JP6075592B2 - 電子機器 - Google Patents
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Description
この発明は、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、振動音とは、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、気導音と振動音とが利用者に伝えられることが記載されている。
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る。そのため、筐体に振動板としてのパネルを取り付けた電子機器については何ら検討されていない。
本発明の目的は、パネルを振動させて気導音と振動音とを発生させるタイプの電子機器であって良好に動作する電子機器を提供することにある。
本発明は、筺体と、長尺状の複数の圧電素子と、複数の圧電素子により振動し、気導音と、人体の一部を介して伝わる振動音とを発生させるパネルと、を備え、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、圧電素子によってパネルが曲げられ、当該パネルにおける人体の接触する領域が振動して音を伝える電子機器において、複数の圧電素子は、前記パネルの厚さ方向で重なって配置され、複数の圧電素子は、パネルの一方側の面に配置される第１圧電素子と、第１圧電素子に重なって配置される第２圧電素子と、を含み、第１圧電素子と前記第２圧電素子とを接着する接着部材をさらに有するものである。
本発明によれば、パネルを振動させて気導音と振動音とを発生させるタイプの電子機器であって良好に動作する電子機器を提供できる。
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。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、第１圧電素子３０と、第２圧電素子３１と、入力部４０と、制御部５０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。
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。
圧電素子（後に述べる第１圧電素子３０及び第２圧電素子３１）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。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。
圧電素子は、例えばパネル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。圧電素子は、パネル１０の背面に配置された状態で、筐体６０の内部側の表面と所定の距離だけ離間している。圧電素子は、伸縮または屈曲した状態でも、筐体６０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、圧電素子と筐体６０の内部側の面との間の距離は、圧電素子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、圧電素子（後に述べる第１圧電素子３０及び第２圧電素子３１）に所定の電気信号（音声信号に応じた電圧）を印加する。制御部５０が圧電素子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。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に十分な振動を発生させ、利用者の体の一部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の性能に応じて適宜調整可能である。制御部５０が圧電素子に電気信号を印加すると、圧電素子は長手方向に伸縮または屈曲する。このとき、圧電素子が取り付けられたパネル１０は、圧電素子の伸縮または屈曲にあわせて変形し、パネル１０が振動する。このため、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、体の一部を介する振動音を発生させる。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圧電素子に印加させ、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、圧電素子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パネル１０の略全体に一見ランダム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が圧電素子に対して印加する電圧は、±１５Ｖであってよい。そのため、利用者は、上述したパネル１０の取付領域から離れた領域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）を介して伝わ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。
（第１の実施形態）
図３は第１の実施形態に係る電子機器１の実装構造を示す図である。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、図３（ｃ）は図３（ａ）におけるｃ−ｃ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及び入力部４０は筐体６０に支持され、表示部２０および第１圧電素子３０は、それぞれ接合部材７０によりパネル１０に接着されている。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。パネル１０、表示部２０、第１圧電素子３０および第２圧電素子３１は、それぞれ略長方形状である。
図３は第１の実施形態に係る電子機器１の実装構造を示す図である。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、図３（ｃ）は図３（ａ）におけるｃ−ｃ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及び入力部４０は筐体６０に支持され、表示部２０および第１圧電素子３０は、それぞれ接合部材７０によりパネル１０に接着されている。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。パネル１０、表示部２０、第１圧電素子３０および第２圧電素子３１は、それぞれ略長方形状である。
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。第１圧電素子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、第１圧電素子３０の長手方向がパネル１０の短辺に沿うように配置される。表示部２０と第１圧電素子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。
第２圧電素子３１は、接合部材７０により第１圧電素子３０に接着される。第２圧電素子３１は、第１圧電素子３０に対して積層配置される。第２圧電素子３１は、パネル１０及び第１圧電素子３０に対して積層配置される。
ここで、例えば圧電素子がセラミックから成るバイモルフ型である場合、圧電素子は、厚さが薄いほど変形しやすい。すなわち、圧電素子は、厚さが薄いほど、外力又は自身の変形によって破損しにくい。一方で、圧電素子の厚さを相対的に薄くすると、パネル１０の振動の大きさが相対的に小さくなる。例えば、１６層のバイモルフによりパネル１０を振動させた場合と２４層のバイモルフによりパネル１０を振動させた場合とを比較すると、パネル１０の振動の大きさは１６層のバイモルフを用いた場合の方が小さい。すなわち、パネル１０から発生する音の音圧が小さくなる。
第１実施形態に係る電子機器１は、複数の圧電素子を備え、当該複数の圧電素子によりパネル１０を振動させる。例えば、第１圧電素子３０及び第２圧電素子３１がそれぞれ１２層のバイモルフであり、パネル１０が第１圧電素子３０と第２圧電素子３１により振動すると想定する。この場合、パネル１０が２４層のバイモルフ一つにより振動する場合と比較して、パネル１０の振動の大きさを大きく損なうことなく、第１圧電素子３０及び第２圧電素子３１が外力又は自身の変形に起因して破損することを低減できる。また、第１圧電素子３０及び第２圧電素子３１が積層配置されるため、圧電素子がパネル１０の平面方向に占める体積が低減され、パネル１０の平面方向に沿った筺体内部の空間を有効活用できる。
また、第１圧電素子３０と第２圧電素子３１とは、両面テープ等の弾性を有する接合部材７０により接合される。これにより、例えば図３に示す構成において、第１圧電素子３０及び第２圧電素子３１各々の変形の自由度を確保しつつ、第１圧電素子３０及び第２圧電素子３１の双方が変形する際に、当該接合部材の弾性変形により当該変形に起因して接合部材から第１圧電素子３０及び第２圧電素子３１の各々が剥離しにくくなる。
図４は、第１実施形態の変形例に係る電子機器１を示す図である。図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるｂ−ｂ線に沿った断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）におけるｃ−ｃ線に沿った断面図である。
第１圧電素子３０は、図３と同様に、パネル１０の筺体内部側の面に接合部材７０により接着される。第１圧電素子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、第１圧電素子３０の長手方向がパネル１０の短辺に沿うように配置される。表示部２０と第１圧電素子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。
第２圧電素子３１は、パネル１０の筺体外部側の面に接合部材７０により接着される。第２圧電素子３１は、パネル１０の厚さ方向で第１圧電素子３０と対応する位置に配置される。第１圧電素子３０と第２圧電素子３１とは、パネル１０を平面視した場合（図４（ａ）の視点で視た場合）に、パネル１０の厚さ方向で重なっている。
図４（ｂ）に示すように、第２圧電素子３１は、筺体６０から延設される庇部６１によって覆われる。そのため、庇部６１により第２圧電素子３１に外力が加わり破損することを低減することができる。また、庇部６１の入力部４０側の端部は、パネル１０において第１圧電素子３０及び第２圧電素子３１が配置される領域と表示部２０が配置される領域との間でパネル１０と当接する。そのため、庇部６１によって表示部２０の表示が阻害されにくい。
図５は、第１実施形態の他の変形例に係る電子機器１を示す図である。図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるｂ−ｂ線に沿った断面図である。
当該変形例に係る電子機器１では、第１圧電素子３０及び第２圧電素子３１が、パネル１０の平面方向に沿って配置される。第１圧電素子３０及び第２圧電素子３１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、当該端部の近傍に配置される。第１圧電素子３０及び第２圧電素子３１は、各々長手方向がパネル１０の短辺に沿うように配置される。第１圧電素子３０及び第２圧電素子３１は、パネル１０に対して平行に配置される。
当該変形例に係る電子機器１では、第１圧電素子３０及び第２圧電素子３１が、パネル１０の平面方向に沿って配置されるため、圧電素子が筺体６０の厚さ方向に占める体積が低減され、電子機器１を薄型化することができる。
なお、図５では、第１圧電素子３０と第２圧電素子３１とがパネル１０の長手方向端部近傍に平行に配置される例を示したが、第１圧電素子３０及び第２圧電素子３１がパネルに搭載される位置又は向きはこれに限定されない。第１圧電素子３０と第２圧電素子は、互いに交差するように各々がパネル１０の内部側の面に対して搭載されても良い。第１圧電素子３０がパネル１０の長手方向の一端部近傍に配置され、第２圧電素子３１がパネル１０の長手方向の他端部近傍に配置されても良い。第１圧電素子３０がパネル１０の短手方向の一端部近傍に配置され、第２圧電素子３１がパネル１０の短手方向の他端部近傍に配置されても良い。
図６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。
このように、本実施形態に係る電子機器１によれば、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、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、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。
以上、図３乃至図５により第１実施形態に係る電子機器１について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されず、当該技術分野の通常の知識を有する者が創作しうる全ての変形例及び代替可能な構成を含む。
例えば、第１実施形態に係る電子機器１は、第１圧電素子３０と第２圧電素子３１を備えるが、これに限定されない。電子機器１は、さらに多くの圧電素子を備えてもよい。具体的には、例えば、図３に示す構成において、第２圧電素子３１に対して第３圧電素子が接合部材により接着されてもよい。
また、複数の圧電素子は、各々層数が異なるバイモルフであっても良い。
また、第１圧電素子をパネルに接着する接合部材と、第２圧電素子をパネル又は第１圧電素子に接着する接合部材を、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。
（第２の実施形態）
図７は第２の実施形態に係る電子機器１の実装構造を示す図である。図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は図７（ａ）におけるｂ−ｂ線に沿った断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）におけるｃ−ｃ線に沿った断面図、図７（ｄ）は第２実施形態の変形例に係る電子機器１を図７（ｂ）と同様の視点で視た図である。図７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６０の前面に配された折りたたみ式の携帯電話である。第２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。
図７は第２の実施形態に係る電子機器１の実装構造を示す図である。図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は図７（ａ）におけるｂ−ｂ線に沿った断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）におけるｃ−ｃ線に沿った断面図、図７（ｄ）は第２実施形態の変形例に係る電子機器１を図７（ｂ）と同様の視点で視た図である。図７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６０の前面に配された折りたたみ式の携帯電話である。第２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、例えばゴムまたはシリコン等の弾性部材である。補強部材８０は、例えばある程度の弾性を有するアルミニウム等から成る金属板であってもよい。補強部材８０は、例えば樹脂製の板であってもよい。ここでいう樹脂製の板を形成する樹脂としては、例えばポリアミド系樹脂が挙げられる。ポリアミド系樹脂には、例えば、メタキシリレンジアミンとアジピン酸とから得られる結晶性の熱可塑性樹脂から成り、強度および弾性に富むレニー（登録商標）がある。このようなポリアミド系樹脂は、それ自体をベースポリマーとして、ガラス繊維、金属繊維または炭素繊維等により強化された強化樹脂であってもよい。ポリアミド系樹脂に対するガラス繊維、金属繊維または炭素繊維等の付加量に応じて、強度および弾性が適宜調整される。上記のような強化樹脂は、例えば、ガラス繊維、金属繊維または炭素繊維等を編みこんで形成された基材に樹脂を含浸させ、硬化させて形成される。強化樹脂は、液状の樹脂に細かく切断された繊維片を混入させたのちに硬化させて形成されるものであってもよい。強化樹脂は、繊維を編みこんだ基材と樹脂層とを積層したものであってもよい。
すなわち、第２の実施形態に係る電子機器１は、第２圧電素子３１と第１圧電素子３０とが接合部材７０により接着され、第１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２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６０によって支持されている。すなわち、第２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６０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。なお、図７（ｄ）に示すように、補強部材８０に対して第１圧電素子３０と第２圧電素子３１とが平行に配置されても良い。
図８は、第２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２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。
このように、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、圧電素子は、パネル１０の筐体６０内部側の面に取り付けられる。このため、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。また、パネル１０は、圧電素子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に伝達され圧電素子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、補強部材８０を備えず、圧電素子が接合部材７０によりパネル１０に接合される構造と比較して、圧電素子の変形が過剰になりにくくすることができる。これにより、パネル１０の変形量（変形の程度）を調節することができる。特に、圧電素子の変形を阻害しにくいパネル１０の場合に、この構造は有効である。また、圧電素子とパネル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により圧電素子に取り付けてもよい。
第２実施形態においても、図７に示す実施形態に限定されず、当該技術分野の通常の知識を有する者が創作しうる全ての変形例及び代替可能な構成を含む。
例えば、図７に示す電子機器１では、パネル１０、補強部材８０、第１圧電素子７０及び第２圧電素子３１がこの順に積層配置され、各々の間に配置される接合部材７０により互いに接着される。しかしながら、これに限られない。例えば、パネル１０、第１圧電素子３０、補強部材８０及び第２圧電素子３１がこの順に積層配置され、各々の間に配置される接合部材７０により互いに接着されてもよい。すなわち、第１圧電素子３０と第２圧電素子３１との間に補強部材８０が配置されても良い。この構成によれば、補強部材８０が第１圧電素子３０及び第２圧電素子３１の双方に接着されるため、第１圧電素子３０及び第２圧電素子３１の双方の変形が過剰となりにくくすることができる。補強部材８０は、第２圧電素子３１に対して第１圧電素子と反対側に配置されても良い。
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。
例えば、図９に示すとおり、パネル１０が筐体６０に接合部材７０により接合されている構成としても良い。このように、筐体６０にパネル１０からの振動がダイレクトに伝わりにくくすることで、筐体自体が大きく振動する場合と比較して、ユーザーが電子機器１を落としてしまう恐れを低減できる。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、筐体６０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、筐体６０とパネル１０との間に接着剤使用時のような収縮応力が発生しにくいという利点がある。
例えば、パネル１０と表示部２０とが重畳しない構成である場合、圧電素子は、パネル１０の中央に配設されてもよい。圧電素子がパネル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、上述の実施形態と同様に、圧電素子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、圧電素子は、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、第1実施形態のタッチパネルを含む。また、操作パネルは、例えば折畳型携帯電話において操作キーのキートップが一体に形成され操作部側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、第１の実施形態および第２の実施形態では、パネル１０と圧電素子とを接着する接合部材およびパネル１０と筐体６０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、第１実施形態および第２実施形態で用いられる接合部材は、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。
１ 電子機器
１０ パネル
２０ 表示部
３０ 第１圧電素子
３１ 第２圧電素子
４０ 入力部
５０ 制御部
６０ 筐体
７０ 接合部材
８０ 補強部材
９０ 支持部
１０ パネル
２０ 表示部
３０ 第１圧電素子
３１ 第２圧電素子
４０ 入力部
５０ 制御部
６０ 筐体
７０ 接合部材
８０ 補強部材
９０ 支持部
Claims (9)
- 筺体と、
長尺状の複数の圧電素子と、
前記複数の圧電素子により振動し、気導音と、人体の一部を介して伝わる振動音とを発生させるパネルと、を備え、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、当該パネルにおける人体の接触する領域が振動して音を伝える電子機器において、
前記複数の圧電素子は、前記パネルの厚さ方向で重なって配置され、
前記複数の圧電素子は
前記パネルの一方側の面に配置される第１圧電素子と、
前記第１圧電素子に重なって配置される第２圧電素子と、
を含み、
前記第１圧電素子と前記第２圧電素子とを接着する接着部材をさらに有する
電子機器。 - 前記パネルと前記第１圧電素子との間、前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間、又は前記第２圧電素子に対して前記第１圧電素子と反対側に配置される補強部材をさらに有する
請求項１に記載の電子機器。 - 筺体と、
長尺状の複数の圧電素子と、
前記複数の圧電素子により振動し、気導音と、人体の一部を介して伝わる振動音とを発生させるパネルと、を備え、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、当該パネルにおける人体の接触する領域が振動して音を伝える電子機器において、
前記複数の圧電素子は、前記パネルの厚さ方向で重なって配置され、
前記複数の圧電素子は、
前記パネルの一方側の面に配置される第１圧電素子と、
前記パネルの他方側の面において、前記厚さ方向で前記第１圧電素子と対応する位置に配置される第２圧電素子と、
を含む電子機器。 - 筺体と、
長尺状の複数の圧電素子と、
前記複数の圧電素子により振動し、気導音と、人体の一部を介して伝わる振動音とを発生させるパネルと、を備え、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、当該パネルにおける人体の接触する領域が振動して音を伝える電子機器において、
前記複数の圧電素子は、前記パネルの平面方向に沿って配置される電子機器。 - 前記パネルは、人間の耳の対耳輪下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る
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電子機器。 - 前記パネルは、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
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の電子機器。 - 前記パネルが表示パネルのとき、
前記圧電素子は、前記表示パネルの表示領域の外側に配置されている、
請求項６記載の電子機器。 - 前記パネルは、当該パネル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
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の電子機器。 - 前記パネルは、その振動領域において、当該パネルの主面と交差する方向に振動する箇所を複数有し、当該箇所の各々において、前記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動する
請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の電子機器。
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