JP2012029086A - Electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波を利用した電子機器に関する。 The present invention relates to an electronic device using ultrasonic waves.
携帯機器などの電気音響変換器として、圧電型電気音響変換器がある。圧電型電気音響変換器は、圧電振動子に電界を印加することにより発生する伸縮運動を利用して、振動振幅を発生させるものである。圧電型電気音響変換器は、振動振幅を発生させるために多数の部材を必要とせず、薄型化に有利である。 There is a piezoelectric electroacoustic transducer as an electroacoustic transducer such as a portable device. Piezoelectric electroacoustic transducers generate vibration amplitude by utilizing the expansion and contraction generated by applying an electric field to a piezoelectric vibrator. Piezoelectric electroacoustic transducers do not require a large number of members in order to generate vibration amplitude, and are advantageous for thinning.
携帯機器等に搭載されるスピーカに関する技術としては、特許文献1に記載のものが挙げられる。特許文献1に記載の技術は、ボイスコイル等を利用した動電型電気音響変換器に関して、小型であっても優れた駆動特性及び音響特性を実現するというものである。 As a technique related to a speaker mounted on a portable device or the like, one described in Patent Document 1 can be cited. The technique described in Patent Document 1 is to achieve excellent driving characteristics and acoustic characteristics even with a small size regarding an electrodynamic electroacoustic transducer using a voice coil or the like.
圧電型電気音響変換器は、超音波を利用したパラメトリックスピーカとして用いられる場合がある。パラメトリックスピーカは、変調した超音波から、空気の疎密現象を利用して可聴音を復調するというものである。超音波を利用しているため、通常のスピーカと比べて高い指向性を実現できる。 A piezoelectric electroacoustic transducer may be used as a parametric speaker using ultrasonic waves. A parametric speaker demodulates audible sound from modulated ultrasonic waves using the phenomenon of air density. Since ultrasonic waves are used, high directivity can be realized as compared with a normal speaker.
スピーカを有する電子機器のさらなる小型化を実現する技術が求められている。 There is a need for a technology that can further reduce the size of electronic devices having speakers.
本発明の目的は、電子機器の小型化を実現することにある。 An object of the present invention is to reduce the size of an electronic device.
本発明によれば、発振装置と、
前記発振装置を内部に有し、表面に第1の孔が設けられている筐体と、
前記筐体の内部に設けられた複数の構成部品と、
を備え、
前記発振装置は、第1の振動面から超音波を発し、
前記第1の孔のうち少なくとも一部と、前記第1の振動面のうち少なくとも一部とを結ぶ第1の直線上にはいずれの前記構成部品も位置しない電子機器が提供される。
According to the present invention, an oscillation device;
A housing having the oscillation device inside and having a first hole on the surface;
A plurality of components provided inside the housing;
With
The oscillation device emits ultrasonic waves from the first vibration surface,
An electronic device in which any of the components is not located on a first straight line connecting at least a part of the first hole and at least a part of the first vibration surface is provided.
本発明によれば、電子機器の小型化を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the size of an electronic device.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.
図1は、第1の実施形態に係る電子機器100を示す断面図である。電子機器100は、発振装置10と、筐体20と、複数の構成部品22と、を備えている。電子機器100は、例えば携帯通信端末、ラップトップ型コンピュータ、又は小型ゲーム機器等である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an
筐体20は、発振装置10を内部に有している。また筐体20の表面には、孔50が設けられている。複数の構成部品22は、筐体20の内部に設けられている。発振装置10は、第1の振動面から超音波40を発する。孔50のうち少なくとも一部と、第1の振動面のうち少なくとも一部とを結ぶ直線30上には、いずれの構成部品22も位置しない。以下、図1〜図4を用いて、電子機器100の構成について詳細に説明する。
The
図1に示すように、筐体20の表面には、孔55が設けられている。発振装置10は、第1の振動面とは逆の面により構成される第2の振動面から超音波45を発する。孔55のうち少なくとも一部と、第2の振動面のうち少なくとも一部とを結ぶ直線35上には、いずれの構成部品22も位置しない。
As shown in FIG. 1, a
第1の振動面と第2の振動面は、筐体20の側面と対向して設けられている。孔50、55は、筐体20の側面に設けられている。電子機器100が携帯通信端末である場合、孔50、55は、例えばボタンや撮像装置等と、筐体20との隙間により構成される。直線30は、第1の振動面と垂直である。また直線35は、第2の振動面と垂直である。孔50、55と、発振装置10が重なっている場所のうち、構成部品22が位置していない面積は、例えば0.1mm2以上あればよい。
The first vibration surface and the second vibration surface are provided to face the side surface of the
図2に示すように、発振装置10は、圧電振動子60と、振動部材80と、支持部材70とを有している。振動部材80は、圧電振動子60を拘束している。支持部材70は、振動部材80を支持している。また発振装置10は、制御部90と、信号生成部92と、をさらに備えている。信号生成部92は、圧電振動子60と接続しており、圧電振動子60に入力する電気信号を生成する。制御部90は、信号生成部92と接続しており、外部から入力された情報に基づいて、信号生成部92による信号の生成を制御する。発振装置10はスピーカとして使用されるため、制御部90に入力される情報は音声信号である。
As illustrated in FIG. 2, the
本実施形態において、発振装置10は、パラメトリックスピーカとして使用される。このため、制御部90は信号生成部92を介してパラメトリックスピーカとしての変調信号を入力する。パラメトリックスピーカとして用いる場合、圧電振動子60は、20kHz以上、例えば100kHzの音波を信号の輸送波として用いる。発振装置10において、例えば圧電振動子60及び振動部材80は、アレイ状に複数組設けられている。これにより、発振装置10が発する超音波40、45の指向性を向上させることができる。また、圧電振動子60及び振動部材80は、それぞれ単数でもよい。
In the present embodiment, the
図3は、図2に示す圧電振動子60を示す断面図である。図3に示すように、圧電振動子60は、圧電体62、上部電極64、下部電極66からなる。また圧電振動子60は、例えば円形、楕円形、又は矩形を有する。圧電体62は、上部電極64と下部電極66に挟まれている。圧電体62は、圧電効果を有する材料により構成され、例えばジルコン酸チタン酸鉛(PZT)、又はチタン酸バリウム(BaTiO3)等により構成される。また圧電体62の厚みは、10um〜1mmであることが好ましい。厚みが10um未満である場合、圧電体62は脆性材料により構成されるため、破損等が生じやすい。一方、厚みが1mmを超える場合、圧電体62の電界強度が低減する。従ってエネルギー変換効率の低下を招く。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the
上部電極64、及び下部電極66は、例えば銀、又は銀/パラジウム合金等によって構成される。上部電極64、及び下部電極66の厚みは、1〜50umであることが好ましい。厚みが1um未満の場合、均一に成形することが難しくなる。一方、50umを超える場合、上部電極64、又は下部電極66が圧電体62に対して拘束面となり、エネルギー変換効率の低下を招く。
The
振動部材80は、セラミック材料に対して高い弾性率を持つ材料によって構成され、例えばリン青銅、又はステンレス等によって構成される。振動部材80の厚みは、5〜500umであることが好ましい。また振動部材80の縦弾性係数は、1〜500GPaであることが好ましい。振動部材80の縦弾性係数が過度に低い、又は高い場合、機械振動子としての特性や信頼性を損なうおそれがある。
The
電子機器100は、さらに実装基板24を備えている。実装基板24は、筐体20の上面及び底面に平行に配置されている。実装基板24は、例えばプリント配線基板である。構成部品22は、実装基板24上に実装されている。また実装基板24上における構成部品22の高さは、互いに異なっている。構成部品22は、例えばディスクリート部品や半導体パッケージ等の電子部品を含む。そして発振装置10は、実装基板24と交わる方向に設けられる。また直線30、35は、実装基板24と交わらない。
The
図4は、図1に示す電子機器100の変形例を示す断面図である。図4に示すように、電子機器100は、フレキシブル基板25を備えていてもよい。この場合、フレキシブル基板25は、実装基板24に実装される。また発振装置10は、フレキシブル基板25によって固定される。そしてフレキシブル基板25のうち直線30、35と交わる部分には、貫通孔が設けられる。なお、図4に記載される破線は、貫通孔周辺のフレキシブル基板25の形状を示している。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modification of
また電子機器100が携帯通信端末である場合、構成部品22のうち一部は、例えば撮像装置を構成する。このとき発振装置10は、例えば撮像装置に近接する位置に配置される。撮像装置を構成する部品は、他の部品と比較して大きい場合が多い。従ってこの場合、電子機器100に発振装置10を組み込むことが容易となる。
Further, when the
次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態に係る電子機器100では、超音波40を発する第1の振動面と、孔50とを結ぶ直線上には、構成部品22が位置しない。また、超音波40は、可聴音波に比べて直進性に優れている。このため、超音波40は、構成部品22の隙間を通過して、孔50から筐体20の外部へ放射されることとなる。従って、導波管を設けずとも音響再生をすることができ、電子機器の小型化を図ることができる。
Next, the effect of this embodiment will be described. In the
また、筐体20の表面には孔50と孔55が設けられている。よって第1の振動面と第2の振動面の両面から発せられた超音波40、45を使用することができ、高効率で音響再生が可能となる。さらに発振装置10から発せられる超音波40、45には、第1の振動面及び第2の振動面と垂直な成分が多い。よって、直線30が第1の振動面と垂直であり、直線35が第2の振動面と垂直である場合、さらに高効率で音響再生が可能となる。
Further, a
図5は、第2の実施形態に係る電子機器102を示す断面図であり、第1の実施形態に係る図1に対応している。本実施形態に係る電子機器102は、発振装置10が設けられる向きを除いて、第1の実施形態に係る電子機器100と同様である。なお、図5に記載される破線は、貫通孔周辺の実装基板24の形状を示している。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the
図5に示すように、発振装置10は、実装基板24と交わらない方向に設けられている。そして実装基板24のうち、直線30、35と交わる部分には、貫通孔が設けられている。また、孔50、55は、筐体20の上面及び底面に設けられる。電子機器102が携帯通信端末である場合、第1の振動面と第2の振動面は、例えば筐体20の上面又は底面と対向するように設けられる。
As shown in FIG. 5, the
本実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また本実施形態に係る電子機器102では、発振装置10が実装基板24と交わらない方向に設けられている。発振装置10は、振動膜の振動方向における幅よりも、振動膜の形成方向における幅のほうが大きい場合が多い。従って、第1の実施形態よりも、電子機器の薄型化を図ることができる。
Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, in the
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are the illustrations of this invention, Various structures other than the above are also employable.
10 発振装置
20 筐体
22 構成部品
24 実装基板
25 フレキシブル基板
30 直線
35 直線
40 超音波
45 超音波
50 孔
55 孔
60 圧電振動子
62 圧電体
64 上部電極
66 下部電極
70 支持部材
80 振動部材
90 制御部
92 信号生成部
100 電子機器
102 電子機器
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記発振装置を内部に有し、表面に第1の孔が設けられている筐体と、
前記筐体の内部に設けられた複数の構成部品と、
を備え、
前記発振装置は、第1の振動面から超音波を発し、
前記第1の孔のうち少なくとも一部と、前記第1の振動面のうち少なくとも一部とを結ぶ第1の直線上にはいずれの前記構成部品も位置しない電子機器。 An oscillation device;
A housing having the oscillation device inside and having a first hole on the surface;
A plurality of components provided inside the housing;
With
The oscillation device emits ultrasonic waves from the first vibration surface,
An electronic device in which any of the components is not located on a first straight line connecting at least a part of the first hole and at least a part of the first vibration surface.
前記発振装置と接続する信号生成部と、
前記信号生成部と接続し、可聴音の音声データを変調した超音波を発振させる信号を生成するよう前記信号生成部を制御する制御部と、
をさらに備える電子機器。 The electronic device according to claim 1,
A signal generator connected to the oscillation device;
A control unit that is connected to the signal generation unit and controls the signal generation unit to generate a signal that oscillates an ultrasonic wave obtained by modulating audio data of an audible sound;
An electronic device further comprising:
前記第1の直線は、前記第1の振動面と垂直である電子機器。 The electronic device according to claim 1 or 2,
The electronic device in which the first straight line is perpendicular to the first vibration surface.
実装基板をさらに備え、
前記構成部品は、前記実装基板に実装されており、
前記発振装置は、前記実装基板と交わる方向に設けられており、
前記第1の直線は、前記実装基板と交わらない電子機器。 The electronic device according to any one of claims 1 to 3,
A mounting substrate,
The component is mounted on the mounting board,
The oscillation device is provided in a direction intersecting with the mounting substrate,
The first straight line is an electronic device that does not intersect the mounting substrate.
実装基板をさらに備え、
前記構成部品は、前記実装基板に実装されており、
前記発振装置は、前記実装基板と交わらない方向に設けられており、
前記実装基板のうち、前記第1の直線と交わる部分には、貫通孔が設けられている電子機器。 The electronic device according to any one of claims 1 to 3,
A mounting substrate,
The component is mounted on the mounting board,
The oscillation device is provided in a direction not intersecting with the mounting substrate,
An electronic device in which a through hole is provided in a portion of the mounting substrate that intersects the first straight line.
前記筐体の表面には、第2の孔が設けられており、
前記発振装置は、前記第1の振動面とは逆の面により構成される第2の振動面から超音波を発し、
前記第2の孔のうち少なくとも一部と、前記第2の振動面のうち少なくとも一部とを結ぶ第2の直線上には、いずれの前記構成部品も位置しない電子機器。 The electronic device according to any one of claims 1 to 5,
The surface of the housing is provided with a second hole,
The oscillation device emits ultrasonic waves from a second vibration surface constituted by a surface opposite to the first vibration surface;
An electronic apparatus in which any of the components is not located on a second straight line connecting at least a part of the second hole and at least a part of the second vibration surface.
フレキシブル基板をさらに備え、
前記発振装置は、前記フレキシブル基板によって固定されており、
前記フレキシブル基板のうち、前記第1の直線と交わる部分には、貫通孔が設けられている電子機器。 The electronic device according to any one of claims 1 to 6,
A flexible substrate,
The oscillation device is fixed by the flexible substrate,
An electronic device in which a through hole is provided in a portion of the flexible substrate that intersects the first straight line.
前記電子機器は、携帯通信端末である電子機器。 The electronic device according to claim 1,
The electronic device is an electronic device that is a mobile communication terminal.
前記構成部品のうちの一部は、撮像装置を構成しており、
前記発振装置は、前記撮像装置に近接する位置に配置されている電子機器。 The electronic device according to claim 8,
Some of the components constitute an imaging device,
The oscillation device is an electronic device disposed at a position close to the imaging device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010166516A JP2012029086A (en) | 2010-07-23 | 2010-07-23 | Electronic apparatus |
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JP2010166516A JP2012029086A (en) | 2010-07-23 | 2010-07-23 | Electronic apparatus |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022054584A (en) * | 2020-09-28 | 2022-04-07 | 株式会社日立製作所 | Air conditioner for railway vehicle |
-
2010
- 2010-07-23 JP JP2010166516A patent/JP2012029086A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2022054584A (en) * | 2020-09-28 | 2022-04-07 | 株式会社日立製作所 | Air conditioner for railway vehicle |
JP7200187B2 (en) | 2020-09-28 | 2023-01-06 | 株式会社日立製作所 | Rail vehicle air conditioner |
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