JP6367098B2

JP6367098B2 - 電子機器

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Publication number: JP6367098B2
Application number: JP2014238768A
Authority: JP
Inventors: 哲也下田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2018-08-01
Anticipated expiration: 2034-11-26
Also published as: US10382869B2; US20170257707A1; JP2016100861A; WO2016084666A1

Description

本発明は、電子機器に関する。

従来から電子機器に関して様々な技術が提案されている。

特開２０１４−５７２６４号公報

特許文献１に記載されているように、電子機器の表面に設けられたパネルが圧電振動素子によって振動させられることがある。このような電子機器では、圧電振動素子によってパネルを振動させやすいことが望まれる。

そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、圧電振動素子によってパネルを振動させやすくすることが可能な技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る電子機器の一態様は、前記電子機器の表面に設けられたパネルと、前記パネルの内側の面上に設けられ、長手方向において中央部から端部にかけて撓むように振動する圧電振動素子と、前記パネルと前記圧電振動素子との間に位置し、前記圧電振動素子を前記パネルに取り付ける第１取付部材と、前記パネルと前記圧電振動素子との間に位置し、前記圧電振動素子を前記パネルに取り付ける、前記第１取付部材よりも弾性率が小さい第２取付部材とを備え、前記圧電振動素子の前記長手方向での端部と前記パネルとの間には前記第１取付部材が存在し、前記圧電振動素子の前記長手方向での中央部と前記パネルとの間には前記第２取付部材が存在する。

また、本発明に係る電子機器の一態様では、前記圧電振動素子の前記長手方向での両端部と前記パネルとの間には前記第１取付部材が存在する。

また、本発明に係る電子機器の一態様では、前記第１及び第２取付部材から成る取付部材は、前記圧電振動素子での前記パネル側の面の全領域に渡って設けられている。

また、本発明に係る電子機器の一態様では、前記第１取付部材は、前記圧電振動素子の前記長手方向での一方端から、当該一方端から前記長手方向での長さの三分の一離れた位置まで存在する第１部分と、前記圧電振動素子の前記長手方向での他方端から、当該他方端から前記長さの三分の一離れた位置まで存在する第２部分とを有し、前記第２取付部材は、前記圧電振動素子の前記長手方向において前記第１部分と前記第２部分との間に存在する。

また、本発明に係る電子機器の一態様では、前記パネルはサファイアから成る。

本発明の一態様によれば、圧電振動素子によってパネルを振動させやすくすることができる。

電子機器の外観を示す前面図である。電子機器の外観を示す裏面図である。電子機器の断面構造を示す図である。カバーパネルを示す平面図である。電子機器の電気的構成を示す図である。圧電振動素子の構造を示す上面図である。圧電振動素子の構造を示す側面図である。圧電振動素子が撓み振動する様子を示す図である。圧電振動素子が撓み振動する様子を示す図である。気導音及び伝導音を説明するための図である。圧電振動素子に取り付けられた取付部材を示す平面図である。電子機器の一部の断面構造を拡大して示す図である。圧電振動素子に取り付けられた取付部材の変形例を示す平面図である。圧電振動素子に取り付けられた取付部材の変形例を示す平面図である。圧電振動素子に取り付けられた取付部材の変形例を示す平面図である。圧電振動素子に取り付けられた取付部材の変形例を示す平面図である。

＜電子機器の外観＞
図１及び図２は、それぞれ、実施の形態に係る電子機器１の外観を示す前面図及び裏面図である。図３は、図１に示される電子機器１の矢視Ａ−Ａにおける断面構造を示す図である。図４は、電子機器１が備えるカバーパネル２の裏面図である。図４に示されるカバーパネル２には、電子機器１が備える圧電振動素子１９０及び表示パネル１２０が取り付けられている。本実施の形態に係る電子機器１は、例えば、スマートフォン等の携帯電話機である。

図１〜４に示されるように、電子機器１は、表示パネル１２０（図３）の表示面１２０ａを覆う透明のカバーパネル２と、カバーパネル２を支持する前面側ケース３と、前面側ケース３に取り付けられる背面側ケース４とを備えている。カバーパネル２、前面側ケース３及び背面側ケース４のそれぞれは、電子機器１の外装の一部を成している。背面側ケース４は、前面側ケース３に取り付けられる、電池２００を収納するケース本体４０と、ケース本体４０に対して電子機器１の裏面１０側から取り付けられるカバー部材４１とで構成されている。ケース本体４０に収納された電池２００はカバー部材４１で覆われている。本実施の形態では、カバーパネル２、前面側ケース３及び背面側ケース４が、電子機器１の外装ケース５を構成している。電子機器１の形状は、平面視で略長方形の板状となっている。

カバーパネル２は、電子機器１の前面部分における、周端部（周縁部）以外の部分を構成している。前面側ケース３及び背面側ケース４は、電子機器１の前面部分の周端部、側面部分及び裏面部分を構成している。前面側ケース３及び背面側ケース４のそれぞれは、例えば、樹脂及び金属で形成されている。当該樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂あるいはナイロン系樹脂が採用され、当該金属としては、例えばアルミニウムなどが採用される。前面側ケース３と背面側ケース４とで囲まれた空間には、後述するＣＰＵ１０１及びＤＳＰ１０２などの各種部品が搭載されたプリント基板（図示せず）が設けられている。

カバーパネル２は、板状であって、平面視において略長方形を成している。カバーパネル２の長手方向は電子機器１の上下方向と一致する。図３に示されるように、カバーパネル２は、表示パネル１２０の表示面１２０ａと対向する内側の第１主面２０と、第１主面２０とは反対側に位置する外側の第２主面２１とを有している。第２主面２１は、電子機器１の前面の一部を構成している。以後、第１主面２０を「内側主面２０」と呼び、第２主面２１を「外側主面２１」と呼ぶことがある。

カバーパネル２は、例えばサファイアから成る。ここで、サファイアとは、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とする単結晶のことをいい、本明細書では、Ａｌ_２Ｏ_３純度が約９０％以上の単結晶のことをいう。傷がよりつき難く、割れや欠け等をより確実に抑制する点で、Ａｌ_２Ｏ_３純度は９９％以上であることが好ましい。カバーパネル２の材料としては他に、例えば、ダイヤモンド、ジルコニア、チタニア、水晶、タンタル酸リチウム、酸化窒化アルミニウムなどの結晶性材料が挙げられる。これらも、傷がよりつきにくく、割れや欠け等をより確実に抑制する点で、純度が約９０％以上の単結晶が好ましい。また、カバーパネル２の材料は、アクリル樹脂あるいはガラスであってもよい。また、カバーパネル２は、複数層構造の複合パネル（積層パネル）であってもよい。例えば、カバーパネル２は、電子機器１の表面に設けられたサファイアから成る層と、当該層に貼り付けられたガラスから成る層（ガラスパネル）とで構成された２層構造の複合パネルであってもよい。また、カバーパネル２は、電子機器１の表面に設けられたサファイアから成る層（サファイアパネル）と、当該層に貼り付けられたガラスから成る層（ガラスパネル）と、当該層に貼り付けられたサファイアから成る層（サファイアパネル）とで構成された３層構造の複合パネルであってもよい。

本実施の形態では、カバーパネル２の内側主面２０及び外側主面２１は、サファイアのａ面に平行となっている。また、カバーパネル２の長手方向はサファイアのｃ軸に平行である。なお、カバーパネル２の短手方向がサファイアのｃ軸に平行であってもよい。

カバーパネル２には、表示パネル１２０の表示が透過する透明の表示部分（表示窓とも呼ばれる）２ａが設けられている。表示部分２ａは例えば平面視で長方形を成している。表示パネル１２０から出力される可視光は表示部分２ａを通って電子機器１の外部に取り出される。使用者は、電子機器１の外部から、表示部分２ａを通じて、表示パネル１２０に表示される情報が視認可能となっている。

カバーパネル２における、表示部分２ａを取り囲む周端部２ｂの大部分は、例えば、フィルム等が貼られることによって、または塗料の塗布によって、黒色となっている。これにより、周端部２ｂの大部分は、表示パネル１２０の表示が透過しない非表示部分となっている。

図３に示されるように、カバーパネル２の内側主面２０にはタッチパネル１３０が貼り付けられている。そして、表示部である表示パネル１２０は、タッチパネル１３０における、内側主面２０側の主面とは反対側の主面に貼り付けられている。つまり、表示パネル１２０は、タッチパネル１３０を介してカバーパネル２の内側主面２０に取り付けられている。そして、表示パネル１２０はカバーパネル２と前面側ケース３とで挟まれている。カバーパネル２では、表示パネル１２０と対向している部分が表示部分２ａとなる。使用者は、カバーパネル２の表示部分２ａを指等で操作することによって、電子機器１に対して各種指示を与えることができる。

図１に示されるように、カバーパネル２の下側端部にはマイク穴５０があけられている。また、図２に示されるように、電子機器１の裏面１０には、具体的には背面側ケース４のカバー部材４１の外側の面には、スピーカ穴８０があけられている。

外装ケース５内には、後述する、前面側撮像部１６０、裏面側撮像部１７０及び圧電振動素子１９０が設けられている。圧電振動素子１９０は、図３，４に示されるように、カバーパネル２の内側主面２０上に設けられている。圧電振動素子１９０は取付部材２５０によってカバーパネル２に取り付けられている。

カバーパネル２の上側端部には、外装ケース５内の前面側撮像部１６０が有する撮像レンズが電子機器１の外部から視認できるための前面レンズ用透明部７０が設けられている。電子機器１の裏面１０には、外装ケース５内の裏面側撮像部１７０が有する撮像レンズが電子機器１の外部から視認できるための裏面レンズ用透明部９０が設けられている。

図３に示されるように、カバーパネル２は前面側ケース３に対して取付部材２６０によって取り付けられている。具体的には、カバーパネル２の内側主面２０が、取付部材２６０を介して前面側ケース３に取り付けられている。取付部材２６０は、例えば、両面テープあるいは接着剤である。本実施の形態では、カバーパネル２の内側主面２０の周端部の全周囲が、取付部材２６０によって前面側ケース３に貼り付けられる。

＜電子機器の電気的構成＞
図５は電子機器１の電気的構成を示すブロック図である。図５に示されるように、電子機器１には、制御部１００、無線通信部１１０、表示パネル１２０、タッチパネル１３０及び圧電振動素子１９０が設けられている。さらに電子機器１には、マイク１５０、前面側撮像部１６０、裏面側撮像部１７０、外部スピーカ１８０及び電池２００が設けられている。電子機器１に設けられた、カバーパネル２以外のこれらの構成要素は外装ケース５内に収められている。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１０２及び記憶部１０３等を備えている。制御部１００は、電子機器１の他の構成要素を制御することによって、電子機器１の動作を統括的に管理する。

記憶部１０３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の、制御部１００（ＣＰＵ１０１及びＤＳＰ１０２）が読み取り可能な非一時的な記録媒体で構成されている。記憶部１０３には、電子機器１を制御するための、具体的には電子機器１が備える無線通信部１１０、表示パネル１２０等の各構成要素を制御するための制御プログラムであるメインプログラム及び複数のアプリケーションプログラム等が記憶されている。制御部１００の各種機能は、ＣＰＵ１０１及びＤＳＰ１０２が記憶部１０３内の各種プログラムを実行することによって実現される。

なお記憶部１０３は、ＲＯＭ及びＲＡＭ以外の、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体を備えていてもよい。記憶部１０３は、例えば、小型のハードディスクドライブ及びＳＳＤ（Solid State Drive）等を備えていてもよい。

無線通信部１１０は、アンテナ１１１を有している。無線通信部１１０は、電子機器１とは別の携帯電話機からの信号、あるいはインターネットに接続されたウェブサーバ等の通信装置からの信号を基地局を介してアンテナ１１１で受信する。無線通信部１１０は、受信信号に対して増幅処理及びダウンコンバートを行って制御部１００に出力する。制御部１００は、入力される受信信号に対して復調処理等を行って、当該受信信号に含まれる、音声や音楽などを示す音信号（音情報）などを取得する。

また無線通信部１１０は、制御部１００で生成された、音信号等を含む送信信号に対して、アップコンバート及び増幅処理を行って、処理後の送信信号をアンテナ１１１から無線送信する。アンテナ１１１からの送信信号は、基地局を通じて、電子機器１とは別の携帯電話機、あるいはインターネットに接続された通信装置で受信される。

表示パネル１２０は、例えば、液晶表示パネルあるいは有機ＥＬパネルである。表示パネル１２０は、制御部１００によって制御されることによって、文字、記号、図形などの各種情報を表示する。表示パネル１２０に表示される情報は、カバーパネル２の表示部分２ａを通じて、電子機器１の使用者に視認可能となる。

タッチパネル１３０は、カバーパネル２の表示部分２ａに対する指等の操作子による操作を検出する。タッチパネル１３０は、例えば、投影型静電容量方式のタッチパネルである。ユーザが指等の操作子によって表示部分２ａに対して操作を行ったとき、その操作に応じた電気信号がタッチパネル１３０から制御部１００に入力される。制御部１００は、タッチパネル１３０からの電気信号に基づいて、表示部分２ａに対して行われた操作の内容を特定して、その内容に応じた処理を行う。

前面側撮像部１６０は、撮像レンズ及び撮像素子などで構成されている。前面側撮像部１６０は、制御部１００による制御に基づいて、静止画像及び動画像を撮像する。前面側撮像部１６０の撮像レンズは、電子機器１の前面に設けられた前面レンズ用透明部７０から視認可能となっている。したがって、前面側撮像部１６０は、電子機器１の前面側（カバーパネル２側）に存在する物体を撮像することが可能である。

裏面側撮像部１７０は、撮像レンズ及び撮像素子などで構成されている。裏面側撮像部１７０は、制御部１００による制御に基づいて、静止画像及び動画像を撮像する。裏面側撮像部１７０の撮像レンズは、電子機器１の裏面１０に設けられた裏面レンズ用透明部９０から視認可能となっている。したがって、裏面側撮像部１７０は、電子機器１の裏面１０側に存在する物体を撮像することが可能である。

マイク１５０は、電子機器１の外部から入力される音を電気的な音信号に変換して制御部１００に出力する。電子機器１の外部からの音は、カバーパネル２の前面に設けられたマイク穴５０から電子機器１の内部に取り込まれてマイク１５０に入力される。なお、マイク穴５０は、電子機器１の側面に設けてもよいし、裏面１０に設けてもよい。

外部スピーカ１８０は、例えばダイナミックスピーカである。外部スピーカ１８０は、制御部１００からの電気的な音信号を音に変換して出力する。外部スピーカ１８０から出力される音は、電子機器１の裏面１０に設けられたスピーカ穴８０から外部に出力される。スピーカ穴８０から出力される音については、電子機器１から離れた場所でも聞こえるような音量となっている。

圧電振動素子１９０は、上述のように、電子機器１の前面に設けられたカバーパネル２の内側主面２０上に設けられている。圧電振動素子１９０は、制御部１００から与えられる駆動電圧によって振動させられる。制御部１００は、音信号に基づいて駆動電圧を生成し、当該駆動電圧を圧電振動素子１９０に与える。圧電振動素子１９０が、制御部１００によって音信号に基づいて振動させられることによって、カバーパネル２が音信号に基づいて振動する。その結果、カバーパネル２から使用者に受話音が伝達される。この受話音の音量は、使用者がカバーパネル２に耳を近づけた際に適切に聞こえる程度の音量となっている。カバーパネル２から使用者に伝達される受話音については後で詳細に説明する。

電池２００は、電子機器１の電源を出力する。電池２００から出力された電源は、電子機器１が備える制御部１００及び無線通信部１１０などに含まれる各電子部品に対して供給される。

＜圧電振動素子の詳細＞
図６，７は、それぞれ、圧電振動素子１９０の構造を示す上面図及び側面図である。図６，７に示されるように、圧電振動素子１９０は一方向に長い形状を成している。具体的には、圧電振動素子１９０は、平面視で長方形の細長い板状を成している。圧電振動素子１９０は、例えばバイモルフ構造を有している。圧電振動素子１９０は、シム材１９０ｃを介して互いに貼り合わされた第１圧電セラミック板１９０ａ及び第２圧電セラミック板１９０ｂを備えている。

圧電振動素子１９０では、第１圧電セラミック板１９０ａに対して正の電圧を印加し、第２圧電セラミック板１９０ｂに対して負の電圧を印加すると、第１圧電セラミック板１９０ａは長手方向に沿って伸び、第２圧電セラミック板１９０ｂは長手方向に沿って縮むようになる。これにより、図８に示されるように、圧電振動素子１９０は、第１圧電セラミック板１９０ａを外側にして山状に撓むようになる。

一方で、圧電振動素子１９０では、第１圧電セラミック板１９０ａに対して負の電圧を印加し、第２圧電セラミック板１９０ｂに対して正の電圧を印加すると、第１圧電セラミック板１９０ａは長手方向に沿って縮み、第２圧電セラミック板１９０ｂは長手方向に沿って伸びるようになる。これにより、図９に示されるように、圧電振動素子１９０は、第２圧電セラミック板１９０ｂを外側にして山状に撓むようになる。

圧電振動素子１９０は、図８の状態と図９の状態とを交互にとることによって、長手方向に沿って撓み振動を行う。制御部１００は、第１圧電セラミック板１９０ａと第２圧電セラミック板１９０ｂとの間に、正の電圧と負の電圧とが交互に現れる交流電圧を印加することによって、圧電振動素子１９０を長手方向に沿って撓み振動させる。

このような構造を有する圧電振動素子１９０は、カバーパネル２の内側主面２０の周端部に配置される。具体的には、圧電振動素子１９０は、カバーパネル２の内側主面２０の上側端部における、当該カバーパネル２の短手方向（電子機器１の左右方向）の中央部に配置される。また、圧電振動素子１９０は、その長手方向が、カバーパネル２の短手方向に沿うように配置される。これにより、圧電振動素子１９０は、カバーパネル２の短手方向に沿って撓み振動を行う。そして、圧電振動素子１９０の長手方向の中心は、カバーパネル２の内側主面２０の上側端部における、当該カバーパネル２の短手方向の中心と一致している。

なお、図６〜９に示される圧電振動素子１９０では、シム材１９０ｃを間に挟んで貼り合わされた第１圧電セラミック板１９０ａ及び第２圧電セラミック板１９０ｂから成る構造が１つだけ設けられていたが、複数の当該構造を積層させてもよい。この場合には、圧電振動素子１９０の積層構造の層数は、２８層以上が好ましく、４４層以上がさらに好ましい。これにより、十分な振動をカバーパネル２に伝達することができる。

また、圧電振動素子１９０は、圧電セラミック材料の他に、ポリフッ化ビニリデン、ポリ乳酸などの有機圧電材料などから構成されてもよい。具体的には、例えば、圧電振動素子１９０は、互いに積層された、ポリ乳酸フィルムから成る第１及び第２圧電板で構成されてもよい。圧電板に設ける電極としては、例えばＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide、すなわちインジウム錫酸化物）などの透明電極が用いられることが可能である。

＜受話音の発生について＞
本実施の形態に係る電子機器１では、圧電振動素子１９０がカバーパネル２を振動させることによって、当該カバーパネル２から気導音及び伝導音が使用者に伝達される。言い換えれば、圧電振動素子１９０自身の振動がカバーパネル２に伝わることにより、当該カバーパネル２から気導音及び伝導音が使用者に伝達される。

ここで、気導音とは、外耳道孔（いわゆる「耳の穴」）に入った音波（空気振動）が鼓膜を振動させることによって、人の脳で認識される音である。一方で、伝導音とは、耳介が振動させられ、その耳介の振動が鼓膜に伝わって当該鼓膜が振動することによって、人の脳で認識される音である。以下に、気導音及び伝導音について詳細に説明する。

図１０は気導音及び伝導音を説明するための図である。図１０には、電子機器１の使用者の耳の構造が示されている。図１０においては、波線４００は気導音が脳で認識される際の音信号（音情報）の伝導経路を示している。実線４１０は伝導音が脳で認識される際の音信号の伝導経路を示している。

カバーパネル２に取り付けられた圧電振動素子１９０が、受話音を示す電気的な音信号に基づいて振動させられると、カバーパネル２が振動して、当該カバーパネル２から音波が出力される。使用者が、電子機器１を手に持って、当該電子機器１のカバーパネル２を当該使用者の耳介３００に近づけると、あるいは当該電子機器１のカバーパネル２を当該使用者の耳介３００に当てると（接触させると）、当該カバーパネル２から出力される音波が外耳道孔３１０に入る。カバーパネル２からの音波は、外耳道孔３１０内を進み、鼓膜３２０を振動させる。鼓膜３２０の振動は耳小骨３３０に伝わり、耳小骨３３０が振動する。そして、耳小骨３３０の振動は蝸牛３４０に伝わって、蝸牛３４０において電気信号に変換される。この電気信号は、聴神経３５０を通って脳に伝達され、脳において受話音が認識される。このようにして、カバーパネル２から使用者に対して気導音が伝達される。

また、使用者が、電子機器１を手に持って、当該電子機器１のカバーパネル２を当該使用者の耳介３００に当てると、耳介３００が、圧電振動素子１９０によって振動させられているカバーパネル２によって振動させられる。耳介３００の振動は鼓膜３２０に伝わり、鼓膜３２０が振動する。鼓膜３２０の振動は耳小骨３３０に伝わり、耳小骨３３０が振動する。そして、耳小骨３３０の振動は蝸牛３４０に伝わり、蝸牛３４０において電気信号に変換される。この電気信号は、聴神経３５０を通って脳に伝達され、脳において受話音が認識される。このようにして、カバーパネル２から使用者に対して伝導音が伝達される。図１０では、耳介３００内部の耳介軟骨３００ａも示されている。

なお、骨導音は、頭蓋骨を振動させて、頭蓋骨の振動が直接蝸牛などの内耳を刺激することによって、人の脳で認識される音である。図１０においては、例えば下顎骨５００を振動させた場合において、骨伝導音が脳で認識される際の音信号の伝達経路を複数の円弧４２０で示している。

このように、本実施の形態では、圧電振動素子１９０が前面のカバーパネル２を適切に振動させることによって、カバーパネル２から電子機器１の使用者に対して気導音及び伝導音を伝えることができる。使用者は、カバーパネル２に耳（耳介）を近づけることによって当該カバーパネル２からの気導音を聞くことができる。また使用者は、カバーパネル２に耳（耳介）を接触させることによって当該カバーパネル２からの気導音及び伝導音を聞くことができる。本実施の形態に係る圧電振動素子１９０では、使用者に対して適切に気導音及び伝導音を伝達できるように、その構造が工夫されている。使用者に対して気導音及び伝導音を伝えることができるように電子機器１を構成することによって様々メリットが発生する。

例えば、使用者は、カバーパネル２を耳に当てれば音が聞こえることから、電子機器１において耳を当てる位置をそれほど気にすることなく通話を行うことができる。

また、使用者は、周囲の騒音が大きい場合には、耳をカバーパネル２に強く押し当てることによって、伝導音の音量を大きくしつつ、周囲の騒音を聞こえにくくすることができる。よって、使用者は、周囲の騒音が大きい場合であっても、適切に通話を行うことができる。

また、使用者は、耳栓やイヤホンを耳に取り付けた状態であっても、カバーパネル２を耳（より詳細には耳介）に当てることによって、電子機器１からの受話音を認識することができる。また、使用者は、耳にヘッドホンを取り付けた状態であっても、当該ヘッドホンにカバーパネル２を当てることによって、電子機器１からの受話音を認識することができる。

なお、カバーパネル２のうち、圧電振動素子１９０が取り付けられている部分が比較的振動しやすくなる。したがって、使用者は、カバーパネル２のうち圧電振動素子１９０が取り付けられている上側端部（特に上側端部の短手方向の中央部）に対して、耳を近づけたり、耳を押し当てたりすると、カバーパネル２からの音が聞こえやすくなる。

＜圧電振動素子の取り付け方法＞
図１１は、取付部材２５０が取り付けられた圧電振動素子１９０を取付部材２５０側から見た際の平面図である。図１２は、図４に示される構造の矢視Ｂ−Ｂにおける断面構造の拡大図である。圧電振動素子１９０は、カバーパネル２に取付部材２５０が取り付けられた後に、当該取付部材２５０によってカバーパネル２に取り付けられてもよいし、取付部材２５０が圧電振動素子１９０に取り付けられた後に、当該取付部材２５０によってカバーパネル２に取り付けられてもよい。以後、長手方向と言えば、圧電振動素子１９０の長手方向、言い換えれば圧電振動素子１９０が撓み振動を行う方向を意味する。また短手方向と言えば、圧電振動素子１９０の短手方向を意味する。

図１１，１２に示されるように、圧電振動素子１９０とカバーパネル２との間に存在する取付部材２５０は、圧電振動素子１９０でのカバーパネル２側の主面１９１の全領域に渡って設けられている。したがって、取付部材２５０は、長手方向及び短手方向のそれぞれにおいて圧電振動素子１９０の一方端から他端まで存在している。

取付部材２５０は、第１取付部材２５１と、第２取付部材２５２とで構成されている。図１１，１２では、第１取付部材２５１は左上がりの斜線で示され、第２取付部材２５２は右上がりの斜線で示されている。第２取付部材２５２の弾性率は、第１取付部材２５１の弾性率よりも小さくなっている。言い換えれば、第２取付部材２５２は、第１取付部材２５１よりも柔かくなっている。

比較的硬い第１取付部材２５１は、例えば接着剤である。この接着剤としては、例えばエポキシ系接着剤が採用される。また比較的柔かい第２取付部材２５２は、例えば両面テープである。この両面テープとしては、例えば、ポリエチレン等の発泡体を基材とする防水用両面テープが採用される。なお、第１取付部材２５１及び第２取付部材２５２の材料はこの限りではない。例えば、第１取付部材２５１が接着剤の場合、第２取付部材２５２は発泡充填剤であってもよい。また第２取付部材２５２が、発泡体を基材とする防水用両面テープの場合、第１取付部材２５１は、発泡体を基材としない通常の防水用両面テープ（基材が発泡体よりも硬い材料から成る防水用両面テープ）であってもよい。第２取付部材２５２は発泡体を有することが好適である。

本実施の形態では、長手方向（撓み振動を行う方向）での圧電振動素子１９０の中央部と、カバーパネル２との間には、第１取付部材２５１が存在する。また、長手方向での圧電振動素子１９０の両端部と、カバーパネル２との間には、第２取付部材２５２が存在する。

第２取付部材２５２は、第１部分２５２ａと第２部分２５２ｂとで構成されている。長手方向での圧電振動素子１９０の一方の端部とカバーパネル２との間には第１部分２５２ａが存在する。長手方向での圧電振動素子１９０の他方の端部とカバーパネル２との間には第２部分２５２ｂが存在する。

第１部分２５２ａは、長手方向において、圧電振動素子１９０の長手方向の一方端１９２ａから、当該一方端１９２ａから圧電振動素子１９０の長手方向の他方端１９２ｂに向かって圧電振動素子１９０の長手方向の長さＬの三分の一離れた位置Ｐａまで存在している。したがって、長手方向での第１部分２５２ａの長さｄ２ａは、圧電振動素子１９０の長さＬの三分の一である。

第２部分２５２ｂは、長手方向において、圧電振動素子１９０の他方端１９２ｂから、当該他方端１９２ｂから圧電振動素子１９０の一方端１９２ａに向かって長さＬの三分の一離れた位置Ｐｂまで存在している。したがって、長手方向での第２部分２５２ｂの長さｄ２ｂは、圧電振動素子１９０の長さＬの三分の一である。

第１取付部材２５１は、長手方向において、第１部分２５２ａから第２部分２５２ｂまで存在する。第１取付部材２５１は、第１部分２５２ａと第２部分２５２ｂとの間に存在し、第１部分２５２ａ及び第２部分２５２ｂに繋がっている。

以上のように、本実施の形態では、圧電振動素子１９０は、弾性率が大きい第１取付部材２５１と、弾性率が小さい第２取付部材２５２とでカバーパネル２に取り付けられている。言い換えれば、圧電振動素子１９０は、硬い第１取付部材２５１と、柔かい第２取付部材２５２とでカバーパネル２に取り付けられている。

これに対して、圧電振動素子１９０が、接着剤のように硬い取付部材だけでカバーパネル２に取り付けられる場合には、圧電振動素子１９０が振動しにくくなり、圧電振動素子１９０によってカバーパネル２を振動させにくくなる。

また、圧電振動素子１９０が、両面テープのように柔かい取付部材だけでカバーパネル２に取り付けられる場合には、圧電振動素子１９０は振動しやすくなるものの、圧電振動素子１９０の振動がカバーパネル２に伝わりにくくなる。したがって、この場合であっても、圧電振動素子１９０によってカバーパネル２を振動させにくくなる。

本実施の形態では、圧電振動素子１９０は、硬い第１取付部材２５１と、柔かい第２取付部材２５２とでカバーパネル２に取り付けられていることから、圧電振動素子１９０は、柔かい第２取付部材２５２でカバーパネル２に取り付けられている部分で振動しやすくなり、圧電振動素子１９０の振動は、圧電振動素子１９０における、硬い第１取付部材２５１でカバーパネル２に取り付けられている部分からカバーパネル２に伝わりやすくなる。よって、圧電振動素子１９０によってカバーパネル２を振動させやすくすることができる。その結果、カバーパネル２から発生する音の音圧が向上し、使用者はカバーパネル２からの音が聞こえやすくなる。カバーパネル２がサファイアから成る場合には、カバーパネル２が材質的に振動しにくくなることから、本実施の形態のように、圧電振動素子１９０が、硬い第１取付部材２５１と、柔かい第２取付部材２５２とでカバーパネル２に取り付けられることは非常に有効である。

また上述の図８，９に示されるように、圧電振動素子１９０は、長手方向において中央部から端部にかけて撓むように撓み振動を行うことから、圧電振動素子１９０の長手方向の端部が変位しにくい場合には圧電振動素子１９０は撓み振動しにくくなる。本実施の形態では、撓み振動を行う方向での圧電振動素子１９０の端部とカバーパネル２との間に柔かい第２取付部材２５２が存在するため、当該端部が変位しやすくなる。そのため、圧電振動素子１９０は撓み振動しやすくなる。よって、圧電振動素子１９０によってカバーパネル２をさらに振動させやすくすることができる。さらに、撓み振動を行う方向での圧電振動素子１９０の両端部とカバーパネル２との間に柔かい第２取付部材２５２が存在する場合には、圧電振動素子１９０はさらに撓み振動しやすくなる。よって、圧電振動素子１９０によってカバーパネル２をさらに振動させやすくすることができる。

また上述のように、圧電振動素子１９０は、長手方向において中央部から端部にかけて撓むように撓み振動を行うことから、圧電振動素子１９０の長手方向の中央部のカバーパネル２への固定が弱く当該中央部が動きやすい場合には、圧電振動素子１９０は撓み振動しにくくなる。本実施の形態では、撓み振動を行う方向での圧電振動素子１９０の中央部とカバーパネル２との間に硬い第１取付部材２５１が存在するため、当該中央部は動きにくくなる。そのため、圧電振動素子１９０は撓み振動しやすくなる。よって、圧電振動素子１９０によってカバーパネル２をさらに振動させやすくすることができる。

また本実施の形態では、取付部材２５０は、圧電振動素子１９０のカバーパネル２側の主面１９１の全領域に渡って設けられていることから、電子機器１の落下等によって圧電振動素子１９０がカバーパネル２から取れることを抑制することができる。

本実施の形態においてカバーパネル２から発生する音の音圧と、圧電振動素子１９０が両面テープ（この両面テープは、第２取付部材２５２を構成する両面テープより弾性率が大きく、第１取付部材２５１を構成する接着剤よりも弾性率が小さい）だけで取り付けられたカバーパネル２から発生する音の音圧とを比較した。その結果、本実施の形態の方が、２００Ｈｚ〜２ｋＨｚの間では平均で２．２４ｄＢ大きくなり、１ｋＨｚでは２．５７ｄＢ大きくなった。

＜変形例＞
取付部材２５０の構成については図１１，１２の例に限られない。例えば、図１１，１２の例では、第１部分２５２ａの長さｄ２ａと、第１取付部材２５１の長さｄ１と、第２部分２５２ｂの長さｄ２ｂの比は、１：１：１であったが、これ以外であってもよい。例えば、当該比は、１：２：１であってもよいし、２：１：２であってもよい。

また図１３に示されるように、圧電振動素子１９０の長手方向の中央部とカバーパネル２との間に第１取付部材２５１が存在しなくてもよい。

また図１４に示されるように、圧電振動素子１９０の長手方向の一方端部とカバーパネル２との間に第２取付部材２５２が存在しなくてもよい。

また図１５に示されるように、圧電振動素子１９０の長手方向の両端部とカバーパネル２との間に第１取付部材２５１が存在し、圧電振動素子１９０の長手方向の中央部とカバーパネル２との間に第２取付部材２５２が存在してもよい。

また図１６に示されるように、取付部材２５０は、圧電振動素子１９０でのカバーパネル２側の主面１９１の全領域に渡って設けられなくてもよい。

また第２取付部材２５２では、第１部分２５２ａと第２部分２５２ｂの弾性率は互いに異なっていてもよい。例えば、第１部分２５２ａ及び第２部分２５２ｂを互いに異なる種類の両面テープで構成し、第１部分２５２ａに採用される両面テープの弾性率が、第２部分２５２ｂに採用される両面テープの弾性率よりも小さくてもよい。

上記の例では、本願発明を携帯電話機に適用する場合を例にあげて説明したが、本願発明は、他の電子機器にも適用することができる。例えば、本願発明は、タブレット端末、腕などに装着するウェアラブルタイプの電子機器等にも適用することができる。

以上のように、電子機器１は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。また、上述した各種変形例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１電子機器
２カバーパネル
１９０圧電振動素子
２５０取付部材
２５１第１取付部材
２５２第２取付部材
２５２ａ第１部分
２５２ｂ第２部分

Claims

電子機器であって、
前記電子機器の表面に設けられたパネルと、
前記パネルの内側の面上に設けられ、長手方向において中央部から端部にかけて撓むように振動する圧電振動素子と、
前記パネルと前記圧電振動素子との間に位置し、前記圧電振動素子を前記パネルに取り付ける第１取付部材と、
前記パネルと前記圧電振動素子との間に位置し、前記圧電振動素子を前記パネルに取り付ける、前記第１取付部材よりも弾性率が小さい第２取付部材と
を備え、
前記圧電振動素子の前記長手方向での端部と前記パネルとの間には前記第１取付部材が存在し、
前記圧電振動素子の前記長手方向での中央部と前記パネルとの間には前記第２取付部材が存在する、電子機器。
請求項１に記載の電子機器であって、
前記圧電振動素子の前記長手方向での両端部と前記パネルとの間には前記第１取付部材が存在する、電子機器。
請求項１及び請求項２のいずれか一つに記載の電子機器であって、
前記第１及び第２取付部材から成る取付部材は、前記圧電振動素子での前記パネル側の面の全領域に渡って設けられている、電子機器。
請求項３に記載の電子機器であって、
前記第１取付部材は、
前記圧電振動素子の前記長手方向での一方端から、当該一方端から前記長手方向での長さの三分の一離れた位置まで存在する第１部分と、
前記圧電振動素子の前記長手方向での他方端から、当該他方端から前記長さの三分の一離れた位置まで存在する第２部分と
を有し、
前記第２取付部材は、前記圧電振動素子の前記長手方向において前記第１部分と前記第２部分との間に存在する、電子機器。
請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の電子機器であって、
前記パネルはサファイアから成る、電子機器。