JP3834494B2

JP3834494B2 - 圧電スピーカ装置

Info

Publication number: JP3834494B2
Application number: JP2001285289A
Authority: JP
Inventors: 純一早川
Original assignee: Kenwood KK
Current assignee: Kenwood KK
Priority date: 2001-09-19
Filing date: 2001-09-19
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2021-09-19
Also published as: JP2003102094A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電スピーカ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧電スピーカ装置は、一枚の金属板に一枚の圧電体（圧電セラミック）を貼り付けたユニモルフ型、または二枚の圧電体の間に金属板を挟み込んだバイモルフ型等の圧電素子を用いており、例えば、ユニモルフ型においては金属板を含む圧電素子をより大きい樹脂板等のパネルに貼り付けることで発音させていた。このような従来の圧電スピーカ装置は、例えば、パソコン、ＰＤＡ、カーナビゲーションシステム等の表示装置（モニター）に採用され、圧電素子をＣＲＴ、ＬＣＤ等の表示器に取り付けて発音させる構造であり、特表平１１−５１２２４９号公報等に開示されている。ところで表示装置には、近年、表示器の表示画面に種々の情報を入力するタッチパネルを積層したものがあり、圧電素子を表示器ではなくタッチパネルに直接装着して発音させる構造も知られている。図７は、このように圧電素子をタッチパネルに装着した従来の圧電スピーカ装置の一実施形態を示す構成図である。また、図８は、図７に示したＩ―Ｉ線の断面を示す断面図である。
【０００３】
図７に示すように、圧電素子をタッチパネルに装着した従来の圧電スピーカ装置の一実施形態は、例えば、カーナビゲーションシステム、ＰＤＡ等の表示装置（モニター）に採用したものであり、この表示装置の外装を形成する前ケース５２及び後ケース５４を備えた本体５０を設け、この本体５０内に収納する回路基板５６に実装して所定の情報を表示する液晶からなる表示器（ＬＣＤ）５８と、この表示器５８の表示面に取り付けられて貼り合せ材６６を介してフィルム６２及びガラス板６４を一対に貼着して内側に抵抗膜６２ａ、６４ａを付設した抵抗膜式のタッチパネル６０と、このタッチパネル６０の外側面に装着する圧電素子７０とを備えている。
【０００４】
ここで、圧電素子７０は、ユニモルフ型またはバイモルフ型のいずれかにより形成し、フィルム６２の外側面またはガラス板６４の外側面いずれか一方（図７ではフィルム６２側）に入力信号を加える電極６２ｂを設け、この電極６２ｂに取り付けて固定している。また、タッチパネル６０は、フィルム６２とガラス板６４とが向かい合う内側に抵抗膜６２ａ、６４ａを各々形成しており、図８に示すように、所定の幅Ｊを備えてお互いが対向するように配置している。このタッチパネル６０は、抵抗膜６２ａ、６４ａの近傍に電極６２ｃ、６４ｃ（図７参照）を設け、この電極６２ｃ、６４ｃを介して抵抗膜６２ａ、６４ａに電圧を加えるように形成している。また、抵抗膜６２ａ、６４ａは、透明かつ電気を通すとともに紫外線を吸収するＩＴＯ膜（透明導電膜）により形成している。
【０００５】
そして、このような構成からなる従来の圧電スピーカ装置の一実施形態は、フィルム６２の外側に装着（またはガラス板６４の外側に装着）した圧電素子７０が表示器５８の画像情報に応じてフィルム６２に一定の振動を加えることで所定の音声情報が発音される。尚、タッチパネル６０は、図８に示した矢印Ｋの方向から使用者が指圧すると、この指圧によりフィルム６２が点線に示したように撓んでガラス板６４との間で抵抗膜６２ａ、６４ａが接触し、指圧した位置情報が検出され、これに基づくデータが自動的に入力できる。
このように従来の圧電スピーカ装置は、圧電素子７０をタッチパネル６０のフィルム６２またはガラス板６４いずれかの外側面に装着し、この外側面で圧電素子７０が表示器５８の画像情報に応じて一定の振動を加えることで所定の音声情報を発音できるように形成していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の圧電スピーカ装置では、図７に示したように、フィルム６２及びガラス板６４等からなるタッチパネル６０の外側面に圧電素子７０を取り付けた構造であり、このフィルム６２及びガラス板６４の内側に抵抗膜６２ａ、６４ａに電圧を加える電極６２ｃ、６４ｃ（図８参照）を設けると同時に、フィルム６２またはガラス板６４いずれかの外側にも圧電素子７０を取り付けて入力信号を加える電極６２ｂを更に別途設ける必要があるため、部品コストが高くなるという不具合があった。
【０００７】
さらに、従来の圧電スピーカ装置では、前述した圧電素子７０をタッチパネル６０の外側面に取り付ける構造のため、図８に示した本体５０内で圧電素子７０及び電極６２ｂが完全に露出してしまい、錆び等による変色や、他の部品Ｌとの接触を防ぐ必要があり、この防止対策を施すことで部品のコストが一層高くなるという不具合があった。
本発明は、このような課題を解決し、本体内で圧電素子の露出を防止し、電極を複数設けることなく圧電素子を効率良く配置でき、部品コストを低減する圧電スピーカ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、圧電素子を用いた圧電スピーカ装置であって、所定情報を表示する表示器と、この表示器の表示面に配置されて貼り合せ材を介して一対の透明基板を貼着して内側に対向する抵抗膜を付設した抵抗膜式のタッチパネルと、このタッチパネルを構成する一対の透明基板の間に介在する圧電素子とを設ける。
【０００９】
ここで、透明基板には、貼り合せ材を介して一対に対向する内側両面に電極を設け、この対向する電極の片側或いは両側いずれかに圧電素子を接続して固定することが好ましい。また、圧電素子は、透明基板間に対向する電極の片側に固定する場合、透明基板間の幅に比べて薄く形成するとともに、この片側の電極と異なる他方の電極にリード線または弾力性のあるスペーサ上に電極を設けたいずれかの部品により引き出して接続することが好ましい。また、電極は、透明基板に予め貼り付けまたは印刷のいずれかにより形成することが好ましい。また、一対の透明基板は、表示器側のガラス板及び他方側のフィルム、または２枚のガラス板、或いは２枚のフィルムのいずれかにより形成していることが好ましい。また、圧電素子は、ユニモルフ型またはバイモルフ型のいずれかに形成していることが好ましい。また、抵抗膜は、透明かつ電気を通すとともに紫外線を吸収するＩＴＯ膜からなることが好ましい。また、表示器は、ＬＣＤまたはＣＲＴのいずれかによる表示器であることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明による圧電スピーカ装置の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明による圧電スピーカ装置の一実施形態を示す構成図である。また、図２は、図１に示したタッチパネル２０のＡ−Ａ線の断面を示す断面図である。また、図３は、図２に示したＤ部の詳細を示す拡大図である。また、図４は、図１に示した矢印Ｂ方向から見たタッチパネル２０を示す正面図である。また、図５は、図１に示した圧電スピーカ装置のＣ−Ｃ線の断面を示す断面図である。また、図６は、本発明による圧電スピーカ装置の他の実施形態を示す図であり、図６（ａ）は圧電素子４０をフィルム２２側に装着した状態を、図６（ｂ）は圧電素子４０をガラス板２４側に装着した状態を各々示している。
【００１１】
図１に示すように、本発明による圧電スピーカ装置の一実施形態は、図７に示した従来技術と同様に、カーナビゲーションシステム、ＰＤＡ等の表示装置（モニター）に採用したものであり、この表示装置の外装を形成する前ケース１２及び後ケース１４を備えた本体１０を設け、この本体１０内に収納する回路基板１６に実装して所定の情報を表示する液晶からなる表示器（ＬＣＤ）１８と、この表示器１８の表示面に取り付けられて貼り合せ材２６を介して一対のフィルム２２及びガラス板２４を貼着して内側に対向する抵抗膜２２ａ、２４ａ（図２参照）を付設した抵抗膜式のタッチパネル２０とを備えている。また、本実施の形態では、図７に示した従来技術とは異なり、タッチパネル２０を構成するフィルム２２及びガラス板２４の間に圧電素子３０を介在させて設けている。
【００１２】
ここで、タッチパネル２０は、前述したフィルム２２とガラス板２４とによる一対の透明基板を貼り合せ材２６により貼着することで構成され、図２に示すように、フィルム２２とガラス板２４とがお互いに所定の幅Ｅを備えて対向するように配置している。また、タッチパネル２０には、貼り合せ材２６を介してお互いに向い合うフィルム２２及びガラス板２４の内側に抵抗膜２２ａ、２４ａを各々形成している。この抵抗膜２２ａ、２４ａは、透明でかつ電気を通すとともに紫外線を吸収するＩＴＯ膜（透明導電膜）により形成され、図３に示すように、フィルム２２とガラス板２４との内側でお互いが対向して接触することなくほぼ平行に延在している。
【００１３】
また、タッチパネル２０には、図１に示したフィルム２２及びガラス板２４の内側に形成した抵抗膜２２ａ、２４ａに電圧を印加する電極２２ｃ、２４ｃと、圧電素子３０を取り付けて入力信号を加える電極２２ｂ、２４ｂとを各々形成している。このタッチパネル２０は、フィルム２２及びガラス板２４の内側両面に電極２２ｃ、２２ｂ、２４ｃ、２４ｂを予め貼り付けまたは印刷のいずれかにより形成し、電極２２ｃ、２４ｃにリード線２１ｃ、２３ｃを、電極２２ｂ、２４ｂにリード線２１ｂ、２３ｂを各々接続して配線している。ここで、電極２２ｂ、２４ｂは、フィルム２２とガラス板２４との対向する内側面に設けることで、圧電素子３０を挟むように各々配置している。従って、圧電素子３０は、この電極２２ｂ、２４ｂを図示されていないユニモルフ型またはバイモルフ型いずれかの金属板と圧電体とに各々接続して電圧を供給するように形成している。このようにタッチパネル２０は、圧電素子３０用の電極２２ｂ、２４ｂをフィルム２２及びガラス板２４が対向する内側面に形成するため、従来技術のように外側面に別途電極を設ける必要がなくなる。また、圧電素子３０は、図４に示すように、タッチパネル２０の内部に封止されて表面に露出しないため、錆びや変色を防止することができる。
【００１４】
ここで、本実施の形態を更に詳しく説明すると、例えば、圧電素子３０の大きさを幅１０ｍｍ、長さ６０ｍｍ、厚さ１００μとし、タッチパネル２０の大きさを幅７０ｍｍ、長さ９０ｍｍにするとともに、ガラス板２４の厚さを１．１ｍｍ、フィルム２２の厚さを２００μとした場合、実際のタッチパネル２０の動作領域は圧電素子３０の部分を除いた、幅７０ｍｍ、長さ８０ｍｍの範囲となる。
【００１５】
そして、フィルム２２とガラス板２４との間では、ある程度の幅Ｅ（図２参照）を保つ目的を兼ねて貼り合わせ材２６を設けているが、この貼り合わせ材２６の厚さを１００μにすることで、圧電素子３０の厚さに合わせて幅Ｅを均一に保てるように形成している。以上のように構成することで、タッチパネル２０を製造する工程中に簡単に圧電スピーカを構成することが可能になる。
【００１６】
そして、このように形成された本発明による圧電スピーカ装置の一実施形態は、図５に示すように、タッチパネル２０のフィルム２２及びガラス板２４の間に介在した圧電素子３０が表示器１８の表示画面に応じてタッチパネル２０に一定の振動を加えることで所定の音声情報が発音される。尚、タッチパネル２０は、図５に示した矢印Ｆの方向から使用者が指圧すると、この指圧によりフィルム２２が点線で示したように撓んでフィルム２２とガラス板２４との抵抗膜２２ａ、２４ａが接触することで、指圧した位置情報が検出され、これに基づくデータが自動的に入力される。ここで、圧電素子３０は、通常の使用状態で振幅が約数１０μである。即ち、タッチパネル２０は、フィルム２２とガラス板２４との間に１００μの幅を設けて圧電素子３０の振幅に対応しているため、抵抗膜２２ａ、２４ａが接触して誤動作することを防止できる。
【００１７】
このように本発明による圧電スピーカ装置の一実施形態によれば、タッチパネル２０を構成する一対の透明基板（フィルム２２及びガラス２４）内に電圧素子３０を収納する構造であるため、圧電素子３０用の電極２２ｂ、２４ｂを透明基板の外側に別途設ける必要がなく、透明基板の内側のみに予め電極２２ｂ、２４ｂを印刷または貼り付けにより設けることができ、部品の製造を容易にして部品コストを低減することができる。
また、本発明による圧電スピーカ装置の一実施形態によれば、前述したように電圧素子３０をタッチパネル２０の透明基板内に収納して外部への露出を防止しているため、錆びや変色及び他の部品Ｇ（図５参照）との接触を抑え、圧電素子３０を貼る工程をタッチパネル２０の製造工程中に組み込めて圧電スピーカの組み立て工程が簡略化し、且つ、部品コストを十分に低減できる。
【００１８】
次に、図６を参照して、本発明による圧電スピーカ装置の他の実施形態を詳細に説明する。ここで、図６に示す圧電素子４０以外の構成要素は、全て、図１に示した圧電スピーカ装置と同様の構成要素であり、同じ構成要素には同様の符号を記載するとともに、重複する説明は省略する。
【００１９】
図６に示すように、本発明による圧電スピーカ装置の他の実施形態は、タッチパネル２０内に収納する圧電素子４０をフィルム２２またはガラス板２４のいずれか片側に固定する構造であり、このフィルム２２またはガラス板２４のいずれかを効率よく駆動させ、能率の良い圧電スピーカを得るものである。ここで、まず、圧電素子４０をタッチパネル２０のフィルム２２側に装着する場合、図６（ａ）に示すように、抵抗膜２２ａ、２４ａを付設したフィルム２２とガラス板２４との対向する内側両面に電極２２ｂ、２４ｂを設け、フィルム２２側の電極２２ｂに圧電素子４０を固定する。この際、圧電素子４０は、フィルム２２及びガラス板２４間の幅に比べて薄く形成している。また、圧電素子４０は、図６に示したように、フィルム２２側の電極２２ｂと対向するガラス板２４側の電極２４ｂを、リード線または弾力性のあるスペーサ上に電極を設けたいずれかの部品Ｈにより引き出して接続している。また、電極２２ｂ、２４ｂは、図１に示した圧電スピーカ装置と同様に、予め貼り付けまたは印刷のいずれかにより形成している。また、圧電素子４０は、ユニモルフ型またはバイモルフ型いずれかにより形成し、フィルム２２側の電極２２ｂに装着してフィルム２２を効率よく駆動させることで能率の良い圧電スピーカが得られるように形成している。
【００２０】
一方、圧電素子４０をタッチパネル２０のガラス板２４側に装着する場合、図６（ｂ）に示すように、抵抗膜２２ａ、２４ａを設けたフィルム２２とガラス板２４とが対向する内側両面に電極２２ｂ、２４ｂを設け、ガラス板２４側の電極２４ｂに圧電素子４０を固定している。この際、圧電素子４０は、図６（ａ）に示した圧電素子と同様に、フィルム２２及びガラス板２４間の幅に比べて薄く形成し、フィルム２２側の電極２２ｂをリード線または弾力性のあるスペーサ上に電極を設けるいずれかの部品Ｈにより引き出して接続している。その他の構造に関しては、図６（ａ）に示した圧電スピーカ装置と同様であり、重複する説明を省略する。
【００２１】
ここで、本発明による圧電スピーカ装置の他の実施形態を更に詳しく説明すると、図６に示したタッチパネル２０のフィルム２２及びガラス板２４、並びに貼り合せ材２６が図１に示した圧電スピーカ装置と同一構成要素であるため、フィルム２２とガラス板２４との間が貼り合わせ材２６の厚さである１００μとなる。これに対して圧電素子４０は、タッチパネル２０のフィルム２２及びガラス板２４間の幅に比べて厚さを薄く約５０μに形成している。即ち、圧電素子４０は、フィルム２２またはガラス板２４のいずれかに固定して他方の片側から約５０μ程度の隙間を設け、貼り合わせ材２６に多少の弾力性を持たせることで、フィルム２２またはガラス板２４のいずれか片側を効率よく駆動でき、能率の良い圧電スピーカを得ることができる。
【００２２】
このように本発明による圧電スピーカ装置の他の実施形態によれば、タッチパネル２０のフィルム２２及びガラス板２４間に圧電素子４０を介在させているため、図１に示した圧電スピーカ装置と同様の効果を得ることができ、圧電素子４０をフィルム２２またはガラス板２４のいずれか片側に固定することで、この片側を効率よく駆動して能率の良い圧電スピーカを得ることができる。
【００２３】
以上、本発明による圧電スピーカ装置の実施の形態を詳細に説明したが、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、フィルム及びガラス板からなるタッチパネルを備えた実施の形態を説明したが、これに限定されるものではなく、２枚のガラス板または２枚のフィルムいずれかによるタッチパネルでも適用可能である。
また、液晶からなる表示器（ＬＣＤ）を備える実施の形態を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ＣＲＴ等の表示器でも良い。
【００２４】
【発明の効果】
このように本発明による圧電スピーカ装置によれば、本体内で圧電素子の露出を完全に防止し、電極を複数設けることなく圧電素子を効率良く配置でき、部品コストを十分に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による圧電スピーカ装置の一実施形態を示す構成図。
【図２】図１に示したタッチパネルのＡ−Ａ線の断面を示す断面図。
【図３】図２に示したＤ部の詳細を示す拡大図。
【図４】図１に示した矢印Ｂ方向から見たタッチパネルを示す正面図。
【図５】図１に示した圧電スピーカ装置のＣ−Ｃ線の断面を示す断面図。
【図６】本発明による圧電スピーカ装置の他の実施形態を示す図。
【図７】従来の圧電スピーカ装置の一実施形態を示す構成図。
【図８】図７に示したＩ―Ｉ線の断面を示す断面図。
【符号の説明】
１０本体
１２前ケース
１４後ケース
１６回路基板
１８表示器
２０タッチパネル
２１ｂ、２１ｃリード線
２２フィルム
２２ａ抵抗膜
２２ｂ、２２ｃ電極
２３ｂ、２３ｃリード線
２４ガラス板
２４ａ抵抗膜
２４ｂ、２４ｃ電極
２６貼り合わせ材
３０圧電素子

Claims

圧電素子を用いた圧電スピーカ装置において、
所定情報を表示する表示器と、
前記表示器の表示面に配置されて貼り合せ材を介して一対の透明基板を貼着して内側に対向する抵抗膜を付設した抵抗膜式のタッチパネルと、
前記タッチパネルを構成する一対の前記透明基板の間に介在する圧電素子とを設けたことを特徴とする圧電スピーカ装置。
請求項１に記載の圧電スピーカ装置において、
前記透明基板には、前記貼り合せ材を介して一対に対向する内側両面に電極を設け、この対向する電極の片側或いは両側いずれかに前記圧電素子を接続して固定することを特徴とする圧電スピーカ装置。
請求項２に記載の圧電スピーカ装置において、
前記圧電素子は、前記透明基板間に対向する電極の片側に固定する場合、前記透明基板間の幅に比べて薄く形成するとともに、この片側の電極と異なる他方の電極にリード線または弾力性のあるスペーサ上に電極を設けたいずれかの部品により引き出して接続することを特徴とする圧電スピーカ装置。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の圧電スピーカ装置において、
前記電極は、前記透明基板に予め貼り付けまたは印刷のいずれかにより形成することを特徴とする圧電スピーカ装置。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の圧電スピーカ装置において、
前記一対の透明基板は、前記表示器側のガラス板及び他方側のフィルム、または２枚のガラス板、或いは２枚のフィルムのいずれかにより形成していることを特徴とする圧電スピーカ装置。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の圧電スピーカ装置において、
前記圧電素子は、ユニモルフ型またはバイモルフ型のいずれかに形成していることを特徴とする圧電スピーカ装置。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の圧電スピーカ装置において、
前記抵抗膜は、透明かつ電気を通すとともに紫外線を吸収するＩＴＯ膜（透明導電膜）からなることを特徴とする圧電スピーカ装置。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の圧電スピーカ装置において、
前記表示器は、ＬＣＤまたはＣＲＴのいずれかによる表示器であることを特徴とする圧電スピーカ装置。