JP2013243603A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】耳によりパネルに力が加わっても、効果的に音を伝達することができる電子機器を提供する。
【解決手段】音出力のトリガーがあるか否かを検出する（Ｓ１）。音出力のトリガーがある場合、Ｓ２に進む。音出力のトリガーが無い場合、Ｓ１を繰り返し行う。音出力のトリガーがある場合、制御部は、検出部により検出したパネルに加わった力が所定の閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ２）。所定の閾値以上である場合、Ｓ３に進む。所定の閾値未満である場合、Ｓ４に進む。パネルに加わった力が所定の閾値以上である場合、制御部は、振動部の振動振幅をＡにして、振動部を振動させる（Ｓ３）。一方、パネルに加わった力が所定の閾値未満である場合、制御部は、振動部の振動振幅をＢにして、振動部を振動させる（Ｓ４）。
【選択図】図３

Description

この発明は、電子機器に関する。

近年のタッチパネルを備えた携帯電話等の電子機器は、ユーザがタッチパネルに触れた場合に、電子機器に備えられたバイブレータや圧電素子等の振動部を振動させることにより触感を呈示し、ユーザ操作が携帯電話に入力されたことをユーザに知らせる機能（以下、触感呈示機能という。）を有している（例えば特許文献１）。

特開２０１１−３４１５０号公報

ところで、発明者は、圧電素子に所定の電気信号（音声信号）を印加することでパネルを振動させ、当該パネルの振動を人体に伝達させることにより気導音と振動音とを利用者に伝える機能を備える新規な電子機器について検討を行った。

このようなパネルを振動させて音を伝達する電子機器が例えば携帯電話やスマートフォンなどの通信機器の場合、発明者は、ユーザが通話を行う際に、電子機器のパネルをユーザの耳に接触させて音を聞く使用態様を想定している。

しかしながら、上述のような使用態様では、周囲の騒音が大きい場合や、通話相手の音声が小さい場合等に、利用者が通話音声の可聴性を高めようとしてパネルに耳を強く押し付けることがある。このような場合、耳をパネルに押し付ける圧力によってパネルの振動が阻害されてしまい、効果的に音が伝達されないという問題があった。

そこで本発明の目的は、耳によりパネルに力が加わっても、効果的に音を伝達することができる電子機器を提供することにある。

本発明による電子機器は、パネルと、当該パネルを振動させて、気導音及び振動音を生成する振動部と、を備え、前記パネルに加わった力に応じて、前記振動部の振動の強さを変化させることを特徴とする。

前記電子機器は、前記パネルに加わった力の検出をする検出部を備えてもよい。

前記電子機器は、前記振動部が、前記パネルに加わった力の検出をしてもよい。

前記電子機器は、前記振動部が、前記パネルに加わった力が所定の閾値以上の場合、前記パネルに加わった力が前記所定の閾値未満の場合よりも前記パネルの振動の強さを大きくしてもよい。

前記電子機器は、前記所定の閾値が、５Ｎであってもよい。

本発明に係る電子機器によれば、耳によりパネルに力が加わってパネルの振動が阻害された場合においても、効果的に音を伝達することができる。

本発明の一実施形態に係る電子機器の機能ブロックを示す図である。 本発明の一実施形態に係る電子機器の実装構造を示す図である。 本発明の一実施形態に係る電子機器の動作を表すフローチャートである。

（実施の形態）
以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電子機器１の機能ブロックを示す図である。電子機器１は、例えば携帯電話（スマートフォン）であって、パネル１０と、表示部２０と、振動部３０と、検出部４０と、制御部５０と、通信部７０とを備える。

パネル１０は、接触を検出するタッチパネル、または表示部２０を保護するカバーパネル等である。パネル１０は、例えばガラス、またはアクリル等の合成樹脂により形成される。パネル１０の形状は板状であるとよい。パネル１０は、平板であってもよいし、表面が滑らかに傾斜する曲面パネルであってもよい。パネル１０は、タッチパネルである場合、利用者の指、ペン、又はスタイラスペン等の接触を検出する。タッチパネルの検出方式は、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式（又は超音波方式）、赤外線方式、電磁誘導方式、及び荷重検出方式等の任意の方式を用いることができる。パネル１０は好ましくは矩形状である。

表示部２０は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、又は無機ＥＬディスプレイ等の表示デバイスである。表示部２０は、パネル１０の背面に設けられる。表示部２０は、接合部材（例えば接着剤）によりパネル１０の背面に配設される。表示部２０は、パネル１０と離間して配設され、電子機器１の筐体により支持されてもよい。

振動部３０は、電気信号（電圧）を印加することで、構成材料の電気機械結合係数に従い伸縮または屈曲する素子である。振動部３０は、例えばセラミック製や水晶からなる圧電素子が用いられる。振動部３０は、ユニモルフ、バイモルフまたは積層型圧電素子であってよい。積層型圧電素子には、バイモルフを積層した（例えば１６層または２４層積層した）積層型バイモルフ素子が含まれる。積層型の圧電素子は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる複数の誘電体層と、該複数の誘電体層間に配置された電極層との積層構造体から構成される。ユニモルフは、電気信号（電圧）が印加されると伸縮し、バイモルフは、電気信号（電圧）が印加されると屈曲する。振動部３０は、音を伝えるための圧電素子である。なお好ましくは振動部３０は、接合部材（例えば接着剤）によりパネル１０の背面に配設される。

検出部４０は、パネル１０に対する押圧を検出するもので、例えば、押圧に応じて物理的または電気的な特性（歪み、抵抗、電圧等）が変化する歪みゲージセンサや圧電素子等の素子等を用いて構成する。検出部４０が、例えば、圧電素子等を用いて構成された場合、検出部４０の圧電素子は、パネル１０のタッチ面に対する押圧に係る荷重（力）の大きさ（または、荷重（力）の大きさが変化する速さ（加速度））に応じて、電気的な特性である電圧の大きさ（電圧値（以下、単にデータと称する））が変化する。制御部５０は、検出部４０がデータを制御部５０に通知することにより、または、制御部５０が、検出部４０の圧電素子に係るデータを検出することにより、当該データを取得する。つまり、制御部５０は、パネル１０のタッチ面に対する押圧に基づくデータを検出部４０から取得する。なお、検出部４０を圧電素子で構成する場合、振動部３０を圧電素子で構成し、当該検出部４０を兼ねてもよい。

制御部５０は、振動部３０に電気信号を印加し、振動部３０を駆動し音出力を制御する。なお制御部５０が振動部３０に対して印加する電圧は、例えば、振動音ではなく気導音による音の伝導を目的とした所謂パネルスピーカの印加電圧である±５Ｖよりも高い、±１５Ｖであってよい。尚、どの程度の印加電圧を用いるかは、パネル１０の筐体または支持部材に対する固定強度もしくは振動部３０の性能に応じて適宜調整可能である。なお制御部５０は、所定のアプリケーション等からの音出力のトリガーに基づき（音声信号等に基づき）、振動部３０を駆動する。

ここで制御部５０は、検出部４０が検出したパネル１０に加わった力に応じて、振動部３０の振動の強さを変化させる。すなわち、パネル１０に加わった力が所定の閾値以上の場合、制御部５０は、パネル１０に加わった力が所定の閾値未満の場合よりもパネル１０の振動を大きくする。具体的には制御部５０は、パネル１０に加わった力、すなわち押圧に基づくデータが、所定の閾値以上の場合、所定の閾値未満の場合よりも、振動部３０に印加する電圧を大きくする。例えば制御部５０は、パネル１０に加わった力が所定の閾値以上の場合、振動部３０の振動振幅をＡにして、振動部３０を振動させる。一方、パネル１０に加わった力が所定の閾値未満である場合、制御部５０は、振動部３０の振動振幅をＢ（ここでＡ＞Ｂ）にして、振動部３０を振動させる。好適には、所定の閾値は５Ｎ、またはパネル１０に５Ｎを加えた場合、制御部５０が検出（取得）する押圧に基づくデータ値（例えば、１Ｖ等）である。

制御部５０が振動部３０に電気信号を印加すると、電気信号が印加された振動部３０は、長辺方向に伸縮する。このとき、振動部３０が取り付けられたパネル１０は、振動部３０の伸縮にあわせて変形し、パネル１０が振動する。

振動部３０が伸縮し、パネル１０が振動した場合、パネル１０は、気導音を発生させるとともに、利用者が体の一部（例えば外耳の軟骨）を接触させた場合、体の一部を介して伝達される振動音を発生させる。そして制御部５０は、パネル１０に接触している対象物に対して気導音と振動音とを伝える。例えば、制御部５０は、例えば通話相手の音声に係る音声信号に応じた電気信号を振動部３０に印加させ、その音声信号に対応する気導音及び振動音を発生させることができる。音声信号は、着信メロディ、または音楽を含む楽曲等に係るものであってもよい。なお、電気信号にかかる音声信号は、電子機器１の内部メモリに記憶された音楽データに基づくものでもよいし、外部サーバ等に記憶されている音楽データがネットワークを介して再生されるものであってもよい。

パネル１０は、振動部３０が取り付けられた取付領域だけでなく、取付領域から離れた領域も振動する。パネル１０は、振動する領域において、当該パネル１０の主面と交差する方向に振動する箇所を複数有し、当該複数の箇所の各々において、振動の振幅の値が、時間とともにプラスからマイナスに、あるいはその逆に変化する。パネル１０は、ある瞬間において、振動の振幅が相対的に大きい部分と振動の振幅が相対的に小さい部分とが一見パネル１０の略全体にランダムにあるいは周期的に分布した振動をする。即ちパネル１０全域にわたって、複数の波の振動が検出される。

通信部７０は、他の電子機器等と通信をするために用いられる。通信部７０により、電子機器１のユーザは他の電子機器等のユーザと通話を行うことができる。通話をする場合、マイク（不図示）が電子機器１のユーザが話す音声を集音する。またパネル１０が振動し、他の電子機器等のユーザが話す音声を出力する。

図２は、本実施の形態に係る電子機器１の実装構造を表す図である。図２に示す電子機器１はパネル１０としてガラス板であるタッチパネルが筐体６０（例えば金属や樹脂のケース）の前面に配されたスマートフォンである。パネル１０は筐体６０に支持され、表示部２０、振動部３０は、それぞれ接合部材によりパネル１０に接着されている。接合部材は、熱硬化性あるいは紫外線硬化性等を有する接着剤や両面テープ等であり、例えば無色透明のアクリル系紫外線硬化型接着剤である光学弾性樹脂でもよい。図２に示す例では、パネル１０、表示部２０および振動部３０は、それぞれ矩形状であるがこれに限られない。

表示部２０は、パネル１０の短手方向におけるほぼ中央に配置される。振動部３０は、パネル１０の長手方向の端部から所定の距離だけ離間して、当該端部の近傍に、振動部３０の長辺方向がパネル１０の短辺に沿うように配置される。表示部２０と振動部３０とは、パネル１０の内部側の面に平行な方向において並んで配置される。

次に、本発明に係る電子機器１について、図３に示すフローチャートによりその動作を説明する。

はじめに、制御部５０は、所定のアプリケーション等からの音出力のトリガーがあるか否かを検出する（ステップＳ１）。音出力のトリガーがある場合、ステップＳ２に進む。音出力のトリガーが無い場合、ステップＳ１を繰り返し行う。

音出力のトリガーがある場合、制御部５０は、検出部４０により検出したパネル１０に加わった力、所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。所定の閾値以上である場合、ステップＳ３に進む。所定の閾値未満である場合、ステップＳ４に進む。

パネル１０に加わった力が所定の閾値以上である場合、制御部５０は、振動部３０の振動振幅をＡにして、振動部３０を振動させる（ステップＳ３）。そして処理が終了する。一方、パネル１０に加わった力が所定の閾値未満である場合、制御部５０は、振動部３０の振動振幅をＢにして、振動部３０を振動させる（ステップＳ４）。そして処理が終了する。

このように、本実施形態に係る電子機器１によれば、耳によりパネル１０に力が加わっても、パネル１０に加わった当該力に応じて振動部３０の振動の強さを変化させるため、効果的に音を伝達することができる。

また上記の電子機器１は、パネル１０の振動により、気導音と、利用者の体の一部（例えば外耳の軟骨）を介して伝達される振動音とを利用者に伝えることができる。そのため、従来のダイナミックレシーバと同等の音量の音を出力する場合、パネル１０が振動することで空気の振動により電子機器１の周囲へ伝わる音は、ダイナミックレシーバと比較して少ない。したがって、例えば録音されたメッセージを電車内等で聞く場合等に適している。

また、上記の電子機器１は、パネル１０の振動によって振動音を伝えるため、例えば利用者がイヤホンまたはヘッドホンを身につけていても、それらに電子機器１を接触させることで、利用者はイヤホンまたはヘッドホンおよび体の一部を介して音を聞くことができる。

また上記の電子機器１は、パネル１０の振動により利用者に音を伝える。そのため、電子機器１が別途ダイナミックレシーバを備えない場合、音声伝達のための開口部（放音口）を筐体６０に形成する必要がなく、電子機器１の防水構造が簡略化できる。尚、電子機器１がダイナミックレシーバを備える場合、放音口は、気体は通すが液体は通さない部材によって閉塞されるとよい。気体は通すが液体は通さない部材は、例えばゴアテックス（登録商標）である。

なお上記の電子機器１は、パネル１０に加わる力に応じた振動の強弱を、所定の閾値に基づき２段階に変化させたがこれに限らず、複数の閾値を設けて多段階にしてもよい。さらに、パネル１０に加わる力に応じて、連続的に振動の強さを変化させてもよい。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

１ 電子機器
１０ パネル
２０ 表示部
３０ 振動部
４０ 検出部
５０ 制御部
６０ 筐体
７０ 通信部

Claims (5)

1. パネルと、
   当該パネルを振動させて、気導音及び人体の一部を介して伝達される振動音を生成する振動部と、
   を備え、前記パネルに加わった力に応じて、前記振動部の振動の強さを変化させる電子機器。
2. 前記パネルに加わった力の検出をする検出部を備えることを特徴とする、請求項１に記載の電子機器。
3. 前記振動部が、前記パネルに加わった力の検出をすることを特徴とする、請求項１に記載の電子機器。
4. 前記振動部は、前記パネルに加わった力が所定の閾値以上の場合、前記パネルに加わった力が前記所定の閾値未満の場合よりも前記パネルの振動の強さを大きくすることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子機器。
5. 前記所定の閾値は、５Ｎであることを特徴とする、請求項４に記載の電子機器。
   

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