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Fujifilm invente le haut-parleur flexible

Pliable et enroulable, ce film souple est la membrane d’un haut-parleur. Fujifilm affirme que le son n'est pas modifié lorsqu'on le déforme... Idéal par exemple pour une intégration dans des appareils à écran flexible ou des vêtements.

À l’occasion du salon Nano Tech 2013 qui s’est tenu à Tokyo au Japon,  Fujifilm a présenté sa technologie de haut-parleur souple. Il s’agit  d’un film combinant polymères et céramique piézoélectrique qui allie  souplesse et dureté pour résonner comme la membrane d’un haut-parleur.  On voit sur cette photo les diverses formes que le film peut prendre :  un éventail, plié en origami, en cylindre déroulable ou en panneau ultra  fin. © Fujifilm/Tech-On À l’occasion du salon Nano Tech 2013 qui s’est tenu à Tokyo au Japon, Fujifilm a présenté sa technologie de haut-parleur souple. Il s’agit d’un film combinant polymères et céramique piézoélectrique qui allie souplesse et dureté pour résonner comme la membrane d’un haut-parleur. On voit sur cette photo les diverses formes que le film peut prendre : un éventail, plié en origami, en cylindre déroulable ou en panneau ultra fin. © Fujifilm/Tech-On

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Les écrans flexibles ne sont désormais plus du domaine de la fiction et de grandes marques comme Apple, LG, Samsung et d’autres (voir la tablette PaperTab présentée au dernier Consumer Electronic Show) se préparent à sortir des produits, smartphones, tablettes, livres électroniques ou vêtements « intelligents ». Il est cependant un autre défi technique important à relever. Comment équiper ce type d’appareil à écran souple de haut-parleurs qui supportent eux aussi d’être pliés ? C’est précisément dans ce domaine qu’a travaillé Fujifilm en mettant au point un film électroacoustique souple.

Le constructeur japonais a dévoilé cette technologie nommée « Beat » lors du salon Nano Tech 2013 qui s’est tenu à Tokyo en début de mois. On a pu découvrir plusieurs exemples de haut-parleurs sous forme de cylindres déroulables, d’éventails, de panneaux ultrafins et même d’origamis, ces pliages minutieux dont les Japonais sont friands.


Dans cette vidéo tournée sur le stand Fujifilm lors du salon Nano Tech 2013, un ingénieur explique le principe du film souple et fait la démonstration du son que l’on peut obtenir quelle que soit la forme donnée au matériau. Fujifilm affirme que la qualité sonore de sa membrane est équivalente à celle d’une membrane en papier que l’on trouve dans les haut-parleurs traditionnels. © Diginfonews/YouTube

Combiner souplesse et dureté

Pour parvenir à cette prouesse technique, les ingénieurs de Fujifilm ont dû trouver le moyen de fabriquer un matériau qui soit suffisamment souple pour être plié et roulé mais en même temps assez rigide pour ne pas absorber la vibration produite par un son. Pour cela, ils ont employé un polymère viscoélastique, un matériau à la fois élastique et visqueux capable de répondre à cette double exigence. Ce procédé est notamment utilisé dans la literie pour les matelas à mémoire de forme.

Dans le cas de la membrane créée par Fujifilm, le polymère devient visqueux lorsqu’il fonctionne dans la plage audible allant de 20Hz à 20 kHz et élastique lorsqu’on le plie. Pour restituer le son, Fujifilm a mélangé le polymère avec de la céramique piézoélectrique parcourue d’électrodes, le tout étant enrobé dans une couche protectrice. Ce mélange donne du polyfluorure de vinylidène.

Pas encore d’application

Lorsqu’une tension est appliquée aux électrodes, la céramique piézoélectrique vibre et le polymère viscoélastique résonne comme une membrane. Le son n’est pas déformé même lorsque l’on plie ou roule le film car l’élasticité dépend de la fréquence. « Quand la céramique vibre dans la plage audible de 20 Hz à 20 kHz, l’énergie vibratoire est transmise sur toute la surface du film », explique un ingénieur Fujifilm dans une vidéo tournée durant le salon Nano Tech.

Les membranes des haut-parleurs traditionnels sont généralement des cônes en papier dont les performances s'expriment par une vitesse (de réaction) et de perte (d'énergie). « Plus les taux sont élevés, mieux c’est », explique l’ingénieur qui indique que la membrane souple comparée à une membrane en papier dans la plage audible a la même vitesse et 2 à 3 fois plus de pertes. Pour le moment, Fujifilm n’a pas encore annoncé de projet visant à commercialiser des produits basés sur cette technologie ou à accorder des licences de fabrication.


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