JP5995519B2

JP5995519B2 - 電子機器

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Publication number: JP5995519B2
Application number: JP2012110961A
Authority: JP
Inventors: 智裕稲垣
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2012-05-14
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2032-05-14
Also published as: US20150131816A1; US9467773B2; WO2013172019A1; JP2013239858A

Description

本発明は、筐体に保持された振動体を利用者の耳に押し当てて軟骨伝導により音を聞かせる電子機器に関する。

特許文献１には、携帯電話などの電子機器として、気導音と骨導音とを利用者に伝えるものが記載されている。また、特許文献１には、気導音とは、物体の振動に起因する空気の振動が外耳道を通って鼓膜に伝わり、鼓膜が振動することによって利用者の聴覚神経に伝わる音であることが記載されている。また、特許文献１には、骨導音とは、振動する物体に接触する利用者の体の一部（例えば外耳の軟骨）を介して利用者の聴覚神経に伝わる音であることが記載されている。

特許文献１に記載された電話機では、圧電バイモルフ及び可撓性物質からなる短形板状の振動体が、筐体の外面に弾性部材を介して取り付けられる旨が記載されている。また、特許文献１には、この振動体の圧電バイモルフに電圧が印加されると、圧電材料が長手方向に伸縮することにより振動体が屈曲振動し、利用者が耳介に振動体を接触させると、気導音と骨導音とが利用者に伝えられることが記載されている。

特開２００５−３４８１９３号公報

特許文献１に記載の電子機器は、携帯電話などの筐体の外面に振動体が取り付けられ、振動体を振動させて音を聞かせる。そのため、利用者は、振動体を耳に確実に押し当てないと音が大きく聞こえない。また、その際、電子機器によって耳を塞ぐようにすれば、周囲音を遮蔽でき、騒音下での聴音の明瞭度を上げることができる。しかし、筐体によって耳が塞がれると、例えば電話の場合、利用者（送話者）の通話音が耳から抜け難くなって、利用者は閉塞感を感じることになる。

本発明の目的は、上述した課題を解決し、閉塞感を軽減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、筺体とパネル及び該パネルに保持された圧電素子を備える振動体と、を備え、前記筐体に保持された前記振動体の前記パネルを耳に押し当てて振動伝達により振動音を聞かせる電子機器であって、前記圧電素子の長辺方向において該圧電素子の直上がその周囲と比較して最も高く隆起するように、前記圧電素子によって前記パネルが曲げられ、当該パネルに接触している人体の接触部位が振動して前記振動音を伝えるとともに、マイクを備え、該マイクで集音される周囲音に基づいて前記振動体を振動させる、ものである。

前記振動体は、３Ｎ〜１０Ｎの押圧力で押圧可能としてもよい。

前記マイクで集音される周囲音が所定値以下の場合、前記マイクで集音される周囲音に基づいてサイドトーン処理として前記振動体を振動させてもよい。

前記マイクで集音される周囲音が所定値を超える場合、前記マイクで集音される周囲音に基づく前記振動体の振動を停止あるいは低減させてもよい。

前記振動体への接触物の接触面積検出機能あるいは圧力検出機能を有し、該接触面積検出機能により検出される接触面積あるいは、前記圧力検出機能により検出される圧力検出値が所定値を超える場合、前記マイクで集音される周囲音に基づいてサイドトーン処理として前記振動体を振動させてもよい。

前記接触面積検出機能により検出される接触面積あるいは圧力検出機能により検出される圧力検出値が所定値以下の場合、前記マイクで集音される周囲音に基づく前記振動体の振動を停止させるあるいは低減させてもよい。

前記マイクで集音される周囲音に基づいて、サイドトーン処理として前記振動体を前記周囲音とは逆位相で振動させてもよい。

前記振動体を、前記周囲音の周波数帯域毎に、前記周囲音とは逆位相となるように位相調整して振動させてもよい。

さらに、本発明による電子機器は、筺体と、パネル及び該パネルに保持された圧電素子を備える振動体と、通話機能と、マイクと、を備え、前記筐体に保持された前記振動体の前記パネルを耳に押し当てて振動伝達により振動音を聞かせる電子機器であって、前記圧電素子の長辺方向において該圧電素子の直上がその周囲と比較して最も高く隆起するように、前記圧電素子によって前記パネルが曲げられ、当該パネルに接触している人体の接触部位が振動して前記振動音を伝えるとともに、前記通話機能による通話中に、前記マイクで集音される周囲音に基づいてサイドトーン処理として前記振動体を振動させてもよい。

周囲音が集音される前記マイクは、送話用のメインマイクとは異なる位置に配置されたサブマイクであってもよい。

前記メインマイクは、前記筐体の前記振動体が面する側に指向性を有するように配置され、前記サブマイクは、前記メインマイクとは反対側に指向性を有するように配置されてもよい。

前記振動体の前記圧電素子は、前記圧電素子の長手方向における前記パネルの中央に配置されてもよい。

前記圧電素子は、前記筺体の一方向における一端側に配置されてもよい。

前記パネルは、平面視における形状が矩形状を成し、対向する一方の２辺の長さが、対耳珠から対耳輪下脚までの長さ以上であってもよい。

前記パネルは、対向する他方の２辺の長さが、耳珠から対耳輪までの長さ以上であってもよい。

前記パネルは、前記筐体に接合部材により接合されてもよい。

前記パネルを前記筐体に接合する前記接合部材は、非加熱型硬化性の接着材であってもよい。

前記パネルを前記筐体に接合する前記接合部材は、両面テープであってもよい。

前記パネルは、表示部、入力部、前記表示部のカバーのうちいずれかの一部または全部を構成してもよい。

前記パネルにおける前記圧電素子の固定部分は、当該パネルの平面視における前記表示部との重複領域の外部に位置してもよい。

前記表示部は、前記筺体の内側から前記パネルに固定されてもよい。

本発明に係る電子機器によれば、閉塞感を軽減することが可能となる。

第１の実施形態に係る電子機器の要部の機能ブロックを示す図である。パネルの好適な形状を示す図である。第１の実施形態に係る電子機器の実装構造の要部を概略的に示す図である。第１の実施形態に係る電子機器のパネルの振動の一例を示す図である。第１の実施形態に係る電子機器による通話時の動作を示すフローチャートである。第２の実施形態に係る電子機器による通話中のサイドトーン処理を示すフローチャートである。第３の実施形態に係る電子機器による通話時の動作を示すフローチャートである。図７の割り込み処理を示すフローチャートである。第４の実施形態に係る電子機器の実装構造の要部を概略的に示す図である。第４の実施形態に係る電子機器のパネルの振動の一例を示す図である。サブマイクを有するスマートフォンタイプの電子機器の変形例を示す概略断面図である。サブマイクを有する折りたたみ構造の電子機器の変形例を示す概略断面図である。

以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電子機器１の要部の機能ブロックを示す図である。電子機器１は、例えば通話機能を有する携帯電話であって、無線通信部５と、マイク７と、パネル１０と、表示部２０と、圧電素子３０と、入力部４０と、制御部５０と、を備える。無線通信部５は、公知の構成からなり、基地局等を介して通信ネットワークに無線接続される。マイク７は、コンデンサマイク等の公知のマイクからなり、無線通信部５を介しての通話時に利用者が発する送話音等を集音する。

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。

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の背面側に設けられる。例えば、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。あるいは、表示部２０は、パネル１０と離間して、電子機器１の筐体に支持される。

圧電素子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湾曲する素子である。これらの素子は、例えばセラミック製や水晶からなるものが用いられる。圧電素子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）が印加されると湾曲する。

圧電素子３０は、パネル１０の背面（電子機器１の内部側の面）に配置される。圧電素子３０は、接合部材（例えば両面テープ）によりパネル１０に取り付けられる。圧電素子３０は、中間部材（例えば板金）を介してパネル１０に取り付けられてもよい。圧電素子３０は、パネル１０の背面に配置された状態で、筐体の内部側の表面と所定の距離だけ離間している。圧電素子３０は、伸縮または湾曲した状態でも、筐体の内部側の表面と所定の距離だけ離間しているとよい。すなわち、圧電素子３０と筐体の内部側の面との間の距離は、圧電素子３０の最大変形量よりも大きいとよい。

入力部４０は、利用者からの操作入力を受け付けるものであり、例えば、操作ボタン（操作キー）から構成される。なお、パネル１０がタッチパネルである場合には、パネル１０も利用者からの接触を検出することにより、利用者からの操作入力を受け付けることができる。

制御部５０は、電子機器１を制御するプロセッサである。制御部５０は、通話時において、マイク７により集音されて電気音響変換された音声信号を処理して無線通信部５から送信する。また、制御部５０は、圧電素子３０に所定の電気信号（通話相手の音声、サイドトーン、着信メロディ、音楽を含む楽曲等の音響信号に応じた電圧）を印加する。なお、音声信号は、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。

圧電素子３０に電気信号が印加されると、圧電素子３０は長手方向に伸縮又は湾曲する。このとき、圧電素子３０が取り付けられたパネル１０は、圧電素子３０の伸縮又は湾曲にあわせて変形し、パネル１０が湾曲振動する。ここで、制御部５０が圧電素子３０に印加する電気信号の最大電圧は、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。これにより、利用者が例えば３Ｎ以上の力（５Ｎ〜１０Ｎの力）で自身の体にパネル１０を押し付けた場合であっても、パネル１０に十分な湾曲振動を発生させ、利用者の体の一部（例えば外耳の軟骨）を介する振動音を発生させることができる。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圧電素子３０の性能に応じて適宜調整可能である。

パネル１０は、圧電素子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湾曲振動する。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。利用者が例えば５Ｎ〜１０Ｎの力で自身の体にパネル１０を押し付けた場合であっても、パネル１０の上述したような振動が減衰しないためには、制御部５０が圧電素子３０に対して印加する最大電圧は、±１５Ｖであってよい。そのため、利用者は、上述した圧電素子３０の取付領域から離れた領域、例えばパネル１０の中央部に耳を接触させて音を聞くことができる。

ここで、パネル１０は、利用者の耳とほぼ同じ大きさであってよい。また、パネル１０は、図２に示すように、利用者の耳よりも大きいものであってもよい。この場合、利用者が音を聞く際、電子機器１のパネル１０により耳全体が覆われやすいことから、周囲音（ノイズ）を外耳道に入りにくくできる。パネル１０は、対耳輪下脚（下対輪脚）から対耳珠までの間の距離に相当する長さと、耳珠から対耳輪までの間の距離に相当する幅とを有する領域よりも広い領域が振動すればよい。パネル１０は、好ましくは、耳輪における対耳輪上脚（上対輪脚）近傍の部位から耳垂までの間の距離に相当する長さと、耳珠から耳輪における対耳輪近傍の部位までの間の距離に相当する幅を有する領域が振動すればよい。上記の長さおよび幅を有する領域は、長方形状の領域であってもよいし、上記の長さを長径、上記の幅を短径とする楕円形状であってもよい。日本人の耳の平均的な大きさは、社団法人人間生活工学研究センター（ＨＱＬ）作成の日本人の人体寸法データベース（１９９２−１９９４）等を参照すれば知ることができる。尚、パネル１０が日本人の耳の平均的な大きさ以上の大きさであれば、パネル１０は概ね外国人の耳全体を覆うことができる大きさであると考えられる。上記のような寸法や形状を有することで、パネル１０は、ユーザの耳を覆うことができ、耳に当てたときの位置ずれに対して寛容になる。

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）を介す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。

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。

図３は、第１の実施形態に係る電子機器１の実装構造の要部を概略的に示す図である。図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるｂ−ｂ線に沿った断面図である。図３に示す電子機器１は、パネル１０として長方形状のガラス板が筐体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、例えば静電容量方式のタッチパネルを構成するもので、接合部材７０を介して筐体６０に支持されて、３Ｎ〜１０Ｎの押圧力で押圧可能に構成されている。パネル１０には、長手方向の一端側（上部）を除く背面に、接合部材７０を介して表示部２０が接合されている。表示部２０は、回路基板１３０に接続されている。また、パネル１０の一方向における一端側である上部背面には、パネル１０とともに振動体を構成する圧電素子３０が接合部材７０を介して接合されている。圧電素子３０は、長方形状を成し、その長辺がパネル１０の短辺に沿うように接合される。なお、接合部材７０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。

入力部４０は、パネル１０の長手方向の他端部（下部）側において筐体６０に支持されている。また、入力部４０には、破線で示すように、マイクの送話口４１が形成されている。つまり、長方形状の筐体６０の上部側に圧電素子３０が配置され、下部側に送話口４１が形成されている。マイク７は、送話口４１と対向するように、回路基板１３０に搭載されている。したがって、マイク７は、パネル１０が面する側に指向性を有している。

図４は、第１の実施形態に係る電子機器１のパネル１０の振動の一例を示す図である。第１の実施形態に係る電子機器１では、表示部２０がパネル１０に取り付けられている。このため、パネル１０の下部は、圧電素子３０が取り付けられたパネル１０の上部に比して振動しにくくなる。そのため、パネル１０の下部において、パネル１０の下部が振動することによる音漏れが低減できる。

図５は、第１の実施の形態に係る電子機器１による通話時の動作を示すフローチャートである。本実施形態において、制御部５０は、無線通信部５による音声着信を検出すると、マイク７で集音される騒音レベル（周囲音レベル）を検出する（ステップＳ５０１）。騒音レベルは、例えば、マイク７の出力信号を一定時間サンプリングし、そのサンプリング出力を、伝送する音声周波数帯域内で周波数解析して検出することができる。そして、制御部５０は、検出した騒音レベルが閾値以上か否かを判定する（ステップＳ５０２）。

その結果、騒音レベルが閾値未満（Ｎｏ）の場合、制御部５０は、圧電素子３０を駆動して発生させるサイドトーンを通常レベルに設定する（ステップＳ５０３）。つまり、制御部５０は、マイク７の出力信号に基づく圧電素子３０の駆動信号（サイドトーン信号）の増幅率を通常（所定）の増幅率として、圧電素子３０を振動させる。

これに対し、騒音レベルが閾値以上（Ｙｅｓ）の場合、制御部５０は、サイドトーンをＯＦＦにして、マイク７の出力信号によって圧電素子３０を駆動しないようにする（ステップＳ５０４）。その後、制御部５０は、無線通信部５を介しての通話を開始させる。

このように、本実施形態に係る電子機器１によれば、通話開始前にマイク７で集音される騒音レベルを検出し、騒音レベルが閾値未満の場合は、サイドトーンを通常レベルに設定し、騒音レベルが閾値以上の場合は、サイドトーンをＯＦＦにしている。したがって、騒音レベルが閾値未満であれば、利用者は、パネル１０により耳を塞いで通話しても、自身の送話音を含む周囲音をサイドトーンとして聴くことができるので、閉塞感を軽減できるとともに、送話性を向上することができる。また、騒音レベルが閾値以上の場合は、サイドトーンがＯＦＦとなるので、騒音下での受話音の明瞭度を上げることができる。

また、パネル１０は、該パネル１０の背面に取り付けられた圧電素子３０の変形に起因してパネル１０が変形して、圧電素子３０が接着された長手方向の一端側から中央部近傍まで十分に振動する。したがって、利用者は、パネル１０の中央部から上部の領域の少なくとも一部に、利用者の体の一部（例えば外耳の軟骨）を接触させることにより、パネル１０の振動による気導音及び振動音を聞くことができる。これにより、振動体を筐体６０の外面に突出させることなく気導音と振動音とを利用者に伝えることができるため、筐体に比べて非常に小さな振動体を人体に接触させる特許文献１に記載の電子機器よりも使い勝手が向上する。また、圧電素子自体に利用者の耳を当てる必要がないので圧電素子３０そのものが破損しにくい。また、パネル１０ではなく筐体６０を変形させる場合には、振動を発生させる際に、利用者が端末を落としてしまいやすいのに対して、パネル１０を振動させた場合には、このようなことが起きにくい。

また、本実施形態において、表示部２０及び圧電素子３０は、パネル１０に接合部材７０により接合されている。これにより、圧電素子３０の変形の自由度を阻害しにくい状態で圧電素子３０をパネル１０に取り付けることができる。また、接合部材７０は、非加熱型硬化性の接着剤とすることができる。これにより、硬化時に、圧電素子３０とパネル１０との間に熱応力収縮が発生しにくいという利点がある。また、接合部材７０は、両面テープとすることができる。これにより、圧電素子３０とパネル１０との間に接着剤使用時のような収縮応力がかかりにくいという利点がある。また、パネル１０も、接合部材７０により筐体６０に接合されているので、同様の効果が得られる他、筐体６０のカバー部材６２にパネル１０からの振動がダイレクトに伝わりにくくなり、筐体自体が大きく振動する場合と比較して、ユーザが電子機器１を落としてしまう恐れを低減できる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る電子機器は、第１の実施形態に係る電子機器１の構成において、サイドトーンの位相を、周囲の騒音を弱める逆位相とする。そのため、制御部５０は、無線通信部５による通話中にサイドトーン処理を実行する。

図６は、第２の実施形態に係る電子機器による通話中のサイドトーン処理を示すフローチャートである。サイドトーン処理では、先ず、マイク７の出力信号を周波数帯域毎に分割する（ステップＳ６０１）。ここで、分割する周波数帯域は、適宜設定可能であり、例えば、伝送する音声周波数帯域を、０Ｈｚ〜５００Ｈｚ、５００Ｈｚ〜１０００Ｈｚ、１０００Ｈｚ〜１５００Ｈｚ、・・・のように分割することができる。次に、制御部５０は、分割した周波数帯域毎の出力信号を、騒音を弱める逆位相となるように位相調整する（ステップＳ６０２）。なお、位相調整は、各周波数帯域における出力信号を完全に逆位相となるように調整してもよいし、平均的に騒音が弱まるように部分的に逆位相となるように調整してもよい。

その後、制御部５０は、位相調整した各周波数帯域の出力信号を合成してサイドトーン信号を生成する（ステップＳ６０３）。そして、制御部５０は、生成したサイドトーン信号に基づいて圧電素子３０を駆動して、周囲の騒音を弱める逆位相のサイドトーンを発生させる（ステップＳ６０４）。

このように、本実施形態に係る電子機器１は、マイク７で集音される周囲の騒音を周波数帯域毎に分割し、分割した周波数帯域毎の騒音を弱めるようにサイドトーンの位相を逆位相に調整する。したがって、周囲の騒音をリアルタイムで低減できるので、利用者がパネル１０により耳を塞いで通話する場合の閉塞感を効果的に軽減できるとともに、利用者は自身の送話音をサイドトーンとして聞くことができるので、送話性を向上できる。なお、本実施形態の場合、利用者の送話音は逆位相のサイドトーンとして出力されるが、送話音は周囲の騒音と関係がないので、位相が変わっても影響はない。その他の構成及び作用効果は、第１の実施形態と同様である。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る電子機器は、第１の実施形態に係る電子機器１の構成において、パネル１０への利用者の耳（接触物）の接触面積に応じてサイドトーンのレベルを調整する。そのため、制御部５０は、パネル１０への接触物の接触面積検出機能を有し、無線通信部５による通話中に、接触面積検出機能により検出されるパネル１０への接触物の接触面積に基づいて、サイドトーンの割り込み処理を実行する。

図７は、第３の実施形態に係る電子機器による通話時の動作を示すフローチャートである。本実施形態において、制御部５０は、無線通信部５による音声着信を検出すると、割り込みタイマを起動（開始）させて（ステップＳ７０１）、無線通信部５を介しての通話を開始させる（ステップＳ７０２）。

その後、制御部５０は、ステップＳ７０１で開始された割り込みタイマによる設定時間が経過する毎に、割り込み処理を実行する（ステップＳ７０３）。その後、制御部５０は、通話を終了させると（ステップＳ７０４）、割り込みタイマを終了させる（ステップＳ７０５）。

図８は、図７のステップＳ７０３で実行する割り込み処理を示すフローチャートである。割り込み処理において、制御部５０は、先ず、パネル１０の接触箇所を検出して接触面積を算出する（ステップＳ８０１）。次に、制御部５０は、算出した接触面積Ｓと、第１の閾値Ｓ１及び第２の閾値Ｓ２（Ｓ１＜Ｓ２）とを比較する（ステップＳ８０２）。

その結果、Ｓ１＜Ｓ＜Ｓ２の場合、制御部５０は、圧電素子３０を駆動して発生させるサイドトーンのレベルを通常（所定）のレベルに設定する（ステップＳ８０３）。つまり、制御部５０は、マイク７の出力信号に基づく圧電素子３０の駆動信号（サイドトーン信号）の増幅率を通常（所定）の増幅率とする。

一方、Ｓ≦Ｓ１の場合、制御部５０は、サイドトーンをＯＦＦにする（ステップＳ８０４）。つまり、制御部５０は、マイク７の出力信号に基づいて圧電素子３０を駆動しないように制御する。これに対し、Ｓ２≦Ｓの場合、制御部５０は、サイドトーンのレベルを通常レベルよりも高く設定する（ステップＳ８０５）。つまり、制御部５０は、マイク７の出力信号に基づく圧電素子３０の駆動信号（サイドトーン信号）の増幅率を通常（所定）よりも高くする。

このように、本実施形態に係る電子機器１は、通話中に、パネル１０への利用者の耳の接触面積を検出し、接触面積に応じてサイドトーンのレベルを調整する。つまり、パネル１０の利用者の耳への接触面積が通常範囲の場合は、利用者の耳に周囲音が気導音として入り易く、利用者が閉塞感を感じる確率が低くなると想定されるので、サイドトーンのレベルを通常レベルとする。また、接触面積が通常範囲以下の場合は、利用者の耳に周囲音が気導音としてより入り易く、利用者が閉塞感を感じる確率がより低くなると想定されるので、サイドトーンをＯＦＦにする。逆に、接触面積が通常範囲以上の場合は、パネル１０により耳が塞がれて、利用者の耳に周囲音が気導音として入り難く、利用者が閉塞感を感じる確率が高くなると想定されるので、サイドトーンのレベルを通常レベルよりも高くする。これにより、パネル１０への利用者の耳への接触状態に応じてサイドトーンが出力されるので、閉塞感を軽減できるとともに、騒音下での送話性を向上することができる。その他の構成及び作用効果は、第１の実施形態と同様である。

（第４の実施形態）
図９は、第４の実施形態に係る電子機器１の実装構造の要部を概略的に示す図である。図９（ａ）は正面図、図９（ｂ）は図９（ａ）におけるｂ−ｂ線に沿った断面図、図９（ｃ）は図９（ａ）におけるｃ−ｃ線に沿った断面図である。図９に示す電子機器１はパネル１０として表示部２０を保護するカバーパネル（アクリル板）が上側の筐体６０ａの前面に配され、入力部４０が下側の筐体６０ｂに配された折りたたみ式の携帯電話である。

第４の実施形態では、パネル１０と圧電素子３０との間には、補強部材８０が配置される。補強部材８０は、例えば樹脂製の板、板金またはガラス繊維を含む樹脂製の板である。すなわち、第４の実施形態に係る電子機器１は、圧電素子３０と補強部材８０とが接合部材７０により接着され、さらに補強部材８０とパネル１０とが接合部材７０により接着される構造である。

また、第４の実施形態では、表示部２０は、パネル１０に接着されるのではなく、筐体
６０ａによって支持されている。すなわち、第４の実施形態に係る電子機器１は、表示部
２０がパネル１０と離間しており、表示部２０と筐体６０ａの一部である支持部９０とが
接合部材７０により接着される構造である。なお、支持部９０は、筐体６０の一部として
の構成に限定されず、金属や樹脂等により筐体６０から独立した部材として構成すること
が可能である。

下側の筐体６０ｂには、送話口４２が形成されている。また、筐体６０ｂには、送話口４２と対向するように、筐体６０ｂに内蔵された回路基板４３にマイク７が搭載されている。したがって、マイク７は、入力部４０が面する側に指向性を有している。

図１０は、第４の実施形態に係る電子機器１のパネル１０の振動の一例を示す図である。第４の実施形態に係る電子機器１では、パネル１０がガラス板と比較し剛性の低いアクリル板であり、また、パネル１０の背面に表示部２０が接着されていないため、図４に示す第１の実施形態に係る電子機器１に比べ、圧電素子３０により生じる振幅が大きくなる。また、パネル１０は、圧電素子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。このため、利用者は、空気を介する気導音に加え、パネル１０の任意の位置に耳を接触させて振動音を聞くことができる。

本実施形態に係る電子機器１においては、マイク７で集音される周囲音に基づいて、第１〜３の実施形態で説明したいずれかのサイドトーン処理を実行する。

本実施形態に係る電子機器１によれば、パネル１０に補強部材８０を介して取り付けられた圧電素子３０の変形に起因して補強部材８０およびパネル１０が変形し、当該変形するパネル１０に接触する対象物に対して気導音と振動音とを伝える。これにより、振動体自体を耳に当てることなく気導音と振動音とを利用者に伝えることができる。また、圧電素子３０は、パネル１０の筐体６０ａの内部側の面に取り付けられる。このため、振動体を筐体６０ａの外面に突出させることなく気導音と振動音とを利用者に伝えることができる。また、パネル１０は、圧電素子３０が取り付けられた取付領域だけでなく、パネル１０のいずれの箇所においても気導音と振動音とを伝えるための変形が発生する。このため、利用者は、空気を介する気導音に加え、パネル１０の任意の位置に耳を接触させて振動音を聞くことができる。

また、圧電素子３０とパネル１０との間に補強部材８０を配置することで、例えばパネル１０に外力が加わった場合に、その外力が圧電素子３０に伝達され圧電素子３０が破損する可能性を低減することができる。また、人体にパネル１０を強く接触させても、パネル１０の振動が減衰しにくくできる。また、圧電素子３０とパネル１０との間に補強部材８０を配置することで、パネル１０の共振周波数が下がり、低周波帯域の音響特性が向上する。なお、補強部材８０に換えて、板状の錘を接合部材７０により圧電素子３０に取り付けてもよい。

また、本実施形態に係る電子機器１においては、マイク７で集音される周囲音に基づいて、第１〜３の実施形態で説明したいずれかのサイドトーン処理を実行するので、第１〜３の実施形態で説明したと同様に、パネル１０により利用者の耳を閉塞した場合の閉塞感を軽減することができる。

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。

また、第１の実施形態においては、図５のステップＳ５０２において騒音レベルが閾値以上（Ｙｅｓ）の場合、ステップＳ５０４においてサイドトーンをＯＦＦにしたが、ＯＦＦにすることなく、サイドトーンのレベルを通常レベルよりも低レベルに設定してもよい。つまり、マイク７の出力信号に基づく圧電素子３０の駆動信号の増幅率を通常の増幅率よりも低い所定の増幅率に設定してもよい。また、このようなサイドトーンのＯＮ／ＯＦＦを含むレベルの設定処理は、第３の実施形態の場合と同様に、通話中に割り込み処理によって実行してもよい。

同様に、第３の実施形態においては、図８のステップＳ８０２において接触面積Ｓが、Ｓ≦Ｓ１の場合、ステップＳ８０４においてサイドトーンをＯＦＦにしたが、ＯＦＦにすることなく、サイドトーンのレベルを通常レベルよりも低レベルに設定してもよい。

また、上記実施形態では、１つのマイク７を送話音及び周囲音の集音に共用したが、マイク７を送話用のメインマイクとし、マイク７とは異なる位置に周囲音を集音するサブマイクを配置してもよい。この場合、サブマイクは、マイク７とは反対側に指向性を有するように配置されるとよい。例えば、図３に示したスマートフォンタイプの電子機器１においては、図１１に概略断面図で例示するように、圧電素子３０が配置された側で、筐体６０のパネル１０とは反対側に集音口４４を形成し、この集音口４４と対向するようにサブマイク８を回路基板１３０に搭載することができる。同様に、図９に示した折りたたみ構造の電子機器１においては、図１２に概略断面図で例示するように、上側の筐体６０ａと下側の筐体６０ｂとの連結部近傍で、筐体６０ａのパネル１０とは反対側に集音口４４を形成し、この集音口４４と対向するようにサブマイク８を回路基板（不図示）に搭載して内蔵することができる。なお、サブマイク８は、図１１及び図１２の例示した位置に限らず、メインマイク７とは異なる任意の位置に配置することができる。

さらに、上記実施形態では、通話時にサイドトーンを出力するようにした、通話時以外にも、利用者による選択等によってサイドトーンを出力するようにしてもよい。

また、パネル１０と表示部２０とが重畳しない構成である場合、圧電素子３０は、パネル１０の中央に配設されてもよい。圧電素子３０がパネル１０の中央に配設された場合、圧電素子３０の振動がパネル１０全体に均等に伝わり、気導音の品質を向上させたり、利用者が耳をパネル１０の様々な位置に接触させても振動音を認識させたりすることができる。なお、圧電素子３０は複数個搭載してもよい。

また、上記の電子機器１においては、圧電素子３０はパネル１０に貼り付けられているが、パネル１０と異なる場所に取り付けられてもよい。例えば、図３のスマートフォンタイプの電子機器１の場合、圧電素子３０は、筐体６０に取り付けられてバッテリを覆うバッテリリッドに貼り付けられてもよい。バッテリリッドは、携帯電話機等の電子機器１においてパネル１０と異なる面に取り付けられることが多いため、そのような構成によれば、利用者はパネル１０と異なる面に体の一部（例えば耳）を接触させて音を聞くことができる。

また、パネル１０は、表示パネル、操作パネル、カバーパネル、充電池を取り外し可能とするためのリッドパネルのいずれかの一部または全部を構成することができる。特に、パネル１０が表示パネルのとき、圧電素子３０は、表示機能のための表示領域の外側に配置される。これにより、表示を阻害しにくいという利点がある。操作パネルは、図３のスマートフォンタイプの電子機器１の場合はタッチパネルを含む。また、操作パネルは、例えば図９の折り畳み型携帯電話においては、操作キーのキートップが一体に形成され操作部側（下側）の筐体の一面を構成する部材であるシートキーを含む。

なお、上記実施形態では、パネル１０と圧電素子３０とを接着する接合部材およびパネル１０と筐体６０（６０ａ）とを接着する接合部材等を同一の符号を有する接合部材７０として説明した。しかしながら、接合部材は、接合する対象である部材に応じて適宜異なるものが用いられてよい。

また、上述の実施形態では、振動体への接触物の接触面積検出機能を有し、該接触面積検出機能により検出される接触面積が所定値を超える場合、前記マイクで集音される周囲音に基づいて前記振動体を振動させたり、あるいは、接触面積検出機能により検出される接触面積が所定値以下の場合、前記マイクで集音される周囲音に基づく前記振動体の振動を停止させることをのべたが、これに限られない。
例えば、接触面積検出機能により検出される接触面積に換えて、圧力検出機構を設け、この圧力検出値が所定値を超える場合に、マイクで集音される周囲音に基づいて振動体を振動させたり、あるいは圧力検出値が所定値以下の場合、マイクで集音される周囲音に基づく振動体の振動を停止させるようにしてもよい。広い面積が振動体に接触しているときは、通常強い圧力で振動体に接触していることが多いからである。また、周囲音の途絶えによる閉塞感も耳への押し付け圧力が強いときに生じやすいからである。
尚、パネルへの圧力検出は、例えば抵抗膜式のタッチパネルであれば、その電流値や抵抗値を検出すればよいし、また、静電容量式タッチパネルにおいても、その静電容量の変化値を検出すれば容易に圧力検出ができる。

１電子機器
５無線通信部
７マイク
８サブマイク
１０パネル
２０表示部
３０圧電素子
４０入力部
４１送話口
４３回路基板
４４集音口
５０制御部
６０、６０ａ、６０ｂ筐体
７０接合部材
８０補強部材
９０支持部
１３０回路基板

Claims

筺体と
パネル及び該パネルに保持された圧電素子を備える振動体と、を備え、
前記筐体に保持された前記振動体の前記パネルを耳に押し当てて振動伝達により振動音を聞かせる電子機器であって、
前記圧電素子の長辺方向において該圧電素子の直上がその周囲と比較して最も高く隆起するように、前記圧電素子によって前記パネルが曲げられ、当該パネルに接触している人体の接触部位が振動して前記振動音を伝えるとともに、
マイクを備え、該マイクで集音される周囲音に基づいて前記振動体を振動させる、電子機器。
前記振動体は、３Ｎ〜１０Ｎの押圧力で押圧可能である、請求項１に記載の電子機器。
前記マイクで集音される周囲音が所定値以下の場合、前記マイクで集音される周囲音に基づいてサイドトーン処理として前記振動体を振動させる、請求項１又は２に記載の電子機器。
前記マイクで集音される周囲音が所定値を超える場合、前記マイクで集音される周囲音に基づく前記振動体の振動を停止あるいは低減させる、請求項３に記載の電子機器。
前記振動体への接触物の接触面積検出機能あるいは圧力検出機能を有し、該接触面積検出機能により検出される接触面積あるいは、前記圧力検出機能により検出される圧力検出値が所定値を超える場合、前記マイクで集音される周囲音に基づいてサイドトーン処理として前記振動体を振動させる、請求項１又は２に記載の電子機器。
前記接触面積検出機能により検出される接触面積あるいは圧力検出機能により検出される圧力検出値が所定値以下の場合、前記マイクで集音される周囲音に基づく前記振動体の振動を停止させるあるいは低減させる、請求項５に記載の電子機器。
前記マイクで集音される周囲音に基づいて、サイドトーン処理として前記振動体を前記周囲音とは逆位相で振動させる、請求項１又は２に記載の電子機器。
前記振動体を、前記周囲音の周波数帯域毎に、前記周囲音とは逆位相となるように位相調整して振動させる、請求項７に記載の電子機器。
筺体と、
パネル及び該パネルに保持された圧電素子を備える振動体と、
通話機能と、
マイクと、を備え、
前記筐体に保持された前記振動体の前記パネルを耳に押し当てて振動伝達により振動音を聞かせる電子機器であって、
前記圧電素子の長辺方向において該圧電素子の直上がその周囲と比較して最も高く隆起するように、前記圧電素子によって前記パネルが曲げられ、当該パネルに接触している人体の接触部位が振動して前記振動音を伝えるとともに、
前記通話機能による通話中に、前記マイクで集音される周囲音に基づいてサイドトーン処理として前記振動体を振動させる、電子機器。
周囲音が集音される前記マイクは、送話用のメインマイクとは異なる位置に配置されたサブマイクである、請求項９に記載の電子機器。
前記メインマイクは、前記筐体の前記振動体が面する側に指向性を有するように配置され、前記サブマイクは、前記メインマイクとは反対側に指向性を有するように配置されている、請求項１０に記載の電子機器。
前記振動体の前記圧電素子は、前記圧電素子の長手方向における前記パネルの中央に配置されている、請求項１から１１のいずれか一項に記載の電子機器。
前記圧電素子は、前記筺体の一方向における一端側に配置されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の電子機器。
前記パネルは、平面視における形状が矩形状を成し、対向する一方の２辺の長さが、対耳珠から対耳輪下脚までの長さ以上である、請求項１から１３のいずれか一項に記載の電子機器。
前記パネルは、対向する他方の２辺の長さが、耳珠から対耳輪までの長さ以上である、請求項１４に記載の電子機器。
前記パネルは、前記筐体に接合部材により接合される、請求項１から１５のいずれか一項に記載の電子機器。
前記接合部材は、非加熱型硬化性の接着材である、請求項１６に記載の電子機器。
前記接合部材は、両面テープである、請求項１６に記載の電子機器。
前記パネルは、表示部、入力部、前記表示部のカバーのうちいずれかの一部または全部を構成する、請求項１から１８のいずれか一項に記載の電子機器。
前記パネルにおける前記圧電素子の固定部分は、当該パネルの平面視における前記表示部との重複領域の外部に位置する、請求項１９に記載の電子機器。
前記表示部は、前記筺体の内側から前記パネルに固定されている、請求項１９又は２０に記載の電子機器。