JP6175220B2 - Electronics - Google Patents
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Description
この発明は、電子機器に関する。 The present invention relates to an electronic device.
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)。 In recent years, when a user touches a touch panel, an electronic device such as a mobile phone equipped with a touch panel presents a tactile sensation by vibrating a vibration unit such as a vibrator or a piezoelectric element included in the electronic device. It has a function (hereinafter referred to as a tactile sensation presenting function) that informs the user that it has been input to the mobile phone (for example, Patent Document 1).
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。 By the way, the inventor vibrates the panel by applying a predetermined electric signal (sound signal) to the piezoelectric element, and transmits the vibration of the panel to the human body to transmit the air conduction sound and the vibration sound to the user. We studied new electronic devices with functions.
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。 When the electronic device that vibrates such a panel and transmits sound is a communication device such as a mobile phone or a smartphone, the inventor brings the electronic device panel into contact with the user's ear when the user makes a call. It is assumed that the sound is heard.
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。 However, in the above-described usage mode, when the ambient noise is high or the voice of the other party is low, the user may press the ear strongly against the panel in an attempt to increase the audibility of the call voice. In such a case, the pressure of pressing the ear against the panel hinders the vibration of the panel, and there is a problem that the sound is not transmitted effectively.
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。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electronic device that can effectively transmit sound even when force is applied to a panel by an ear.
本発明による電子機器は、音声信号に基づいて振動されるとともにユーザの耳を押圧することで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パネルと、前記パネルを振動させるとともに、前記パネルに加わった押圧力を検出する振動部と、を備え、前記押圧力が所定の閾値以上であり前記パネルの振動が前記押圧力により阻害される場合、前記パネルに加わった力が所定の閾値未満の場合よりも前記振動部の振動を強くさせて、前記音声信号に基づく前記気導音及び前記振動音を発生させることを特徴とする。 An electronic apparatus according to the present invention includes a panel that generates vibration sound that is vibrated based on an audio signal and that is transmitted through a part of a human body by pressing a user's ear, and vibrates the panel. And a vibration unit that detects a pressing force applied to the panel, and the force applied to the panel when the pressing force is equal to or greater than a predetermined threshold value and the vibration of the panel is hindered by the pressing force. There by strong vibration of the vibrating section than in the case of less than the predetermined threshold value, and wherein the generating the air conduction speech and the vibration sound based on the audio signal.
前記振動部は圧電素子を備え、当該圧電素子が前記パネルを振動させてもよい。 The vibration unit may include a piezoelectric element, and the piezoelectric element may vibrate the panel .
前記圧電素子は、前記パネルに対する押圧により当該圧電素子に発生した電圧を検出することにより前記押圧力を検出してもよい。 The piezoelectric element may detect the pressing force by detecting a voltage generated in the piezoelectric element by pressing against the panel .
前記電子機器は、前記所定の閾値が、5Nであってもよい。前記振動部は、圧電素子であってもよい。前記圧電素子は、接合部材により前記パネルに接合されていてもよい。 In the electronic device, the predetermined threshold may be 5N. The vibration unit may be a piezoelectric element. The piezoelectric element may be bonded to the panel by a bonding member.
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。 The electronic device according to the present invention can effectively transmit sound even when force is applied to the panel by the ear and the vibration of the panel is inhibited.
(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。
(Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing functional blocks of an electronic device 1 according to an embodiment of the present invention. The electronic device 1 is, for example, a mobile phone (smart phone), and includes a
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
Here, the
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。
When the
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。
When the
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。
The
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。
The
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。
FIG. 2 is a diagram illustrating a mounting structure of electronic device 1 according to the present embodiment. The electronic device 1 shown in FIG. 2 is a smartphone in which a touch panel, which is a glass plate, is arranged as a
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。
The
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。 Next, the operation of the electronic apparatus 1 according to the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
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。
First, the
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。
When there is a sound output trigger, the
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。
When the force applied to the
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。
As described above, according to the electronic device 1 according to the present embodiment, even if a force is applied to the
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。
The electronic device 1 can transmit air conduction sound and vibration sound transmitted through a part of the user's body (for example, cartilage of the outer ear) to the user by the vibration of the
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。
In addition, since the electronic device 1 transmits vibration sound due to the vibration of the
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。
In addition, the electronic device 1 transmits sound to the user by the vibration of the
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。
In the electronic device 1 described above, the intensity of vibration corresponding to the force applied to the
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。 Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, the functions included in each member, each step, etc. can be rearranged so that there is no logical contradiction, and a plurality of components, steps, etc. can be combined into one or divided. is there.
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記パネルを振動させるとともに、前記パネルに加わった押圧力を検出する振動部と、
を備え、
前記押圧力が所定の閾値以上であり前記パネルの振動が前記押圧力により阻害される場合、前記パネルに加わった力が所定の閾値未満の場合よりも前記振動部の振動を強くさせて、前記音声信号に基づく前記気導音及び前記振動音を発生させる電子機器。 A panel that generates vibration sound that is vibrated based on an audio signal and that is transmitted through a part of the human body by pressing the user's ear;
A vibration unit that vibrates the panel and detects a pressing force applied to the panel;
With
When the pressing force is greater than or equal to a predetermined threshold and the vibration of the panel is hindered by the pressing force, the vibration applied to the panel is made stronger than when the force is less than the predetermined threshold, the air conduction speech and an electronic apparatus that generates the vibration sound based on the audio signal.
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