具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本公开的实施例等。注意，将按照以下顺序给出描述。

<1.压电元件的原理描述>

<2.第一实施例>

<3.频率特性比较1>

<4.频率特性比较2>

<5.第二实施例>

<6.第三实施例>

<7.第四实施例>

<8.第五实施例>

<9.修改示例>

下面描述的实施例等是本公开的合适的具体示例，并且本公开的内容不限于这些实施例等。

<1.压电元件的原理描述>

图1是用于说明压电元件的原理的示图。压电元件具有电容层夹在两个电极层之间的结构。当向电极层施加电压时，在图1所示的箭头方向上发生位移。根据本实施例的音频再现装置通过将压电元件的位移量转换成空气的振动而用作所谓的扬声器。

当构成电容层的电介质的相对介电常数ε、电极之间的距离d和电极的面积S被定义为压电元件的电容C时，建立以下关系。

C＝εS/d

另外，由于压电元件的电容C和阻抗Z的大小之间的关系是倒数关系，所以阻抗Z随着电容C的增加而减小。因此，电容C的增加表明对电压的灵敏度提高，即电容C越大，作为音频再现装置越容易获得大的声压。

此外，存储在压电元件中的电荷Q是施加到压电元件的电压V和电容C的乘积，即，

Q＝CV

因此，为了存储相同量的电荷Q，所需电压V可以随着电容的增加而降低，并且用于获得所需声压的电压V可以降低。

在本文中，对于长度方向上的振动，在d是电极层之间的距离的情况下，如下给出当电压V施加在电极层之间时产生的位移量ΔL。

ΔL＝a*V*L/d

在本文中，a是压电应变常数，并且是在零应力状态下施加单位电场时产生的应变。因此，为了获得更大的位移量ΔL，发现电极层之间的距离d较小，即，薄膜是优选的。

根据本实施例的音频再现装置使用利用薄膜状压电元件(薄膜材料)形成的音频设备。该音频设备具有带可塑性的片状形状，并且当施加电压时，如图1所示，在片状的平面方向上膨胀和收缩。通过将这种膨胀和收缩转换成空气的振动，可以将其用于音频再现装置。

<2.第一实施例>

图2示出了音频再现装置4的配置。音频再现装置4包括两个音频设备1a和1b以及振动部2。振动部2例如是具有塑性的构件，并且包括比音频设备1a和1b更硬的材料。振动部2将音频设备1a和1b的振动转换成空气的振动并发出声音。本实施例的振动部2具有平面形状，但是可以具有弯曲形状。使用粘合剂将音频设备1a和1b的基本上整个表面固定到振动部2。如上所述，通过使音频设备1a和1b的基本上整个表面与振动部2紧密接触，提高了声音转换效率。

音频再现装置4可以形成能够发出声音的显示面板，例如，通过使用薄显示面板，例如，液晶显示面板、有机EL、电泳型或扭转球型薄振动部2，并将音频设备1a和1b固定到薄显示面板的背面。如上所述，音频再现装置4可以同时具有显示功能和声音发射功能，或者振动部2可以像扬声器的隔膜一样使用，并且可以仅具有声音发射功能。

音频设备1a具有电极部14a和14b，并且信号线21a和22a分别连接到电极部14a和14b。通过将声信号输入信号线21a和22a，可以振动音频设备1a并经由振动部2发出声音。这同样适用于音频设备1b，并且声音信号被输入到信号线21b和22b中。立体声再现可以通过分别向音频设备1a和1b输入左和右音频信号来实现。

如图1中所述，由施加到压电元件的电压引起的位移是如箭头所示的平行于压电元件表面的方向，并且不能照原样转换成空气振动。本实施例的音频设备1a和1b通过折叠压电片11形成，并且能够在音频设备1a和1b与振动部2集成的状态下在垂直于平面的方向上振动。此外，由于折叠被层压成多层，所以提高了声音发射效率。

现在，将描述本实施例的音频设备1a和1b的制造过程和结构。注意，在图2中，由于使用了两个音频设备1a和1b，所以添加了下标a和b，但是下面将描述音频设备1。图3是示出音频设备1的制造过程的示图。图4是示出音频设备1的制造过程的流程图。

本实施例的音频设备1通过折叠压电片(薄膜材料)并将压电片11层叠在多层上而形成。如图1所示，本实施例的压电片11具有两个电极层和夹在电极层之间的电容层。压电片11具有例如30μm至100μm的厚度，并且优选具有30μm至60μm的厚度。在本实施例中，包括聚酯等的非导电保护层进一步设置在两个电极层的表面层侧。因此，当信号线连接到电极层时，需要去除连接部分的保护层，以暴露电极层。注意，在本实施例中使用压电片11，但是除了压电片11之外，还可以使用诸如静电片等各种材料，只要该材料是具有电容特性的薄膜材料。

在音频设备1的制造过程中，首先，在切割步骤(S1)中将作为材料的压电片11切割成图3的(A)和图3的(B)的形状。注意，图3的(B)是图3的(A)的背面。在图3的(A)和图3的(B)中，由虚线表示的部分是当在后续步骤中折叠时形成谷褶皱的部分，由单点划线表示的部分是形成山褶皱的部分。区域11a至11e是由虚线(或者，单点划线)分开的区域。

如图3的(A)所示，切割压电片11在最右侧区域11e中设置有延伸部13a。此外，切口12被设置成与延伸部13a的上侧连续。可以设置切口12，并且位于区域11e上方并与区域11d连续的部分可以是延伸部13b。注意，区域11d和延伸部13b连接的部分没有折叠。利用这种配置，当压电片折叠时，如图3的(C)所示，设置在延伸部13a处的电极部14a和设置在延伸部13b处的电极部14b面向同一侧。注意，图3的(A)和图3的(B)示出了设置电极部14a和14b的部分。在后面的步骤中提供电极部14a和14b。

切割成图3的(A)和图3的(B)形状的压电片11在热塑性片材堆叠的状态下(S2)卷绕成圆柱形。注意，热塑性片材仅设置在压电片11堆叠的区域中。在本文中，对于热塑性片材，例如，可以想到使用包含热塑性弹性体树脂作为主要成分的膜状热熔粘合剂。作为包含热塑性弹性体树脂作为主要成分的膜状热熔粘合剂，例如，ELFAN、ECERAN等是已知的。这种热塑性片材在室温下没有粘合力，因此易于加工。此外，由于热塑性片材的厚度通常在粘合后减小，所以层压材料的厚度不会显著增加。通过调节叠层的厚度，可以调节音频设备1中的声压损失和音质变化。注意，由于本实施例的压电片11在其表面层上设置有包括PET等的非导电保护层，因此可以防止由于折叠而导致的电极层之间的短路。因此，粘合层可以是导电的或不导电的。注意，在压电片11上没有设置保护层的情况下，即，在电极层暴露在压电片11中的情况下，为了防止电极层之间在折叠时短路，粘合层需要具有非导电性。

缠绕成圆柱形的压电片11和热塑性片材在压制步骤(S3)中被压制和折叠，以形成层压形状。此后，在粘合/形状固定步骤(S4)中，将层压片(压电片11和热塑性片材)加热到熔化热塑性片材所需的温度。被加热的热塑性片材通过被加热而用作层压压电片11之间的粘合层。

在完成粘合/形状固定步骤(S4)之后，执行通过去除保护层形成电极部14a和14b的电极形成步骤(S5)。图3的(C)是制造过程完成时的音频设备1的正视图，图3的(D)是图3的(C)的截面图。注意，为了便于理解层结构，图3的(D)的截面图示意性地示出为在厚度方向上延伸。

在本实施例中，如参考图3的(A)和图3的(B)所述，电极部14a形成在延伸部13a处，而另一电极部14b形成在延伸部13b处。尽管需要在压电片11的正面和背面上形成电极部14a和14b，但是本实施例的压电片11使用折叠来将两个电极部14a和14b暴露于同一表面侧。另外，如图3的(C)所示，由于电极部14a和14b设置在彼此不相邻的位置，所以可以抑制布线等时电极部14a和14b之间的短路。此外，包括压电片11的延伸部13a和13b的背面也可以固定到振动部2，并且音频设备1与振动部2紧密接触的面积增加，从而声学转换效率也提高。

如图3的(D)所示，在本实施例中，在圆柱形形状生成步骤(S2)和挤压步骤(S3)中，压电片11和热塑性片材以堆叠的状态缠绕成圆柱形形状，然后被挤压，使得压电片11以螺旋形状缠绕。此外，包括熔融热塑性片材的粘合层15形成在压电片11的区域11a至11e的五层之间。在本实施例中，压电片11以这种方式折叠，并且特别地，压电片11弯曲，使得结合的振动部2有效地振动，并且提高了声音转换效率。

如参考图2所述，在这种过程中形成的音频设备1的基本上整个表面被固定到振动部2。特别地，在本实施例中，设置有电极部14a和14b的延伸部13a和13b的背面也固定到振动部2，并且音频设备1与振动部2紧密接触的面积增加，以提高声音转换效率。

<3.频率特性比较1>

接下来，将描述使用根据各种形式的音频设备1的音频再现装置4的频率特性。图5和图6是示出音频再现装置4的配置和频率特性的示图。在图5和图6中，要使用的音频设备1的尺寸、层数等不同，并且观察到频率特性的变化。

如图5的(A)所示，音频再现装置4具有音频设备1相对于振动部2的中心粘附到右侧的形式。音频设备1的配置具有长边(垂直)为400mm、短边(水平)为80mm的三层结构。因此，用于图5的(A)的音频设备1的压电片11的面积为0.096m²。图5的(B)示出了图5的(A)的音频再现装置4的频率特性。

图6的(A)是示出要比较的音频再现装置4的配置的示图。图6的(A)中所示的音频再现装置4具有音频设备1相对于振动部2的中心粘附到右侧的形式。音频设备1的配置具有长边(垂直)为100mm、短边(水平)为50mm的7层结构。因此，在图6的(A)的音频设备1中使用的压电片11的面积为0.035m²。如上所述，图6的(A)中使用的音频设备1比图5的(A)中的音频设备1小，但是具有大量层的结构，即具有大量折叠的结构。

图6的(B)示出了图6的(A)的音频再现装置4的频率特性。从图5的(B)的频率特性和图6的(B)的频率特性之间的比较可以看出，可以确认，通过采用图6的(B)的具有大量层的结构，尽管压电片11的面积约为1/3，但获得了与图6的(B)基本相似的声压。特别地，可以确认在200Hz到1kHz中的声压高于图5的(B)中的声压。

如上所述，在音频再现装置4中，通过折叠音频设备1来增加层数，可以改善声学特性并确保必要的声压。

<4.频率特性比较2>

如图7的(A)所示，在音频再现装置4中，音频设备1a和1b分别结合到振动部2的中心的左侧和右侧。音频设备1a和1b的配置具有长边(垂直)为400mm、短边(水平)为80mm的三层结构。图7的(B)示出了图7的(A)的音频再现装置4的频率特性。

图8的(A)是示出要比较的音频再现装置4的配置的示图。图8的(A)中所示的音频再现装置4具有这样的形式，其中，六个音频设备1a至1f相对于振动部2的中心结合到左侧。此时，音频设备1a至1f的数量从左端向中心减少。此外，六个音频设备1g至1l也结合到相对于振动部2的中心的右侧。设置在右侧的音频设备1g至1l被设置成与设置在左侧的音频设备1a至1f左右对称。

根据如图8的(A)所示的音频设备1a至1l的设置，在左声道上驱动位于左侧的音频设备1a至1f并且在右声道上驱动位于右侧的音频设备1g至1l的情况下，可以提高左右分离性。这是因为，当公共振动部2振动时，可以想象在振动部2的中心附近可能出现左右声信号之间的干扰，但是通过减少设置在中心附近的音频设备1a和1g的数量来抑制振动部2上的干扰。

图8的(A)中使用的音频设备1a至1l(12片)的配置具有长边(垂直)为100mm、短边(水平)为50mm的7层结构。图8的(B)示出了图8的(A)的音频再现装置4的频率特性。

在图7的(A)的情况下，音频设备1a和1b中使用的压电片11的每个面积是0.096m²，并且通过使用两个压电片获得总共0.192m²。另一方面，在图8的(A)的情况下，在音频设备1a至1l中使用的压电片11的每个面积是0.035m²，并且当使用12个压电片时，总面积是0.42m²。在图8的(A)的情况下，面积是图7的(A)的2.2倍。然而，就计算而言，在2.2倍的区域中，声压预计增加约9dB，并且根据频带观察到10至20dB的改善。

如上所述，在使用多个音频设备1来配置音频再现装置4以增加声压的情况下，增加压电片11的总面积以提高灵敏度在原理上是一致的，但是已经确认，通过减小音频设备1的尺寸和增加层数，相对于振动部2更有效地提高了声压。

<5.第二实施例>

尽管已经参考图3描述了第一实施例的音频设备1的结构，但是音频设备1可以采用各种配置。图9是示出根据第二实施例的音频设备1的制造过程和结构的示图。

如图9的(A)和图9的(B)所示，音频设备1中使用的压电片11被切割成与参考图3描述的音频设备1相同的形状。图3的音频设备1根据层叠方式而不同。

从图9的(A)和图9的(B)所示的山褶皱和谷褶皱可以看出，在第二实施例的音频设备1中，山褶皱和谷褶皱交替地设置在相邻区域11a至11e中。因此，如图9的(D)所示，弯曲结构具有相邻区域11a至11e被设置以形成层的结构。在这种情况下，要使用的四个热塑性片材用在各个层之间，并且每个热塑性片材通过熔合各个层形成四个粘合层15a至15d。

在本文中，关于热塑性片材的设置，即使热塑性片材设置在用作谷表面的两侧，各个层也可以熔合。例如，在图9的(A)中，热塑性片材可以设置在11b和11c的两个表面上。类似地，热塑性片材可以设置在图9的(B)中的11d和11e、11d和11c以及11b和11a的两个表面上。如上所述，在使用多个音频设备1来配置音频再现装置4以增加声压的情况下，增加压电片11的总面积以提高灵敏度在原理上是一致的。然而，通过如图9所示缩小音频设备1的尺寸并增加层数，可以相对于振动部2更有效地提高声压。

<6.第三实施例>

图10是示出根据第三实施例的音频设备1的制造过程和结构的示图。在本实施例中，压电片11通过被分成五个区域11a至11e而被折叠，并且所有的折叠方法都是谷褶皱，如图10的(A)所示。因此，如图10的(D)所示，类似于第一实施例，压电片11被螺旋缠绕。

此外，在第三实施例中，窄延伸部13b和13a设置在区域11d和区域11e中。然后，电极部14a形成在延伸部13a的一个表面上，电极部14b形成在延伸部13b的另一表面上。通过在这种状态下折叠压电片11，如图10的(C)所示，可以使压电片进入与延伸部13a和延伸部13b相邻的状态，其间具有空间。此外，在这种状态下，电极部14a和14b面向音频设备1的同一侧。因此，容易将信号线布线到电极部14a和14b，并且容易布线信号线。

<7.第四实施例>

图11是示出根据第四实施例的音频设备1的制造过程和结构的示图。在本实施例中，压电片11通过被分成五个区域11a至11e而被折叠，并且所有的折叠方法都是谷褶皱，如图11的(A)所示。因此，如图11的(D)所示，类似于第一实施例，压电片11被螺旋缠绕。

此外，在第四实施例中，延伸部13a和13b设置在区域11e和区域11d中。延伸部13a和13b也在横向方向上延伸。因此，当压电片11折叠时，如图11的(D)所示，延伸部13a和13b延伸到不同侧。因此，可以增加延伸部13a和13b的面积，并且可以通过例如焊接增加固定面积，来方便布线和牢固地固定信号线。此外，如在第三实施例中，还可以在延伸部13a和13b之间提供足够的间隔，以抑制布线时的短路。

<8.第五实施例>

图12是示出根据第五实施例的音频设备1的制造过程和结构的示图。在本实施例中，压电片11通过被分成五个区域11a至11e而被折叠，并且所有的折叠方法都是谷褶皱，如图12的(A)所示。因此，如图12的(D)所示，类似于第一实施例，压电片11被螺旋缠绕。

在第五实施例中，延伸部13a和13b设置在区域11e和区域11d中。特别地，延伸部13b在邻近区域11d的区域11e中设置有切口12，并且以咬入区域11e的形式形成。因此，当压电片11折叠时，如图12的(D)所示，延伸部13a和13b延伸到不同侧，并且可以增加位于音频设备1的同一侧的电极部14a和14b之间的间隔。因此，信号线的布线和信号线的布线变得容易。此外，在第五实施例中，通过将延伸部13b容纳在压电片11的矩形形状内，可以提高切割压电片11时的产量，即，可以从大尺寸压电片11切割出的数量。

根据本公开的至少一个实施例，可以使用具有电容特性的薄膜材料在音频设备或音频再现装置中实现合适的声学特性。

<9.修改示例>

尽管上面已经针对使用音频设备1的音频再现装置4描述了各种实施例，但是本发明不限于所描述的实施例，并且可以采用各种修改。将在下面描述修改。

在第一实施例中，通过在热塑性片材被夹在中间的状态下挤压热塑性片材来形成粘合层，但是粘合层的形成不限于使用热塑性片材的这种形式，并且可以采用各种修改。例如，喷雾糊可用于粘合层。在使用喷涂粘合剂的情况下，可以通过将喷涂粘合剂喷涂在待粘附到压电片11的表面上并压接粘合剂来形成粘合层。

此外，作为粘合层，例如，可以使用在加强层的两个表面上都具有粘合层的双面胶带。通过提供加强层，可以提高要形成的音频设备1的强度。

此外，双面胶带可以用于粘合层。可以在双面胶带被夹在中间的状态下通过压接容易地形成音频设备1。除了双面胶带之外，粘合层可以使用胶水(粘合剂)。

此外，在音频再现装置4中使用多个音频设备1的情况下，除了图5至图8所示的形式之外的各种形式可以用作音频设备1的设置。图13示出了音频再现装置4中的音频设备1a至1j的设置的一个示例。注意，在图13中，类似于图5至图8，省略了到音频设备1a至1j的布线。如上所述，例如，可以设置多对音频设备1a至1j，使得音频设备1a和1f并排设置成一对。在图13的设置示例中，一对音频设备沿垂直方向设置。以这种方式，在设置多个音频设备时，除了音频设备数量的增加或减少之外，还可以根据设置方向、相对于振动部2的设置位置等来调节适合于系统的声压和声学特性。

注意，图13中使用的音频设备1a至1j可以以图3中描述的形式创建，例如，使得电极部14a和电极部14b面对音频设备1a至1j的相同表面。可选地，电极部14a和电极部14b可以被配置为面对音频设备1a至1j的不同表面。

此外，例如，在用于比较图8中的频率特性的音频再现装置4中，多个音频设备1a至1f(或者，1g至1l)用于相同的声道，但是音频设备1a至1f(或者，1g至1l)用于相同声道的面积可以不同。由于音频设备1a至1f(或者，1g至1l)的面积不同，所以可以使频率特性不同，并且可以整体上实现合适的频率特性。

此外，输入到用于同一通道的音频设备1a至1f(或者，1g至1l)的信号可以是部分切断频率的信号。例如，关于图8中具有左右对称关系的1d和1j，低频带被阻塞，以获得高频通道(1d代表左通道，1j代表右通道)。以这种方式，由于输入到音频设备1a至1f(或者，1g至1l)的信号的频带不同，所以可以整体实现合适的频率特性。注意，如在上述修改中，音频设备1a至1f(或者，1g至1l)的区域可以彼此不同，并且可以输入根据音频设备1a至1f(或者，1g至1l)的区域在频率上部分切断的信号。

本公开可以类似地应用于柔性材料，例如，卷绕屏幕，例如，投影仪屏幕或自立屏幕，作为振动部2。

本公开也可以类似地应用于大屏幕，例如，剧院。

此外，即使存在作为振动部2穿透的部分，例如，具有小通孔的屏幕，也可以类似地应用本公开。还可以经由设置在振动部2中的通孔将声音有效地传输到与设置有音频设备1的表面相对的表面。

本公开也可以通过装置、方法、系统等来实现。此外，每个实施例和修改中描述的事项可以适当地组合。

注意，本文描述的效果不一定受到限制，并且可以施加本公开中描述的任何一种效果。此外，本公开的内容不应被解释为受示例性效果的限制。

本公开还可以采用以下配置。

(1)一种音频再现装置，包括：

音频设备，其中，通过多次折叠包括第一电极层、第二电极层和夹在第一电极层和第二电极层之间的电容层的薄膜材料来形成多个层结构；以及

振动部，振动部是能弯曲的，并且音频设备的一个表面固定到振动部。

(2)根据(1)所述的音频再现装置，其中，

音频设备的一个表面被固定成与振动部紧密接触。

(3)根据(2)所述的音频再现装置，其中，

音频设备的一个表面用粘合剂固定到振动部。

(4)根据(1)至(3)中任一项所述的音频再现装置，其中，

薄膜材料被螺旋折叠，以形成多个层结构。

(5)根据(1)至(4)中任一项所述的音频再现装置，其中，

在薄膜材料处，电极部形成在第一电极层和第二电极层的每一个上。

(6)根据(5)所述的音频再现装置，其中，

在薄膜材料被折叠多次的状态下，第一电极层和第二电极层设置在同一侧。

(7)根据(1)至(6)中任一项所述的音频再现装置，其中，

振动部是显示面板。

(8)根据(1)至(7)中任一项所述的音频再现装置，还包括多个音频设备。

(9)根据(1)至(8)中任一项所述的音频再现装置，其中，

输入信号的部分频率被切断的信号被输入到多个音频设备中。

(10)根据(1)至(9)中任一项所述的音频再现装置，其中，

多个音频设备的面向振动部的面积不同。

(11)一种音频设备，其中，

包括第一电极层、第二电极层和夹在第一电极层和第二电极层之间的电容层的薄膜材料被折叠多次，以形成多个层结构，并且音频设备的一个表面被固定到能弯曲的振动部。

附图标记列表

1(1a至1l)音频设备

2振动部

4音频再现装置

11压电片

11a至11e区域

12切口

13a、13b延伸部

14a、14b电极部

15(15a至15d)粘合层

21a、21b信号线

22a、22b信号线。