉塞し、ケース内に気体を導入して変換フィルムに圧力を掛けて、凸状に膨らませた状態で、あるいは、ケース内を負圧にして凹状にへこませた状態で、保持する構成としてもよい。
【００４０】
また、図２Ａおよび図２Ｂに示す変換ユニット４０においては、変換フィルム１０は、粘弾性支持体４６により押圧されて、主面が凸状に湾曲した状態で保持される構成としたが、このように、変換フィルム１０を湾曲した状態で保持する構成には特に限定はない。
例えば、変換フィルム１０自体に凸部を形成して湾曲させてもよい。凸部の形成方法としては特に限定はなく、種々の公知の樹脂フィルムの加工方法が利用可能である。例えば、真空加圧成型法、エンボス加工等の形成方法により、凸部を形成することができる。
【００４１】
次に、変換ユニットに用いられる変換フィルムについて説明する。
図３は、変換フィルム１０の一例を概念的に示す断面図である。
図３に示すように、変換フィルム１０は、圧電性を有するシート状物である圧電体層１２と、圧電体層１２の一方の面に積層される下部薄膜電極１４と、下部薄膜電極１４上に積層される下部保護層１８と、圧電体層１２の他方の面に積層される上部薄膜電極１６と、上部薄膜電極１６上に積層される上部保護層２０とを有する。
【００４２】
変換フィルム１０において、圧電体層１２は、高分子複合圧電体からなるものである。
図３に概念的に示すように、圧電体層１２を形成する高分子複合圧電体は、常温で粘弾性を有する高分子材料を含有する粘弾性マトリックス２４中に、圧電体粒子２６を分散したものである。なお、本明細書において、「常温」とは、０〜５０℃程度の温度域を指す。
また、好ましくは、圧電体層１２は、分極処理されている。
【００４３】
ここで、高分子複合圧電体（圧電体層１２）は、次の用件を具備したものであるのが好ましい。
（ｉ）  可撓性
例えば、携帯用として新聞や雑誌のように書類感覚で緩く撓めた状態で把持する場合、絶えず外部から、数Ｈｚ以下の比較的ゆっくりとした、大きな曲げ変形を受けることになる。この時、高分子複合圧電体が硬いと、その分大きな曲げ応力が発生し、高分子マトリックスと圧電体粒子との界面で亀裂が発生し、やがて破壊に繋がる恐れがある。従って、高分子複合圧電体には適度な柔らかさが求められる。また、歪みエネルギーを熱として外部へ拡散できれば応力を緩和することができる。従って、高分子複合圧電体の損失正接が適度に大きいことが求められる。
（ii）  音質
スピーカは、２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚのオーディオ帯域の周波数で圧電体粒子を振動させ、その振動エネルギーによって振動板（高分子複合圧電体）全体が一体となって振動することで音が再生される。従って、振動エネルギーの伝達効率を高めるために高分子複合圧電体には適度な硬さが求められる。また、スピーカの周波数特性が平滑であれば、曲率の変化に伴い最低共振周波数ｆ０が変化した際の音質の変化量も小さくなる。従って、高分子複合圧電体の損失正接は適度に大きいことが求められる。
【００４４】
以上をまとめると、フレキシブル性を有するスピーカに用いる高分子複合圧電体は、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求められる。また、高分子複合圧電体の損失正接は、２０ｋＨｚ以下の全ての周波数の振動に対して、適度に大きいことが求められる。
【００４５】
一般に、高分子固体は粘弾性緩和機構を有しており、温度上昇あるいは周波数の低下とともに大きなスケールの分子運動が貯蔵弾性率（ヤング率）の低下（緩和）あるいは損失弾性率の極大（吸収）として観測される。その中でも、非晶質領域の分子鎖のミクロブラウン運動によって引き起こされる緩和は、主分散と呼ばれ、非常に大きな緩和現象が見られる。この主分散が起きる温度がガラス転移点（Ｔｇ）であり、最も粘弾性緩和機構が顕著に現れる。
高分子複合圧電体（圧電体層１２）において、ガラス転移点が常温にある高分子材料、言い換えると、常温で粘弾性を有する高分子材料をマトリックスに用いることで、２０Ｈｚ〜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、すなわち、０〜５０℃にある高分子材料を、高分子複合圧電体のマトリックスに用いるのが好ましい。
【００４６】
常温で粘弾性を有する高分子材料としては、公知の各種のものが利用可能である。好ましくは、常温、すなわち０〜５０℃において、動的粘弾性試験による周波数１Ｈｚにおける損失正接Ｔａｎδの極大値が、０．５以上有る高分子材料を用いる。
これにより、高分子複合圧電体が外力によってゆっくりと曲げられた際に、最大曲げモーメント部における高分子マトリックス／圧電体粒子界面の応力集中が緩和され、高い可撓性が期待できる。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
このような条件を満たす高分子材料としては、シアノエチル化ポリビニルアルコール（シアノエチル化ＰＶＡ）、ポリ酢酸ビニル、ポリビニリデンクロライドコアクリロニトリル、ポリスチレン−ビニルポリイソプレンブロック共重合体、ポリビニルメチルケトン、および、ポリブチルメタクリレート等が例示される。また、これらの高分子材料としては、ハイブラー５１２７（クラレ社製）などの市販品も、好適に利用可能である。なかでも、シアノエチル基を有する材料を用いることが好ましく、シアノエチル化ＰＶＡを用いるのが特に好ましい。
なお、これらの高分子材料は、１種のみを用いてもよく、複数種を併用（混合）して用いてもよい。
【００５０】
このような常温で粘弾性を有する高分子材料を用いる粘弾性マトリックス２４は、必要に応じて、複数の高分子材料を併用してもよい。
すなわち、粘弾性マトリックス２４には、誘電特性や機械特性の調整等を目的として、シアノエチル化ＰＶＡ等の粘弾性材料に加え、必要に応じて、その他の誘電性高分子材料を添加しても良い。
【００５１】
添加可能な誘電性高分子材料としては、一例として、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体及びポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体等のフッ素系高分子、シアン化ビニリデン−酢酸ビニル共重合体、シアノエチルセルロース、シアノエチルヒドロキシサッカロース、シアノエチルヒドロキシセルロース、シアノエチルヒドロキシプルラン、シアノエチルメタクリレート、シアノエチルアクリレート、シアノエチルヒドロキシエチルセルロース、シアノエチルアミロース、シアノエチルヒドロキシプロピルセルロース、シアノエチルジヒドロキシプロピルセルロース、シアノエチルヒドロキシプロピルアミロース、シアノエチルポリアクリルアミド、シアノエチルポリアクリレート、シアノエチルプルラン、シアノエチルポリヒドロキシメチレン、シアノエチルグリシドールプルラン、シアノエチルサッカロース及びシアノエチルソルビトール等のシアノ基あるいはシアノエチル基を有するポリマー、ニトリルゴムやクロロプレンゴム等の合成ゴム等が例示される。
中でも、シアノエチル基を有する高分子材料は、好適に利用される。
また、圧電体層１２の粘弾性マトリックス２４において、シアノエチル化ＰＶＡ等の常温で粘弾性を有する材料に加えて添加される誘電性ポリマーは、１種に限定はされず、複数種を添加してもよい。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
また、圧電体層１２の誘電率を高める目的で、粘弾性マトリックス２４に誘電体粒子を添加してもよい。
誘電体粒子は、２５℃における比誘電率が８０以上の高い比誘電率を持つ粒子からなるものである。
誘電体粒子としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）、チタン酸ジルコン酸ランタン酸鉛（ＰＬＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸バリウムとビスマスフェライト（ＢｉＦｅＯ3）との固溶体（ＢＦＢＴ）等が例示される。なかでも、高い比誘電率を有する点で、誘電体粒子としてチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）を用いるのが好ましい。
【００５５】
誘電体粒子は、平均粒径が０．５μｍ以下であるのが好ましい。
また、粘弾性マトリックスと誘電体粒子との合計体積に対する、誘電体粒子の体積分率は、５〜４５％が好ましく、１０〜３０％がより好ましく、２０〜３０％が特に好ましい。
【００５６】
圧電体粒子２６は、ペロブスカイト型或いはウルツ鉱型の結晶構造を有するセラミックス粒子からなるものである。
圧電体粒子２６を構成するセラミックス粒子としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸ジルコン酸ランタン酸鉛（ＰＬＺＴ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、および、チタン酸バリウムとビスマスフェライト（ＢｉＦｅ3）との固溶体（ＢＦＢＴ）等が例示される。
なお、これらのセラミックス粒子は、１種のみを用いてもよく、複数種を併用して用いてもよい。
【００５７】
このような圧電体粒子２６の粒径は、変換フィルム１０のサイズや用途に応じて、適宜、選択すれば良いが、本発明者の検討によれば、１〜１０μｍが好ましい。
圧電体粒子２６の粒径を上記範囲とすることにより、高い圧電特性とフレキシビリティとを両立できる、耐電圧を向上できる等の点で好ましい結果を得ることができる。
【００５８】
なお、図３においては、圧電体層１２中の圧電体粒子２６は、粘弾性マトリックス２４中に、均一にかつ規則性を持って分散されているが、本発明は、これに限定はされない。
すなわち、圧電体層１２中の圧電体粒子２６は、好ましくは均一に分散されていれば、粘弾性マトリックス２４中に不規則に分散されていてもよい。
【００５９】
変換フィルム１０において、圧電体層１２中における粘弾性マトリックス２４と圧電体粒子２６との量比は、変換フィルム１０の面方向の大きさや厚さ、変換フィルム１０の用途、変換フィルム１０に要求される特性等に応じて、適宜、設定すればよい。
ここで、本発明者の検討によれば、圧電体層１２中における圧電体粒子２６の体積分率は、３０〜７０％が好ましく、特に、５０％以上とするのが好ましく、従って、５０〜７０％とするのが、より好ましい。
粘弾性マトリックス２４と圧電体粒子２６との量比を上記範囲とすることにより、高い圧電特性とフレキシビリティとを両立できる等の点で好ましい結果を得ることができる。
【００６０】
また、変換フィルム１０において、圧電体層１２の厚さにも、特に限定はなく、変換フィルム１０のサイズ、変換フィルム１０の用途、変換フィルム１０に要求される特性等に応じて、適宜、設定すればよい。
ここで、本発明者の検討によれば、圧電体層１２の厚さを薄くすることで、自重による撓みを軽減し、また、軽くすることで、印加電圧に対する圧電フィルムの追従性を向上させて、音圧や音質を向上できる。また、柔軟性を付与することができる。一方で、圧電体層１２の厚さが薄すぎると、剛性が連続して電圧を印加した際や、高電圧を印加した際に、局所的な短絡が発生するおそれがある。また、剛性が低下するおそれがある。
上記観点から、圧電体層１２の厚さは、５μｍ〜１００μｍが好ましく、８μｍ〜５０μｍがより好ましく、特に、１０〜４０μｍがさらに好ましく、特に、１５〜２５μｍが好ましい。
なお、圧電体層１２は、分極処理（ポーリング）されているのが好ましいのは、前述のとおりである。分極処理に関しては、後に詳述する。
【００６１】
図３に示すように、変換フィルム１０は、このような圧電体層１２の一面に、下部薄膜電極１４を形成し、その上に下部保護層１８を形成し、圧電体層１２の他方の面に、上部薄膜電極１６を形成し、その上に上部保護層２０を形成してなる構成を有する。ここで、上部薄膜電極１６と下部薄膜電極１４とが電極対を形成する。
なお、変換フィルム１０は、これらの層に加えて、例えば、上部薄膜電極１６、および、下部薄膜電極１４からの電極の引出しを行う電極引出し部や、圧電体層１２が露出する領域を覆って、ショート等を防止する絶縁層等を有していてもよい。
【００６２】
電極引出し部としては、薄膜電極および保護層が、圧電体層の面方向外部に、凸状に突出する部位を設けても良いし、あるいは、保護層の一部を除去して孔部を形成して、この孔部に銀ペースト等の導電材料を挿入して導電材料と薄膜電極とを電気的に導通して、電極引出し部としてもよい。
なお、各薄膜電極において、電極引出し部は１つには限定されず、２以上の電極引出し部を有していてもよい。特に、保護層の一部を除去して孔部に導電材料を挿入して電極引出し部とする構成の場合には、より確実に通電を確保するために、電極引出し部を３以上有するのが好ましい。
【００６３】
変換フィルム１０は、圧電体層１２の両面を電極対、すなわち、上部薄膜電極１６および下部薄膜電極１４で挟持し、この積層体を、上部保護層２０および下部保護層１８で挟持してなる構成を有する。
このように、上部薄膜電極１６および下部薄膜電極１４で挾持された領域は、印加された電圧に応じて駆動される。
【００６４】
変換フィルム１０において、上部保護層２０および下部保護層１８は、上部薄膜電極１６および下部薄膜電極１４を被覆すると共に、圧電体層１２に適度な剛性と機械的強度を付与する役目を担っている。すなわち、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とからなる圧電体層１２は、ゆっくりとした曲げ変形に対しては、非常に優れた可撓性を示す一方で、用途によっては、剛性や機械的強度が不足する場合がある。変換フィルム１０は、それを補うために上部保護層２０および下部保護層１８が設けられる。
なお、下部保護層１８および上部保護層２０は、配置位置が異なるのみで、構成は同じであるので、以下の説明においては、下部保護層１８および上部保護層２０を区別する必要がない場合には、両部材をまとめて、保護層ともいう。
【００６５】
上部保護層２０および下部保護層１８には、特に限定はなく、各種のシート状物が利用可能であり、一例として、各種の樹脂フィルムが好適に例示される。中でも、優れた機械的特性および耐熱性を有するなどの理由により、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ、アラミド）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、および、環状オレフィン系樹脂が好適に利用される。
中でも、ガラス転移温度Ｔｇが１５０℃以上で優れた耐熱性を示す等の観点から、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、トリアセチルセルロースが好適に用いられる。これらより、電圧印加時の発熱による外観損傷を防ぐことができたり、高温下での放置試験ならびに駆動試験に耐えることができる。
【００６６】
上部保護層２０および下部保護層１８の厚さにも、特に、限定は無い。また、上部保護層２０および下部保護層１８の厚さは、基本的に同じであるが、異なってもよい。
ここで、上部保護層２０および下部保護層１８の剛性が高過ぎると、圧電体層１２の伸縮を拘束するばかりか、可撓性も損なわれるため、機械的強度やシート状物としての良好なハンドリング性が要求される場合を除けば、上部保護層２０および下部保護層１８は、薄いほど有利である。
【００６７】
本発明者の検討によれば、上部保護層２０および下部保護層１８の厚さが、圧電体層１２の厚さの２倍以下であれば、剛性の確保と適度な柔軟性との両立等の点で好ましい結果を得ることができる。
例えば、圧電体層１２の厚さが２０μｍで上部保護層２０および下部保護層１８がＰＥＴからなる場合、上部保護層２０および下部保護層１８の厚さは、４０μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下がより好ましく、中でも１５μｍ以下とするのが好ましい。
【００６８】
変換フィルム１０において、圧電体層１２と上部保護層２０との間には上部薄膜電極（以下、上部電極とも言う）１６が、圧電体層１２と下部保護層１８との間には下部薄膜電極（以下、下部電極とも言う）１４が、それぞれ形成される。
上部電極１６および下部電極１４は、変換フィルム１０（圧電体層１２）に電界を印加するために設けられる。
なお、下部電極１４および上部電極１６は、大きさおよび配置位置が異なるのみで、構成は同じであるので、以下の説明においては、下部電極１４および上部電極１６を区別する必要がない場合には、両部材をまとめて、薄膜電極ともいう。
【００６９】
本発明において、上部電極１６および下部電極１４の形成材料には、特に、限定はなく、各種の導電体が利用可能である。具体的には、炭素、パラジウム、鉄、錫、アルミニウム、ニッケル、白金、金、銀、銅、クロムおよびモリブデン等や、これらの合金、酸化インジウムスズ等が例示される。中でも、銅、アルミニウム、金、銀、白金、および、酸化インジウムスズのいずれかが、好適に例示される。
【００７０】
また、上部電極１６および下部電極１４の形成方法にも、特に限定はなく、真空蒸着やスパッタリング等の気相堆積法（真空成膜法）やめっきによる成膜や、上記材料で形成された箔を貼着する方法等、公知の方法が、各種、利用可能である。
【００７１】
中でも特に、変換フィルム１０の可撓性が確保できる等の理由で、真空蒸着によって成膜された銅やアルミニウムの薄膜は、上部電極１６および下部電極１４として、好適に利用される。その中でも特に、真空蒸着による銅の薄膜は、好適に利用される。
上部電極１６および下部電極１４の厚さには、特に、限定は無い。また、上部電極１６および下部電極１４の厚さは、基本的に同じであるが、異なってもよい。
【００７２】
ここで、前述の上部保護層２０および下部保護層１８と同様に、上部電極１６および下部電極１４の剛性が高過ぎると、圧電体層１２の伸縮を拘束するばかりか、可撓性も損なわれるため、上部電極１６および下部電極１４は、電気抵抗が高くなり過ぎない範囲であれば、薄いほど有利である。
【００７３】
ここで、本発明者の検討によれば、上部電極１６および下部電極１４の厚さとヤング率との積が、上部保護層２０および下部保護層１８の厚さとヤング率との積を下回れば、可撓性を大きく損なうことがないため、好適である。
例えば、上部保護層２０および下部保護層１８がＰＥＴ（ヤング率：約６．２ＧＰａ）で、上部電極１６および下部電極１４が銅（ヤング率：約１３０ＧＰａ）からなる組み合わせの場合、上部保護層２０および下部保護層１８の厚さが２５μｍだとすると、上部電極１６および下部電極１４の厚さは、１．２μｍ以下が好ましく、０．３μｍ以下がより好ましく、中でも０．１μｍ以下とするのが好ましい。
【００７４】
また、薄膜電極は、必ずしも、圧電体層１２（下部保護層１８および／または上部保護層２０）の全面に対応して形成される必要はない。
すなわち、薄膜電極の少なくとも一方が、例えば圧電体層１２よりも小さく、変換フィルム１０の周辺部において、圧電体層１２と保護層とが、直接、接触するような構成でもよい。
【００７５】
あるいは、薄膜電極が全面に形成された保護層が、圧電体層１２の全面に対応して形成される必要はない。この場合、圧電体層１２と直接に接触する第２の保護層を別途、保護層の表面側に設けるような構成としてもよい。
【００７６】
また、薄膜電極と圧電体層１２との間に密着力向上、可撓性向上などの目的でさらに塗布層を設ける構成としてもよい。この場合、塗布層は薄膜電極の上でも圧電体層１２の上のどちらに塗布しても構わない。
この場合は、高分子成分として、ポリ（メタ）アクリル、ポリウレタン、ポリエステルポリオレフィン、ＰＶＡ、ポリスチレンなどの熱可塑性樹脂やフェノール樹脂、メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂を使用することができる。なかでも音響性能を向上させるために、誘電性高分子が好ましく用いられる。具体的には前述の高分子などが好ましく使用することができる。また、高分子成分以外にも高誘電体粒子や帯電防止剤、界面活性剤、増粘剤、架橋剤など添加しても構わない。
【００７７】
また、図示例では、変換フィルム１０の層構成は、圧電体層１２と、圧電体層１２の一方の面に積層される下部薄膜電極１４と、下部薄膜電極１４上に積層される下部保護層１８と、圧電体層１２の他方の面に積層される上部薄膜電極１６と、上部薄膜電極１６上に積層される上部保護層２０とを有する構成としたがこれに限定はされず、これらの層に加えて、例えば、圧電体層１２が露出する領域を覆って、ショート等を防止する絶縁層や、薄膜電極を被覆する着色層等を有していてもよい。
【００７８】
例えば、着色層を有する場合の層構成は、圧電体層１２と、圧電体層１２の一方の面に積層される下部薄膜電極１４と、下部薄膜電極１４上に積層される下部着色層と、下部着色層上に積層される下部保護層１８と、圧電体層１２の他方の面に積層される上部薄膜電極１６と、上部薄膜電極１６上に積層される上部着色層と、上部着色層上に積層される上部保護層２０とを有する構成とすればよい。
着色層を有することで、上部薄膜電極１６および下部薄膜電極１４の錆びが、外部から視認できないようにすることができる。
【００７９】
薄膜電極の錆びが外部から視認できないようにする観点から、着色層の透過濃度は、０．３以上であるのが好ましく、０．５以上であるのがより好ましい。
なお、透過濃度とは、入射光に対する透過光の比率として計測される光学濃度であり、透過濃度０．３のときの透過率は約５０％であり、透過濃度０．５のときの透過率は約３０％である。
【００８０】
また、着色層の厚さは、１μｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以下がより好ましく、中でも４０ｎｍ以下とするのが特に好ましい。
また、着色層は、電気抵抗率が低いのが好ましく、１×１０-7Ωｍ以下であるのが好ましい。
【００８１】
着色層の形成材料は、上記の透過濃度を満たし、また、錆び等により変色しないものであれば特に限定はない。
具体的には、着色層の形成材料としては、インジウム、ニッケル、チタン、アルミニウム、金、白金、クロム等の金属、カーボンブラック（ＣＢ）、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム等の無機顔料、キナクリドン系、アゾ系、ベンズイミダゾロン系、フタロシアニン系、アンスラキノン系の有機顔料、内部に空孔を有した光散乱性を有した部材等が例示される。
上述の透過濃度、厚さ、および、電気抵抗率の観点から、着色層の形成材料として金属を用いることが好ましく、中でも、ニッケルがより好ましい。
【００８２】
また、着色層の形成方法には、特に限定はなく、上記材料に応じて、各種の公知の方法で形成すればよい。
例えば、着色層の形成材料として、金属を用いる場合には、真空蒸着やスパッタリング等の気相堆積法（真空成膜法）やめっきによる成膜や、上記材料で形成された箔を貼着する方法等が利用可能である。より薄く形成可能な点から真空蒸着により形成するのがより好ましい。
また、着色層の形成材料として、顔料を用いる場合には、塗布法、印刷等が利用可能である。
また、あらかじめ形成された着色層を転写する方法も利用可能である。
【００８３】
また、上部電極１６側および下部電極１４側のそれぞれに、着色層を有する構成には限定されず、少なくとも一方の側に、着色層を有する構成であってもよい。
【００８４】
前述のように、変換フィルム１０は、常温で粘弾性を示す高分子材料を含有する粘弾性マトリックス２４に圧電体粒子２６を分散してなる圧電体層１２を、上部電極１６および下部電極１４で挟持し、さらに、上部保護層２０および下部保護層１８を挟持してなる構成を有する。
このような変換フィルム１０は、動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの損失正接（Ｔａｎδ）が０．１以上となる極大値が常温に存在するのが好ましい。
これにより、変換フィルム１０が外部から数Ｈｚ以下の比較的ゆっくりとした、大きな曲げ変形を受けたとしても、歪みエネルギーを効果的に熱として外部へ拡散できるため、高分子マトリックスと圧電体粒子との界面で亀裂が発生するのを防ぐことができる。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
次に、図４Ａ〜図４Ｅを参照して、変換フィルム１０の製造方法の一例を説明する。
【００８９】
まず、図４Ａに示すように、下部保護層１８の上に下部電極１４が形成されたシート状物１１ａを準備する。このシート状物１１ａは、下部保護層１８の表面に、真空蒸着、スパッタリング、めっき等によって下部電極１４として銅薄膜等を形成して、作製すればよい。
下部保護層１８が非常に薄く、ハンドリング性が悪い時などは、必要に応じて、セパレータ（仮支持体）付きの下部保護層１８を用いても良い。尚、セパレータとしては、厚さ２５〜１００μｍのＰＥＴ等を用いることができる。なお、セパレータは、薄膜電極および保護層の熱圧着後、側面絶縁層や、第２の保護層等を形成する直前に、取り除けばよい。
あるいは、下部保護層１８の上に銅薄膜等が形成された、市販品をシート状物１１ａとして利用してもよい。
【００９０】
一方で、有機溶媒に、シアノエチル化ＰＶＡ等のシアノエチル基を有する高分子材料（以下、粘弾性材料とも言う）を溶解し、さらに、ＰＺＴ粒子等の圧電体粒子２６を添加し、攪拌して分散してなる塗料を調製する。有機溶媒には、特に限定はなく、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等の各種の有機溶媒が利用可能である。
前述のシート状物１１ａを準備し、かつ、塗料を調製したら、この塗料をシート状物にキャスティング（塗布）して、有機溶媒を蒸発して乾燥する。これにより、図４Ｂに示すように、下部保護層１８の上に下部電極１４を有し、下部電極１４の上に圧電体層１２を形成してなる積層体１１ｂを作製する。
【００９１】
この塗料のキャスティング方法には、特に、限定はなく、スライドコータやドクターナイフ等の公知の方法（塗布装置）が、全て、利用可能である。
あるいは、粘弾性材料がシアノエチル化ＰＶＡのように加熱溶融可能な物であれば、粘弾性材料を加熱溶融して、これに添加高分子材料および圧電体粒子２６を添加／分散してなる溶融物を作製し、押し出し成型等によって、図４Ａに示すシート状物１１ａの上にシート状に押し出し、冷却することにより、図４Ｂに示すような、下部保護層１８の上に下部電極１４を有し、下部電極１４の上に圧電体層１２を形成してなる積層体１１ｂを作製してもよい。
【００９２】
なお、前述のように、変換フィルム１０において、粘弾性マトリックス２４には、シアノエチル化ＰＶＡ等の粘弾性材料以外にも、ＰＶＤＦ等の高分子圧電材料を添加しても良い。
粘弾性マトリックス２４に、これらの高分子圧電材料を添加する際には、上記塗料に添加する高分子圧電材料を溶解すればよい。あるいは、上記加熱溶融した粘弾性材料に、添加する高分子圧電材料を添加して加熱溶融すればよい。
下部保護層１８の上に下部電極１４を有し、下部電極１４の上に圧電体層１２を形成してなる積層体１１ｂを作製したら、好ましくは、圧電体層１２の分極処理（ポーリング）を行う。
【００９３】
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４Ｃおよび図４Ｄに示す方法が例示される。
【００９４】
この方法では、図４Ｃおよび図４Ｄに示すように、積層体１１ｂの圧電体層１２の上面１２ａの上に、間隔ｇを例えば１ｍｍ開けて、この上面１２ａに沿って移動可能な棒状あるいはワイヤー状のコロナ電極３０を設ける。そして、このコロナ電極３０と下部電極１４とを直流電源３２に接続する。
さらに、積層体１１ｂを加熱保持する加熱手段、例えば、ホットプレートを用意する。
【００９５】
その上で、圧電体層１２を、加熱手段によって、例えば、温度１００℃に加熱保持した状態で、直流電源３２から下部電極１４とコロナ電極３０との間に、数ｋＶ、例えば、６ｋＶの直流電圧を印加してコロナ放電を生じさせる。さらに、間隔ｇを維持した状態で、圧電体層１２の上面１２ａに沿って、コロナ電極３０を移動（走査）して、圧電体層１２の分極処理を行う。
【００９６】
このようなコロナ放電を利用する分極処理（以下、便宜的に、コロナポーリング処理とも言う）において、コロナ電極３０の移動は、公知の棒状物の移動手段を用いればよい。
また、コロナポーリング処理では、コロナ電極３０を移動する方法にも、限定はされない。すなわち、コロナ電極３０を固定し、積層体１１ｂを移動させる移動機構を設け、この積層体１１ｂを移動させて分極処理をしてもよい。この積層体１１ｂの移動も、公知のシート状物の移動手段を用いればよい。
さらに、コロナ電極３０の数は、１本に限定はされず、複数本のコロナ電極３０を用いて、コロナポーリング処理を行ってもよい。
また、分極処理は、コロナポーリング処理に限定はされず、分極処理を行う対象に、直接、直流電界を印加する、通常の電界ポーリングも利用可能である。但し、この通常の電界ポーリングを行う場合には、分極処理の前に、上部電極１６を形成する必要が有る。
なお、この分極処理の前に、圧電体層１２の表面を加熱ローラ等を用いて平滑化する、カレンダー処理を施してもよい。このカレンダー処理を施すことで、後述する熱圧着がスムーズに行える。
【００９７】
このようにして積層体１１ｂの圧電体層１２の分極処理を行う一方で、上部保護層２０の上に上部電極１６が形成されたシート状物１１ｃを、準備する。このシート状物１１ｃは、上部保護層２０の表面に、真空蒸着、スパッタリング、めっき等によって上部電極１６として銅薄膜等を形成して、作製すればよい。
次いで、図２（Ｅ）に示すように、上部電極１６を圧電体層１２に向けて、シート状物１１ｃを、圧電体層１２の分極処理を終了した積層体１１ｂに積層する。
さらに、この積層体１１ｂとシート状物１１ｃとの積層体を、上部保護層２０と下部保護層１８とを挟持するようにして、加熱プレス装置や加熱ローラ対等で熱圧着して、変換フィルム１０を作製する。
【００９８】
このような変換フィルム１０の製造は、カットシート状の上記シート状物を用いて製造を行ってもよく、ロール・トゥ・ロール（Ｒｏｌｌ  ｔｏ  Ｒｏｌｌ  以下、ＲｔｏＲともいう）で行ってもよい。
周知のように、ＲｔｏＲとは、長尺な原材料を巻回してなるロールから、原材料を引き出して、長手方向に搬送しつつ、成膜や表面処理等の各種の処理を行い、処理済の原材料を、再度、ロール状に巻回する製造方法である。
【００９９】
前述のとおり、図１Ａおよび図１Ｂに示す映像音響システム１００は、上述した表示装置１０２の裏面側に、変換ユニット４０が複数、配列されている。
具体的には、図１Ａおよび図１Ｂに示す映像音響システム１００においては、４０個の変換ユニット４０が、表示装置１０２の裏面の面方向に、裏面の全面に略均等に、５行×８列のマトリックス状に配列されている。
また、各変換ユニット４０は、音を発生する変換フィルム１０側（振動領域側）を表示装置１０２の裏面に対面して配置されている。
なお、複数の変換ユニット４０は、面方向において、表示装置１０２の映像が表示される領域に配列されていればよい。
【０１００】
このように配列された複数の変換ユニット４０に入力される音データには、変換ユニット４０の位置情報が含まれており、表示装置に表示される映像に基づいて、音データが入力されて、映像に応じて音を発生する。
【０１０１】
具体的には、表示装置１０２の映像表示面の面方向において、表示装置１０２に表示された映像上で、音の発生源となる物が表示されている位置に配置された変換ユニット４０に、この音の発生源となる物から発生する音のデータが入力され、この変換ユニット４０が音の発生源となる物から発生する音を発生する。
例えば、人物が発声している映像の場合には、発声している人物の顔（あるいは口元等）の位置に配置された変換ユニット４０に、この人物が発声している音のデータが入力され、この変換ユニット４０がこの人物が発声している音声を再生する。
【０１０２】
また、音の発生源となる物が、表示装置１０２に表示される映像上で移動している場合には、音の発生源となる物の移動に合わせて、音を発生する変換ユニット４０が順次、変更されるように、各変換ユニット４０に音データが入力される。
【０１０３】
前述のとおり、複数のスピーカを用いて仮想音源を設定し、仮想音源から音が生じている状態を再現する音響システムでは、視聴位置によっては仮想音源の再現が適正にされず、映像と音源位置が一致しないため音の定位ができず、十分な臨場感を得られないという問題があった。
また、表示装置の裏面側にスピーカを配置するのみでは、音に十分な立体感を持たせることができず、臨場感が不十分であった。
【０１０４】
これに対して、本発明の映像音響システムは、このように、複数の変換ユニット４０に入力される音データには、変換ユニット４０の位置情報が含まれており、表示装置１０２に表示される映像で音の発生源となる物が表示されている位置に配置された変換ユニット４０に、この音の発生源となる物から発生する音のデータが入力され、この変換ユニット４０が音の発生源となる物から発生する音を発生するので、映像と音源位置が一致して、十分な臨場感を得られる。
【０１０５】
ここで、このように表示装置１０２に表示される映像上での音の発生源となる物の位置に配置された変換ユニット４０を用いて、音の発生源となる物から発生する音を再生する場合には、表示装置１０２の映像が表示される領域の全域に変換ユニット４０を配置する必要があるため、映像が表示される領域の全域を覆うように高い密度で、複数の変換ユニット４０を配列する必要がある。
しかしながら、従来のコーンスピーカや一般的な圧電フィルムを用いた圧電スピーカ等を用いて、映像が表示される領域の全域を覆うように高い密度で、複数のスピーカを配列した場合には、スピーカ同士の距離が近くなるため、隣接するスピーカ同士が影響しあい、クロストークが発生するという問題がある。
また、従来のコーンスピーカは、面方向における振動板の形状が円形状であるため、実質的に音を発生する領域である振動領域を高い密度で配列することができず、音の発生源となる物が表示されている位置から音を発生できない場合があるため、音と映像の位置ズレが生じる場合がある。
【０１０６】
これに対して、本発明においては、上述のとおり、常温で粘弾性を示す高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体と、高分子複合圧電体を挟持する薄膜電極とを有する変換フィルム１０を振動板として用いる変換フィルム４０を用いるので、複数の変換フィルム４０を、表示装置１０２の映像が表示される領域の全域に高い密度で配置して、変換フィルム４０同士の距離が近くなっても、クロストークが発生しにくく、各変換フィルム４０が適正に音を再生できる。
また、上述の変換フィルム１０を振動板として用いる場合には、振動領域を四角形状にすることができるので、振動領域を高い密度で配列することができ、音の発生源となる物が表示されている位置から適正に音を発生できる。
これにより、本発明の映像音響システムは、臨場感のある音を再生できる。
【０１０７】
また、上述の変換フィルム１０を振動板として用いる変換ユニット４０は従来のコーンスピーカと比較して厚さを薄くできるため、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の薄型のディスプレイと組み合わせても、全体の厚さを薄くできる。また、変換ユニット４０は、従来のコーンスピーカと比較して軽量にできるため、薄型のディスプレイと組み合わせても軽量にすることができる。
【０１０８】
ここで、音の発生源となる物が表示されている位置から適正に音を発生できる等の観点から、表示装置１０２の映像が表示される領域の面積に対する、複数の変換フィルム４０の振動領域の総面積の割合は、８０％以上が好ましく、８５％以上がより好ましい。
【０１０９】
また、表示装置１０２に表示される映像上での音の発生源となる物の位置に配置された変換ユニット４０を用いて、音の発生源となる物から発生する音を発生する際には、１つの変換ユニット４０を用いて音を発生してもよいし、２以上の変換ユニット４０を用いて音を発生してもよい。
例えば、音の発生源となる物の映像上での大きさが、１つの変換ユニット４０よりも大きい場合には、音の発生源となる物が表示される位置にある２以上の変換ユニット４０から音を発生してもよい。
【０１１０】
また、表示装置１０２の裏面側に配列される変換ユニット４０の数は複数であれば限定はなく、表示装置１０２の大きさ、変換ユニット４０の大きさ等に応じて適宜設定すればよい。
なお、変換ユニット４０の数が多いほど、より高い精度で、音の発生源となる物の位置から音を発生することができ、いわゆる音の解像度を高くできる。一方で、変換ユニット４０の数を多くするためには、各変換ユニット４０の大きさを小さくする必要があるが、変換ユニット４０が小さすぎると再生可能帯域が狭くなる等の問題が生じるおそれがある。
したがって、変換ユニットの数は、４個以上が好ましい。
【０１１１】
また、変換ユニット４０は、表示装置１０２の裏面に接して配置されてもよいし、表示装置１０２の裏面から所定の距離離間して配置されてもよい。
【０１１２】
また、変換ユニット４０に入力される音データは、あらかじめ映像データに基づいて、再生される変換ユニットの位置情報を付与されていればよい。
また、映像データおよび音データは、フィルム、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク等の各種記録媒体に記録されて提供されてもよく、あるいは、通信回線を介して提供されてもよい。
【０１１３】
ここで、図１Ａに示す映像音響システム１００においては、１つの変換ユニット４０が１つの振動領域を有する構成としたが、これに限定はされず、複数の振動領域を有する変換ユニット４０を用いる構成としてもよい。
一例を、図５Ａおよび図５Ｂに示す。
【０１１４】
図５Ａは、本発明の映像音響システムの他の一例を模式的に表す正面図であり、図５Ｂは、図５Ａの側面図である。
図５Ａおよび図５Ｂに示す映像音響システム１１０は、映像を表示する表示装置１０２と表示装置１０２の裏面側に全面的に配列された、複数の変換ユニット１１２とを有する。
図示例の映像音響システム１１０においては、４０個の変換ユニット１１２が、表示装置１０２の裏面側の全面に、５行×８列のマトリックス状に配列されている。
【０１１５】
変換ユニット１１２は、変換フィルム１０に代えて、変換フィルム１１４を有する以外は、変換ユニット４０と同様の構成を有する。
この変換ユニット１１２はそれぞれ、２つの振動領域１１４ａ、１１４ｂを有する。すなわち、映像音響システム１１０は、表示装置１０２の裏面側に、８０個の振動領域が配列されたものである。
【０１１６】
図６Ａに、変換フィルム１１４の一例を模式的に表す上面図を示し、図６Ｂに、図６ＡのＢ−Ｂ線断面図を示す。
図６Ａおよび図６Ｂに示す変換フィルム１１４は、圧電性を有するシート状物である圧電体層１２と、圧電体層１２の一方の面（図示例では上面）に形成される２つの上部薄膜電極１６ａ、１６ｂと、上部薄膜電極１６ａ、１６ｂの上にそれぞれ形成される２つの上部保護層２０ａ、２０ｂと、圧電体層１２の上部薄膜電極１６ａ、１６ｂと逆面に形成される下部薄膜電極１４ａ、１４ｂと、下部薄膜電極１４ａ、１４ｂの上（図２では下面）に形成される下部保護層１８と、側面絶縁層６０とを有して構成される。
なお、図６Ａにおいては、側面絶縁層６０の図示を省略している。
また、変換フィルム１１４は、上部薄膜電極、下部薄膜電極および上部保護層をそれぞれ２つ有する以外は、変換フィルム１０と同じ構成を有するので、同じ部位には同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行なう。
【０１１７】
図に示すように、変換フィルム１１４は、圧電体層１２の一面に、第１の上部薄膜電極１６ａ、第２の上部薄膜電極１６ｂを形成し、その上にそれぞれ第１の上部保護層２０ａ、第２の上部保護層２０ｂを形成し、圧電体層１２の他方の面の、第１の上部薄膜電極１６ａ、第２の上部薄膜電極１６ｂにそれぞれ対向する位置に、第１の下部薄膜電極１４ａ、第２の下部薄膜電極１４ｂを形成し、その上に下部保護層１８を形成し、第１の上部保護層２０ａ、第２の上部保護層２０ｂの端部および第１の上部保護層２０ａ、第２の上部保護層２０ｂの周辺で圧電体層１２を覆う側面絶縁層６０を設けてなる構成を有する。ここで、第１の上部薄膜電極１６ａと第１の下部薄膜電極１４ａとが第１の電極対を形成し、第２の上部薄膜電極１６ｂと第２の下部薄膜電極１４ｂとが第２の電極対を形成する。
【０１１８】
すなわち、変換フィルム１１４は、圧電体層１２の所定の領域をそれぞれ電極対（上部薄膜電極１６および下部薄膜電極１４）で挟持し、この積層体を、上部保護層２０および下部保護層１８で挟持してなる構成を有する。
このように、第１の上部薄膜電極１６ａおよび第１の下部薄膜電極１４ａ（第１の電極対）で挾持された領域、ならびに、第２の上部薄膜電極１６ｂおよび第２の下部薄膜電極１４ｂ（第２の電極対）で挾持された領域は、それぞれ印加された電圧に応じて駆動（振動）される。
このように電極対に挾持された領域がそれぞれ振動領域となる。また、第１の電極対で挾持された領域を、第１の振動領域１１４ａとし、第２の電極対で挾持された領域を、第２の振動領域１１４ｂとする。
【０１１９】
すなわち、変換フィルム１１４は、それぞれ異なる信号により駆動される２つの振動領域を有する。
このとき、本発明においては、圧電体層１２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３６中に圧電体粒子３８を分散してなるものであるので、各振動領域の振動が互いに干渉することがないため、１枚の変換フィルム１１４に複数の振動領域を形成した場合でも、各振動領域がそれぞれ良好に音を発生することができる。
【０１２０】
したがって、複数の振動領域を有する変換フィルム１１４を用いた変換ユニット１１２を複数、表示装置１０２の裏面側に配列し、表示装置１０２に表示される映像上での音の発生源となる物の位置に配置された振動領域を用いて、音の発生源となる物から発生する音を再生する構成とした場合にも、映像と音源位置が一致して、十分な臨場感を得られる。
複数の振動領域を有する変換フィルム１１４を用いた変換ユニット１１２を用いることで、振動領域の数をより多くすることができ、より高い精度で、音の発生源となる物の位置から音を発生することができ、いわゆる音の解像度をより高くできる。
【０１２１】
ここで、図５Ａおよび図５Ｂに示す例では、１つの変換ユニット１１２が２つの振動領域１１４ａ、１１４ｂを有する構成としたが、これに限定はされず、３以上の振動領域を有する構成としてもよい。すなわち、変換フィルムは、圧電体層が３以上の電極対に挟持される構成としてもよい。
【０１２２】
また、図示例においては、複数の振動領域を有する変換フィルム１１４を用いた変換ユニット１１２を表示装置１０２の裏面側に複数、配列する構成としたが、これに限定はされず、複数の振動領域を有する変換フィルム１１４を用いた変換ユニット１１２を表示装置１０２の裏面側に１つ配置する構成であってもよい。
すなわち、表示装置１０２の裏面側の全面に対応して複数の振動領域が配列された、表示装置１０２の裏面の全面に対応した大きさの変換フィルムを用いた変換ユニット１つを表示装置１０２の裏面側に配置する構成としてもよい。
【０１２３】
圧電体層１２を複数の電極対で挟持する構成の変換フィルム１１４の製造方法としては特に限定はない。一例として、上述した変換フィルム１０の製造方法において、保護層（下部保護層１８、上部保護層２０）の表面に真空蒸着等によって薄膜電極（下部薄膜電極１４、上部薄膜電極１６）を形成してシート状物１１ａ、１１ｃを作製する際に、薄膜電極を所定の形状、配置にパターニングして形成すればよい。
【０１２４】
本発明の映像音響システムは、映画館のスクリーンおよびスピーカとして用いることができる。また、本発明の映像音響システムは、ホームシアター、デジタルサイネージ、プロジェクションマッピング、および、フレキシブル有機ＥＬディスプレイ等における表示装置とスピーカとしても用いることができる。
【０１２５】
また、変換ユニットとして、常温で粘弾性を示す高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体を薄膜電極で挟持した変換フィルムを用いた変換ユニットを用いるので、変換ユニットに可撓性を付与することができ、プロジェクター用スクリーンやフレキシブル有機ＥＬディスプレイ等の可撓性を有する表示装置と好適に組み合わせることができる。
【０１２６】
また、本発明の映像音響システムに、２．１チャンネルや５．１チャンネル等の従来のスピーカシステムを組み合わせて利用してもよい。
例えば、表示装置に表示される映像に音の発生源となる物（音源）が表示されていない場面で、この音源からの音を再生する際には、すなわち、映像の外側に音源がある場面では、従来のスピーカシステムと同様に仮想音源を設定して音を再生し、一方、表示装置に表示される映像に音源が表示されている場面で、音源からの音を再生する際には、本発明の映像音響システムにより音を再生するようにしてもよい。
【０１２７】
以上、本発明の映像音響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】
【０１２８】
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。【０１２９】
［実施例１］
前述の図４Ａ〜図４Ｅに示す方法によって、図３に示す変換フィルム１０を作製した。
まず、下記の組成比で、シアノエチル化ＰＶＡ（ＣＲ−Ｖ  信越化学工業社製）をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解した。その後、この溶液に、ＰＺＴ粒子を下記の組成比で添加して、プロペラミキサー（回転数２０００ｒｐｍ）で分散させて、圧電体層１２を形成するための塗料を調製した。
・ＰＺＴ粒子・・・・・・・・・・・１０００質量部
・シアノエチル化ＰＶＡ・・・・・・・１００質量部
・ＭＥＫ・・・・・・・・・・・・・・６００質量部
なお、ＰＺＴ粒子は、市販のＰＺＴ原料粉を１０００〜１２００℃で焼結した後、これを平均粒径３．５μｍになるように解砕および分級処理したものを用いた。【０１３０】
一方、厚さ４μｍのＰＥＴフィルムに、厚さ０．１μｍの銅薄膜を真空蒸着してなるシート状物１１ａおよび１１ｃを用意した。すなわち、本例においては、上部電極１６および下部電極１４は、厚さ０．１ｍの銅蒸着薄膜であり、上部保護層２０および下部保護層１８は厚さ４μｍのＰＥＴフィルムとなる。
なお、プロセス中、良好なハンドリングを得るために、ＰＥＴフィルムには厚さ５０μｍのセパレータ（仮支持体ＰＥＴ）付きのものを用い、薄膜電極および保護層の熱圧着後に、各保護層のセパレータを取り除いた。【０１３１】
このシート状物１１ａの下部電極１４（銅蒸着薄膜）の上に、スライドコータを用いて、先に調製した圧電体層１２を形成するための塗料を塗布した。なお、塗料は、乾燥後の塗膜の膜厚が２０μｍになるように、塗布した。
次いで、シート状物１１ａの上に塗料を塗布した物を、１２０℃のオーブンで加熱乾燥することでＭＥＫを蒸発させた。これにより、ＰＥＴ製の下部保護層１８の上に銅製の下部電極１４を有し、その上に、厚さが２０μｍの圧電体層１２（圧電層）を形成してなる積層体１１ｂを作製した。【０１３２】
この積層体１１ｂの圧電体層１２を、図４Ｃおよび図４Ｄに示す前述のコロナポーリングによって、分極処理した。なお、分極処理は、圧電体層１２の温度を１００℃として、下部電極１４とコロナ電極３０との間に６ｋＶの直流電圧を印加してコロナ放電を生じさせて行った。【０１３３】
分極処理を行った積層体１１ｂの上に、上部電極１６（銅薄膜側）上にシアノエチル化プルランとシアノエチル化ＰＶＡの混合体（ＣＲ−Ｍ  信越化学工業製）を０．３μｍになるように塗布したフィルムの塗布面を圧電体層１２に向けてシート状物１１ｃを積層した。
次いで、積層体１１ｂとシート状物１１ｃとの積層体を、ラミネータ装置を用いて１２０℃で熱圧着することで、圧電体層１２と上部電極１６および下部電極１４とを接着して平坦な変換フィルム１０を作製した。【０１３４】
作製した変換フィルム１０を、ケース４２に組み込んで変換ユニット４０を作製した。
ここで、変換ユニット４０における振動領域の大きさは、２００ｍｍ×２００ｍｍとした。
ケース４２は、一面が開放した箱型の容器で、外寸２１０ｍｍ×２１０ｍｍ、開放面の大きさ２００ｍｍ×２００ｍｍ、深さ４ｍｍ、高さ６ｍｍのアルミニウム製の矩形容器を用いた。
また、ケース４２内には、粘弾性支持体４６を配置した。粘弾性支持体４６は、組立前の高さ２５ｍｍ、密度３２ｋｇ／ｍ3のグラスウールとした。
また、押圧部材４８は、開口部の大きさ２００ｍｍ×２００ｍｍのアルミニウム製の板状部材を用いた。
変換フィルム１０を粘弾性支持体４６およびケース４２の開口部を覆うように配置して押圧部材４８により周辺部を固定し、粘弾性支持体４６により変換フィルム１０に適度な張力と曲率を付与した。【０１３５】
一方、表示装置１０２として、スクリーンを用いた。
表示装置１０２の表示面の大きさは、６２３ｍｍ×１１０７ｍｍであった。
この表示装置１０２の裏面側に、振動領域のサイズが２００ｍｍ×２００ｍｍの１０個の変換ユニット４０を２行×５列のマトリックス状に配列して、映像音響システム１００を作製した。すなわち、振動領域の数は１０個であった。
表示装置１０２の表示面の面積に対する、複数の変換ユニット４０の振動領域の総面積は、６０％であった。【０１３６】
［実施例２］
表示装置１０２の裏面側に、１５個の変換ユニット４０を３行×５列のマトリックス状に配列した以外は実施例１と同様にして、映像音響システム１００を作製した。すなわち、振動領域の数は１５個であった。
表示装置１０２の表示面の面積に対する、複数の変換ユニット４０の振動領域の総面積は、９０％であった。【０１３７】
［実施例３］
２つの振動領域を有する変換フィルム１１４を用いた以外は、実施例２と同様にして図５Ａに示すような映像音響システム１１０を作製した。
具体的には、シート状物１１ａおよび１１ｃとして、厚さ４μｍのＰＥＴフィルムに、厚さ０．１μｍの銅薄膜をパターニングして真空蒸着により形成した。銅薄膜は、大きさ９０ｍｍ×２００ｍｍで２箇所に形成した。このようにして作製したシート状物１１ａ、１１ｃを用いた以外は実施例２と同様にして変換ユニット１１４を作製し、映像音響システム１１０を作製した。すなわち、振動領域の数は３０個であった。
表示装置１０２の表示面の面積に対する、複数の変換ユニット４０の振動領域の総面積は、８８％であった。【０１３８】
［比較例１］
表示装置１０２の周囲に、市販の５．１チャンネルのスピーカシステム（パイオニア株式会社製  ＨＴＰ−Ｓ７６７）を配置して映像音響システムとした。【０１３９】
［評価］
＜立体感＞
作製した映像音響システム１００に、ある映画の映像信号および音信号を入力し、映像と音の位置があっていて音の定位ができることで、音に立体感があるか官能評価を行った。
評価は、２０人による官能評価で行い、立体感があると評価した人数が１８人以上の場合を評価Ａとし、１６人以上、１８人未満の場合を評価Ｂとし、１４人以上、１６未満の場合を評価Ｃとし、１４人未満の場合を評価Ｄとした。
なお、実施例１〜３についてはそれぞれ、あらかじめ、映像に基づいて各変換ユニット（振動領域）に入力される音データを作成しておき、映像信号の再生に合わせてこの音データを各変換ユニットに入力して評価を行った。
結果を表１に示す。【０１４０】
【表１】
2017069055.tif 000003
【０１４１】
表１より、本発明の映像音響システムの実施例は、比較例に比べて、音の立体感の評価が高くなっており、臨場感が高いことがわかる。
また、実施例１と実施例２との対比から、表示装置において映像が表示される領域の面積に対する、複数の振動領域の総面積の割合が８０％以上であるのが好ましいことがわかる。
また、実施例２と実施例３との対比から、複数の振動領域を有する変換ユニットを用いて、振動領域の数を多くすることで、音の解像度を高くでき、より音の立体感を高くできることがわかる。
以上の結果より、本発明の効果は、明らかである。
【符号の説明】
【０１４２】
１０、１１４  電気音響変換フィルム
１１ａ、１１ｃ  シート状物
１１ｂ  積層体
１２  圧電体層
１４、１４ａ、１４ｂ  下部薄膜電極
１６、１６ａ、１６ｂ  上部薄膜電極
１８  下部保護層
２０、２０ａ、２０ｂ  上部保護層
２４  粘弾性マトリックス
２６  圧電体粒子
３０  コロナ電極
３２  直流電源
４０、１１２  電気音響変換ユニット
４２  ケース
４６  粘弾性支持体
４８  押圧部材
６０  側面絶縁層
１００、１１０  映像音響システム
１０２  表示装置
１１４ａ、１１４ｂ  振動領域
【図１Ａ】
2017069055.tif 000004
【図１Ｂ】
2017069055.tif 000005
【図２Ａ】
2017069055.tif 000006
【図２Ｂ】
2017069055.tif 000007
【図３】
2017069055.tif 000008
【図４Ａ】
2017069055.tif 000009
【図４Ｂ】
2017069055.tif 000010
【図４Ｃ】
2017069055.tif 000011
【図４Ｄ】
2017069055.tif 000012
【図４Ｅ】
2017069055.tif 000013
【図５Ａ】
2017069055.tif 000014
【図５Ｂ】
2017069055.tif 000015
【図６Ａ】
2017069055.tif 000016
【図６Ｂ】
2017069055.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月12日(2017.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
常温で粘弾性を示す高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体と、前記高分子複合圧電体の両面それぞれに積層された薄膜電極と、を有する電気音響変換フィルムを備え、前記電気音響変換フィルムを湾曲して支持し、前記電気音響変換フィルムの少なくとも一部を振動領域とする電気音響変換ユニット、および、
映像が投影されるスクリーン、または、映像表示装置である表示装置を含み、
少なくとも１つの前記電気音響変換ユニットが、前記表示装置の映像が表示される面とは反対側の背面に配置され、かつ、複数の前記振動領域が前記表示装置の前記背面の全面に配列されており、
前記電気音響変換ユニットに入力される音データに前記振動領域の位置情報が含まれており、
前記表示装置において映像が表示される領域の面積に対する、複数の前記振動領域の総面積の割合が８０％以上であることを特徴とする映像音響システム。
【請求項２】
前記表示装置に表示される映像に基づいて、前記表示装置の前記背面に配列された複数の前記振動領域から少なくとも１つの前記振動領域を選択して音を発生させる請求項１に記載の映像音響システム。
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
前記振動領域が四角形状である請求項１または２に記載の映像音響システム。
【請求項５】
前記振動領域を４個以上有する請求項１，２および４のいずれか一項に記載の映像音響システム。
【請求項６】
１つの前記振動領域を有する前記電気音響変換ユニットを複数有し、
複数の前記電気音響変換ユニットが、前記表示装置の前記背面に配列されている請求項１，２，４および５のいずれか一項に記載の映像音響システム。
【請求項７】
前記電気音響変換フィルムは、前記高分子複合圧電体を挟持する薄膜電極の組を複数有し、複数の振動領域を形成されてなるものである請求項１，２，４および５のいずれか一項に記載の映像音響システム。
【請求項８】
映画館、ホームシアター、デジタルサイネージ、プロジェクションマッピング、および、フレキシブル有機ＥＬディスプレイのいずれかに用いられる請求項１，２および４〜７のいずれか一項に記載の映像音響システム。
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月9日(2018.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
常温で粘弾性を示す高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体と、前記高分子複合圧電体の両面それぞれに積層された薄膜電極と、を有する電気音響変換フィルムを備え、前記電気音響変換フィルムを湾曲して支持し、前記電気音響変換フィルムの少なくとも一部を振動領域とする電気音響変換ユニット、および、
映像が投影されるスクリーン、または、映像表示装置である表示装置を含み、
少なくとも１つの前記電気音響変換ユニットが、前記表示装置の映像が表示される面とは反対側の背面に配置され、かつ、複数の前記振動領域が前記表示装置の前記背面の全面に配列されており、
前記電気音響変換ユニットに入力される音データに前記振動領域の位置情報が含まれており、
前記表示装置において映像が表示される領域の面積に対する、複数の前記振動領域の総面積の割合が８０％以上であることを特徴とする映像音響システム。
【請求項２】
前記表示装置に表示される映像に基づいて、前記表示装置の前記背面に配列された複数の前記振動領域から少なくとも１つの前記振動領域を選択して音を発生させる請求項１に記載の映像音響システム。
【請求項３】
前記振動領域が四角形状である請求項１または２に記載の映像音響システム。
【請求項４】
前記振動領域を４個以上有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の映像音響システム。
【請求項５】
１つの前記振動領域を有する前記電気音響変換ユニットを複数有し、
複数の前記電気音響変換ユニットが、前記表示装置の前記背面に配列されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の映像音響システム。
【請求項６】
前記電気音響変換フィルムは、前記高分子複合圧電体を挟持する薄膜電極の組を複数有し、複数の振動領域を形成されてなるものである請求項１〜４のいずれか一項に記載の映像音響システム。
【請求項７】
映画館、ホームシアター、デジタルサイネージ、プロジェクションマッピング、および、フレキシブル有機ＥＬディスプレイのいずれかに用いられる請求項１〜６のいずれか一項に記載の映像音響システム。
【国際調査報告】
2017069055.tif 000018
2017069055.tif 000019
2017069055.tif 000020
2017069055.tif 000021