JPWO2012114754A1

JPWO2012114754A1 - 電子機器

Info

Publication number: JPWO2012114754A1
Application number: JP2013500900A
Authority: JP
Inventors: 小林　良輔; 良輔小林
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2011-02-24
Filing date: 2012-02-23
Publication date: 2014-07-07
Anticipated expiration: 2032-02-23
Also published as: US20130335211A1; WO2012114754A1; JP2012190450A; JP5654665B2

Abstract

外観を構成するパネルを備え、当該パネルを振動させる電子機器につき、パネルの振動を阻害しにくくし、且つ防塵性、防水性を向上させる。タッチパネル２０と、タッチパネル２０を振動させる振動部５０と、タッチパネル２０の上面外縁を覆う上部筐体１０ａと、を備えた電子機器において、上部筐体１０ａの頂部に内側に延在する庇部１０ａ−１を設け、タッチパネル２０の上面外縁の全周にわたり、該上面外縁と庇部１０ａ−１との間に、第１の弾性部材３０を配置すると共に、タッチパネル２０の底面外縁の全周にわたり、該底面外縁とその下方に位置する支持部材１０ｂとの間に、第２の弾性部材４０を配置する。

Description

関連出願へのクロスリファレンス

本出願は、日本国特許出願２０１１−０３８８２２号（２０１１年２月２４日出願）の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。

本発明は、外観を構成するパネルを備え、当該パネルを振動させる電子機器に関する。

現在、電子機器の入力装置として、タッチパネルやタッチパッドなどが広く採用されている。そのような入力装置において、操作者がタッチパネルやタッチパッドなどを操作した際に、タッチパネルやタッチパッドを湾曲振動させることにより、操作者の指先などに操作感をフィードバックするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−４４４９７号公報

ところで、特許文献１の電子機器では、機器への埃や水の侵入に対しては対策が講じられていない。このため、例えばタッチパネルとタッチパネルが固定される部材との間の隙間から埃や水分が侵入することが想定される。

上記の課題は、外観を構成するパネルを備え、当該パネルを振動させる電子機器においては共通して発生し得ると想定される課題である。パネルを振動させる他の電子機器としては、例えば所定の電気信号（音声信号）を印加することでパネルを振動させ、パネルに接触する利用者の体の一部（例えば外耳の軟骨）に振動が伝わることにより利用者に音を伝える電子機器がある。また、パネルを振動させる他の電子機器としては、パネルの振動によってパネルに付着した水滴や汚れを除去する機能を有する電子機器もある。

それゆえ、この発明の目的は、外観を構成するパネルを備え、当該パネルを振動させる電子機器につき、パネルの振動を阻害しにくくし、且つ防塵性、防水性を向上させることにある。

すなわち、本発明は、
パネルと、
該パネルを振動させる振動部と、
該パネルの上面外縁を覆う筐体と
を備えた電子機器であって、
上記筐体の頂部全周にわたり内側に延在する庇部を設け、
上記パネルの上面外縁の全周にわたり、該上面外縁と上記庇部との間に、第１の弾性部材を配置すると共に、
上記パネルの底面外縁の全周にわたり、該底面外縁とその下方に位置する支持部材との間に、第２の弾性部材を配置した
ことを特徴とする電子機器である。

本発明によれば、外観を構成するパネルを備え、当該パネルを振動させる電子機器につき、パネルの振動を阻害しにくくし、且つ防塵性、防水性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る電子機器の斜視図である。本発明の実施形態に係る電子機器を分解した斜視図である。本発明の実施形態に係る電子機器の断面図である。本発明の実施形態の変形例に係る電子機器の断面図である。（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る電子機器の正面図である。（ｂ）は、図５（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図である。本発明の第２の実施形態に係る電子機器の変形例を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、この実施形態に係る電子機器の斜視図である。

図１に示すように、この電子機器１は、外観上、上部筐体１０ａと、下部筐体１０ｂと、タッチパネル２０とを備えている。なお、「タッチパネル」とは、例えばＬＣＤ等とすることができる表示部の前面に配置される部材、即ち当該表示部とは別に設けられる部材を意味する。

上部筐体１０ａおよび下部筐体１０ｂは、両者が一体に組み合わさることにより、筐体１０を構成する。これら上部筐体１０ａと下部筐体１０ｂとの間は、これらが一体に組み合わされた状態においては、例えばゴム製のパッキンを介した密閉構造にするなどして、適当な防水および防塵の措置がなされている。上部筐体１０ａおよび下部筐体１０ｂは、例えば樹脂製のケースなどとして、ある程度の衝撃に耐えうる素材により構成するのが好適である。なお、以下の説明においては、上部筐体１０ａと下部筐体１０ｂとの組み合わせ構造については、詳細な説明を省略する。

タッチパネル２０は、通常は表示部（図示せず）の前面に配置され、表示部に表示したオブジェクトに対する操作者の指やスタイラスペン等（以下、単に「接触物」と総称する）による接触を、対応するタッチパネル２０のタッチ面において検出する。また、タッチパネル２０は、タッチ面に対する接触物の接触の位置を検出し、当該検出した接触の位置を制御部（図示せず）に通知する。

このタッチパネル２０は、例えば抵抗膜方式、静電容量方式、光学式等の公知の方式のもので構成されたタッチパネルを用いることができる。なお、タッチパネル２０が接触物による接触を検出する上で、接触物がタッチパネル２０に物理的に触れることは必須ではない。例えば、タッチパネル２０が光学式である場合は、タッチパネル２０は当該タッチパネル２０上の赤外線が接触物で遮られた位置を検出するため、接触物がタッチパネル２０に触れることは不要である。

上述した表示部は、例えばキーのような押しボタンスイッチ（プッシュ式ボタンスイッチ）等のオブジェクトを画像で表示する。このオブジェクトは、タッチパネル２０のタッチ面上において接触すべき領域を操作者に示唆する画像である。また、押しボタンスイッチとは、操作者が入力の操作に用いるボタンやキー等（以下、単に「キー等」と総称する）である。この表示部は、例えば、液晶表示パネル（ＬＣＤ）や有機ＥＬ表示パネル等を用いて構成する。

図２は、図１に示した電子機器１を、上部筐体１０ａ、下部筐体１０ｂ、タッチパネル２０、第１の弾性部材３０、第２の弾性部材４０および振動部５０に分解した状態を示す分解斜視図である。

図２に示すように、タッチパネル２０は、上部筐体１０ａと下部筐体１０ｂの間に挿入され、タッチパネル２０の上面外縁が上部筐体１０ａに覆われるようになっている。ここに、タッチパネル２０の上面外縁とは、タッチパネル２０の上面におけるタッチパネルの縁辺領域をいい、好ましくは、１．０〜５．０ｍｍ程度の幅を有する領域をいう。

また、上部筐体１０ａは、その頂部に内側に延在する庇部１０ａ−１が設けられている。この庇部１０ａ−１とタッチパネル２０の上面外縁との間には、タッチパネル２０の上面外縁全周にわたり、枠形状の第１の弾性部材３０が配置される。第１の弾性部材３０の詳細については後述する。

また、タッチパネル２０の底面外縁と下部筐体１０ｂとの間には、タッチパネル２０の底面外縁全周にわたり、やはり詳細は後述する枠形状の第２の弾性部材４０が配置される。ここに、タッチパネル２０の底面外縁とは、タッチパネル２０の底面におけるタッチパネルの縁辺領域をいい、好ましくは第１の弾性部材３０の場合と同様、１．０〜５．０ｍｍ程度の幅を有する領域をいう。

さらに、タッチパネル２０の底面には、本実施形態ではその上下（図の奥側および手前側）の縁辺付近に、振動部５０が配置されている。振動部５０は、例えば圧電素子で構成することができる。

なお、振動部５０の配置は、タッチパネル２０の上下の縁辺付近に限定されず、例えば、タッチパネル２０の左右の縁辺付近に配置することもできる。

また、振動部５０は、所定の振動パターンによる振動を発生させることにより、タッチ面に接触している接触物に対して触感を呈示する。本実施形態において、振動部５０は、例えば図示しない制御部から供給される駆動信号に基づいて振動を惹起する。

なお、ＬＣＤなどの表示部６０が下部筐体１０ｂに形成された凹部内に配置されている。表示部６０の底面には図示しない基板が設置されている。

次に、本発明の実施形態に係る電子機器の内部構成の詳細について説明する。

図３は、図１における電子機器１のＡ−Ａ断面図である。以下、電子機器１が左右対称の構成を有する場合の例を説明する。したがって、図３においては、図の右側の構成を説明する参照番号は省略する。

図３に示すように、タッチパネル２０は、その上面外縁と上部筐体１０ａの庇部１０ａ−１との間に、この上面外縁と庇部１０ａ−１との間隙を塞ぐように第１の弾性部材３０が配置されると共に、タッチパネル２０の底面外縁と下部筐体１０ｂとの間に、第２の弾性部材４０が配置された状態で、電子機器１内に設置される。

従って、タッチパネル２０と上部筐体１０ａの庇部１０ａ−１の間における機器内部への外気の侵入を第１の弾性部材３０によって遮断、すなわち封止することができるので、電子機器１に対する防水および防塵が実現される。なお、第１の弾性部材３０は、十分な防水性および防塵性と、適度な弾力性とを備える素材からなり、例えばシリコンゴムを用いることが好ましい。

また、タッチパネル２０の上面外縁および底面外縁をそれぞれ、第１の弾性部材３０と第２の弾性部材４０とによって弾性的に支持することができるため、タッチパネル２０は、第１の弾性部材３０および第２の弾性部材４０を変形させつつ湾曲振動することができるため、その湾曲振動の減衰を生じにくい。

また、第２の弾性部材４０はタッチパネル支持用となるが、本実施形態においては、第１の弾性部材３０と同様の素材が用いられており、かつ、第１の弾性部材３０を上下反転させた形状を有している。従って、タッチパネル２０が湾曲振動する際の振動の節を、上部筐体１０ａの庇部１０ａ−１と下部筐体１０ｂとの中央に保持することが容易となるため、湾曲振動の減衰をより効果的に防止することができる。なお、この第２の弾性部材４０は、タッチパネル２０の底面外縁全周にわたり、必ずしも連続して配置する必要はなく断続的であっても良い。また、タッチパネル２０の底面外縁全周にわたり連続して配置した場合には、第１の弾性部材３０と同様に、外気遮断機能が付加される。

さらに、本実施形態においては、第１の弾性部材３０をその長手方向と直交する断面において略逆凸字形状とする一方、第２の弾性部材４０をその長手方向と直交する断面において略凸字形状としている。従って、タッチパネル２０が湾曲振動する際に、第１の弾性部材３０および第２の弾性部材４０からの反力を低減できると共に、タッチパネル２０が第１の弾性部材３０および第２の弾性部材４０へ衝突するおそれを低減することができる。その結果、タッチパネル２０の湾曲振動の減衰を一層低減することができる。

さらに、この実施形態のように第１の弾性部材３０および第２の弾性部材４０を厚み方向（図３の上下方向）にみて同一線上に配置することにより、タッチパネル２０の振動の支点を当該線上に位置させることができる。すなわちタッチパネル２０の横方向の振動を低減することができ、タッチパネル２０の振動減衰を一層低減することができる。

なお、第１の弾性部材３０および第２の弾性部材４０の上記した断面形状は、タッチパネル２０側に近づくほど細くなる先細形状となっていれば上記同様の効果を得ることができるが、必ずしも先細形状とすることは必須ではない。例えば、図４に示すように、第１の弾性部材３０および第２の弾性部材４０の断面形状は矩形状であってよい。また、先細形状とする場合、略凸字形状に限られるものではなく、三角形状や、半円形状などとすることもできる。

なお、第１の弾性部材３０は、本実施形態においては、タッチパネル２０への当接部３０−１と、上部筐体１０ａの庇部１０ａ−１への当接部３０−２においてそれぞれ、タッチパネル２０および庇部１０ａ−１に対し、例えば両面テープまたは接着剤などによって固着されている。また、第２の弾性部材４０も、本実施形態においては、第１の弾性部材３０の場合と同様、タッチパネル２０への当接部４０−１と、下部筐体１０ｂへの当接部４０−２においてそれぞれ、タッチパネル２０および下部筐体１０ｂに対し、例えば両面テープまたは接着剤などによって固着されている。従って、タッチパネル２０の振動時などに、タッチパネル２０がＸＹ方向に位置ずれすることが低減される。なお、第１の弾性部材３０は当接部３０−２、第２の弾性部材４０は当接部４０−２をそれぞれ、上部筐体１０ａの庇部１０ａ−１および下部筐体１０ｂに対し、予め固着しておくことにより、電子機器１の組立時の作業性を向上することができる。

また、第１の弾性部材３０および第２の弾性部材４０を上述したように庇部１０ａ−１、タッチパネル２０および下部筐体１０ｂへ固着することは必ずしも必須ではなく、第１の弾性部材３０および第２の弾性部材４０の材質および形状を適切に設定することによって、上記した固着は全て省略したり、当接部３０−１，４０−１の固着のみ省略することも可能である。なお、タッチパネル２０の位置ずれが懸念される場合には、上部筐体１０ａの側壁１０ａ−２とタッチパネル２０との間にクッション材を設置することも有効である。

また、本実施形態においては、下部筐体１０ｂが支持部材に相当する。しかしながら、支持部材は下部筐体１０ｂに限られるものではなく、例えば、上部筐体１０ａにタッチパネル２０底面まで延びる支持部を延設して、この支持部を支持部材とすることもできる。その他にも、例えば、下部筐体１０ｂの凹部および表示部６０の幅を拡張して、表示部６０を支持部材とすることもできるし、下部筐体１０ｂの凹部および基板７０の幅を拡張して、基板７０を支持部材とすることもできる。

また、本実施形態においては、タッチパネル２０の上面外縁の全周にわたり、この上面外縁と上部筐体１０ａの庇部１０ａ−１との間に、この上面外縁と庇部１０ａ−１との間隙を塞ぐ第１の弾性部材３０を配置するものとして説明した。ここに、上部筐体１０ａは、例えば、タッチパネル２０の上面外縁の上方に配置されるベゼル（枠状の部材）と、上部筐体本体との２分割構造とすることもできる。上部筐体をこのような２分割構造とした場合には、第１の弾性部材３０をベゼルとタッチパネル２０の間に配置することによって、上述同様の効果を得ることができる。

以上説明した本実施の形態に係る電子機器によれば、第１の弾性部材および第２の弾性部材を用いることにより、振動部によるタッチパネルの湾曲振動の減衰を低減する一方で、電子機器に対する防水および防塵効果を向上させることができる。

なお、本発明は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上述した各実施形態においては、タッチパネルの底面に配置した表示部（図示せず）にオブジェクトを表示してタッチパネルが操作者の接触を検出する態様について説明した。しかしながら、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば表示部を有さずに、タッチパネルのタッチ面上にオブジェクトがインクなどにより直接印刷されているような態様も適用可能である。

また、上記実施形態では、タッチパネルを用いて、当該タッチパネルのタッチ面に対する接触を検出する場合について説明した。すなわち、上記実施形態においてタッチパネルは、いわゆるタッチセンサのような部材を想定して説明した。しかしながら、本発明による電子機器に用いるタッチパネルは、操作者の指やスタイラスペンなどの接触物により接触されるものであれば任意のものとすることができる。

例えば、本発明による電子機器に用いるタッチパネルは、タッチ面に対する接触物の接触の位置を検出しない（つまりセンシング機能を有さない）、単なる「パネル」のような部材とすることもできる。このような構成の電子機器においては、例えば、タッチパネルに対する押圧を検出する押圧検出部をさらに設けることにより、押圧検出部が検出する押圧に基づいて、タッチパネルに対する接触がなされたものと判定することができる。

また、上記実施の形態では、タッチパネルを用いて、当該タッチパネルのタッチ面に対する接触を検出した。しかしながら、押圧検出部がタッチパネルに対する押圧を検出して、当該押圧に基づいて、タッチパネルに対する接触がなされたものと判定することもできる。

上述のような押圧検出部は、タッチパネルのタッチ面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を任意の個数用いて構成することができる。また、振動部を圧電素子とした場合には、当該圧電素子を押圧検出部としても用いることができる。このような構成を採用して、押圧によるタッチパネルの歪みを検出することにより、当該歪みからタッチパネルに対する押圧を算出するなどの構成を想定することができる。

例えば、押圧検出部が圧電素子等を用いて構成された場合、押圧検出部の圧電素子は、タッチパネル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）が変化する。この場合、押圧検出部は、この電圧の大きさ（電圧値（以下、単にデータと称する））を制御部に通知することができる。制御部は、押圧検出部がデータを制御部に通知することにより、または、制御部が押圧検出部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、制御部は、タッチパネルのタッチ面に対する押圧に基づくデータを取得する。すなわち、制御部は、押圧検出部から押圧に基づくデータを取得する。そして、制御部は、押圧に基づくデータが所定の基準を満たした場合に、接触がなされたものと判定し、所定の振動を発生することができる。ここで、上記所定の基準は、表現したい押しボタンスイッチの押圧時の荷重特性に応じて適宜設定することができる。

さらに、このような押圧検出部は、タッチパネルにおける接触検出方式に応じて構成することができる。例えば、抵抗膜方式の場合には、接触面積の大きさに応じた抵抗の大きさを、タッチパネルのタッチ面に対する押圧の荷重（力）に対応付けることにより、歪みゲージセンサや圧電素子等を用いることなく構成することができる。あるいは、静電容量方式の場合には、静電容量の大きさを、タッチパネルのタッチ面に対する押圧の荷重（力）に対応付けることにより、歪みゲージセンサや圧電素子等を用いることなく構成することができる。

このような押圧検出部は、タッチパネルにおける接触検出方式に応じて各種の構成を想定することができる。例えば、抵抗膜方式の場合には、接触面積の大きさに応じた抵抗の大きさを、タッチパネルのタッチ面に対する押圧の荷重（力）に対応付けることにより、歪みゲージセンサや圧電素子等を用いることなく構成することができる。あるいは、静電容量方式の場合には、静電容量の大きさを、タッチパネルのタッチ面に対する押圧の荷重（力）に対応付けることにより、歪みゲージセンサや圧電素子等を用いることなく構成することができる。

また、振動部は、任意の個数の圧電振動子を用いて構成したり、タッチパネルの全面に透明圧電素子を設けて構成したり、偏心モータを駆動信号の１周期で１回転させるようにして構成したり、することもできる。さらに、押圧検出部および振動部は、圧電素子を用いて構成する場合は、圧電素子を共用して押圧検出部兼振動部を構成することもできる。圧電素子は、圧力が加わると電圧を発生し、電圧が加えられると変形するためである。

また、上述したように、振動部は、押圧検出部も兼ねる圧電素子の電圧の大きさ（電圧値（データ））が所定の基準を満たした際に、当該圧電素子を駆動することにより振動を発生するようにもできる。ここで、圧電素子の電圧の大きさ（電圧値（データ））が所定の基準を満たした際とは、電圧値（データ）が所定の基準値に達した際であってもよいし、電圧値（データ）が所定の基準値を超えた際でもよいし、所定の基準値と等しい電圧値（データ）が検出された際でもよい。

上述した実施の形態においては、タッチパネルを表示部の上面に重ねて配置した構成を想定して説明した。本発明による電子機器は、このような構成にすることは必須ではなく、タッチパネルと表示部とを離間した構成にすることもできる。しかしながら、タッチパネルを表示部の上面に重ねて配置した構成とする方が、表示される画像と、操作入力が検出される領域および発生する振動との対応関係を、操作者に容易に認識させることができる。

また、上述した実施形態の説明における表示部およびタッチパネルは、表示部と接触検出部との両機能を共通の基板に持たせる等により、一体化した装置によって構成されるようにしてもよい。このように表示部と接触検出部との両機能を一体化した装置の構成の一例としては、液晶パネルが有するマトリクス状配列の画素電極群に、フォトダイオード等の複数の光電変換素子を規則的に混在させたものを挙げることができる。この装置は、液晶パネル構造によって画像を表示する一方で、パネル表面の所望位置をタッチ入力するペンの先端で液晶表示用のバックライトの光を反射し、この反射光を周辺の光電変換素子が受光することによって、タッチ位置を検出することができる。

なお、振動部は、振動モータ（偏心モータ）などに基づいて電子機器を振動させることにより、タッチパネルを間接的に振動させるように構成してもよいし、タッチパネルに圧電素子を配設することにより、タッチパネルを直接的に振動させるように構成してもよい。

また、上記実施形態では、センシング機能を有するタッチパネルを備え、操作感をフィードバックする携帯電話端末を挙げたが、本発明はこれに限定されない。以下、本発明の第２の実施形態に係る電子機器について説明する。

例えば、本発明に係る電子機器は、タッチパネルや表示部を保護するカバーパネル等のパネルに貼り付けられた圧電素子に所定の音声信号に応じた電気信号を印加することで、パネルに振動を発生させる電子機器でもよい。このような電子機器は、当該振動させたパネルに、利用者の体の一部（例えば外耳の軟骨）を接触させても、利用者に対して音を伝えることができる。

以下に述べる携帯電話機１００は、本発明の第２の実施形態に係る電子機器の例として挙げたものであるから、図に示す構成に限定されない。携帯電話機１００の構成は、本発明を適用するのに支障がない範囲内で適宜変更され得る。

図５は、本発明の第２の実施形態に係る電子機器を示す図である。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。

図５に示すように、本発明の第２の実施形態に係る電子機器としての携帯電話機１００は、筺体１１０と、パネル１２０と、表示部１３０と、圧電素子１４０とを備える。圧電素子１４０は、接合部材１５０によりパネル１２０に接着されている。パネル１２０、表示部１３０および圧電素子１４０は、それぞれ略長方形状である。圧電素子１４０における接合部材１５０との接触領域は、圧電素子の一方側主面のほぼ全面であってもよい。この場合、例えば圧電素子の両端だけを圧電素子における接合部材との接触領域とした場合に比較して、圧電素子１４０における振動が、効率よくパネル１２０に伝達され、パネル１２０を人体に接触させても減衰してしまわない十分な強度で、パネル１２０を湾曲振動させることができる。

図５（ａ）に示すように、表示部１３０は、パネル１２０の短手方向におけるほぼ中央に配置される。圧電素子１４０は、パネル１２０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、圧電素子１４０の長手方向がパネル１２０の短辺に沿うように配置される。表示部１３０と圧電素子１４０とは、パネル１２０の内部側の面に平行な方向において並んで配置される。例えばパネル１２０と表示部１３０とが重畳しない構成である場合、圧電素子１４０は、パネル１２０の中央に配設されてもよい。圧電素子１４０がパネル１２０の中央に配設された場合、圧電素子１４０の振動がパネル１２０全体に均等に伝わり、利用者が耳をパネル１２０の様々な位置に接触させた場合でも音声を認識することができる。尚、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。

図５に示すように、筺体１１０は、上部筺体１１０ａと下部筺体１１０ｂとを有する。硬部１１０ａは、例えば樹脂等の材料で形成されている。

上部筺体１１０ａは、側壁部１１２と、当該側壁部１１２の上端からパネル１２０の平面方向に略平行に延びる庇部１１１とを有する。

パネル１２０は、例えばタッチパネルの場合、タッチパネルに対する指、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でよい。パネル１２０は、表示部１３０を保護するための保護パネルでもよい。またパネル１２０の材質は、例えばガラスや合成樹脂からなり、板状体からなればよい。

表示部１３０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。

圧電素子１４０は、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する素子である。圧電素子１４０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。積層型の圧電素子の場合、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。

接合部材１５０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る。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５に示すように、パネル１２０の上面外縁と上部筐体１１０ａの庇部１１１との間には、この上面外縁と庇部１１１との間隙を塞ぐように第１の弾性部材１６０が配置される。そして、パネル１２０の底面外縁と下部筐体１１０ｂとの間には、第２の弾性部材１７０が配置される。

第１の弾性部材１６０および第２の弾性部材１７０は、第１の実施形態と同様に、防水性および防塵性を有する素材から成る。第１の弾性部材１６０および第２の弾性部材１７０は、例えばシリコンゴムである。第１の弾性部材１６０および第２の弾性部材１７０は、防水性および防塵性を有していれば、接合部材１５０と同じ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ってもよい。

上記の携帯電話機１００は、図５に示すように、第１の弾性部材１６０が上部筺体１１０ａの庇部１１１とパネル１２０との間に配置され、第２の弾性部材１７０がパネル１２０と下部筺体１１０ｂとの間に配置される。第１の弾性部材１６０により携帯電話機１００の内部に水や埃が侵入することが低減される。また、パネル１２０は第１の弾性部材１６０および第２の弾性部材１７０により筺体１１０の内部に保持されているため、パネル１２０の振動の減衰が生じにくい。

以上の構成を有する携帯電話機１００は、圧電素子１４０の伸縮に起因して振動するパネル１２０に利用者の体の一部が接触しても利用者に対して音を伝えることができる。

圧電素子１４０は、例えば不図示の制御部から出力される電気信号に基づいて長手方向に伸縮（湾曲）する。圧電素子１４０は接合部材１５０によりパネル１２０に貼り付けられているため、パネル１２０は圧電素子１４０の伸縮に伴って振動する。パネル１２０は、圧電素子１４０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１２０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全体にランダムに分布した振動をする。即ちパネル全域にわたって、複数の波の振動が検出される。

上記の携帯電話機１００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、タッチパネルや表示部を保護するカバーパネル等のパネルに振動を発生させ、当該振動させたパネルに、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、利用者に対して音を伝えることができる。

上記の携帯電話機１００のパネルによる出力音は、通話相手の音声または着信メロディもしくは音楽を含む楽曲等であることが想定される。楽曲は、内部メモリに記憶された音楽データに基づいて再生されるものでもよいし、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。

圧電素子の伸縮に起因するパネルの振動に基づいて音を出力する場合、高音域に比べて低音域が聞こえにくいことが多い。そのため、低音域のみを増幅するようアンプを制御してよい。

パネルの振動により利用者に音を伝える場合、別途ダイナミックスピーカを備える必要がなければ、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、電子機器の防水・防塵構造が簡素化できる。尚、ダイナミックスピーカを別途備えてもよい。この場合、ダイナミックスピーカの放音口は、気体は通すが液体は通さない防水シート、例えばゴアテックス（商標）等により閉鎖されるとよい。

圧電素子は、パネルにおける圧電素子が取り付けられた取付領域だけでなく、パネルにおける当該取付領域から離れた領域も振動させる。そのため、利用者は、パネルの任意の位置に耳を接触させて音を聞くことができる。ここで、利用者の耳よりも広い面積を有するパネルを採用することで、利用者は、利用者の耳とほぼ同じ大きさあるいは利用者の耳よりも大きな大きさのパネルを備える電子機器を、耳全体が覆われるように接触させることで、周囲音（ノイズ）が外耳道に入ることを低減しつつ、電子機器から出力される音を聞くことができる。パネルは、耳輪から耳珠および対耳珠までの間の距離に相当する長さと、耳輪脚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。平均的な耳の大きさは、例えば日本人であれば、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、概ね、日本人の耳の大きさを目安にパネルを作製すれば、外国人にも適用可能と考えられる。

上記の携帯電話機１００は、利用者の体の一部（例えば外耳の軟骨）を介して振動によって利用者に音を伝えることができるものであるため、ダイナミックスピーカと比較して空気の振動により周囲へ伝わる音が少ない。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に適している。

また、上記の携帯電話機１００は、パネル１２０の振動によって音を伝えるため、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。

また、上記の携帯電話機１００においては、表示部１３０と圧電素子１４０とは、パネル１２０の内部側の面に平行な方向において並んで配置される。表示部１３０がパネル１２０に取り付けられていることで、パネル１２０の下部（図５において下側）の剛性が上がり、圧電素子１４０が貼り付けられたパネル１２０の上部（図５において上側）の振動をパネル１２０の下部に比して大きく振動させることが可能となる。そのため、パネル１２０の振動を利用者に効率よく伝えることが可能となる。

尚、このように振動しているパネルを人体に接触させて音を伝えようとする場合、圧電素子に印加される電圧は、通常の所謂パネルスピーカに搭載される圧電素子に印加される電圧よりも高く設定するとよい。これは、パネルの筺体に対する支持構造が大きく異なることに起因する。例えば、日本国特許公開公報：特開２０１０−１１４８６６に開示されたパネルスピーカの場合、パネル自体は大きく変形せず、パネルの板厚方向に、パネル全体が一体として平行移動をするように、長手方向の両端で筺体に、フィルム状部材や伸び縮み可能なゴム部材、スプリング部材等により支持される。これに対して、上記の携帯電話機１００は、パネル１２０の外周部全体が第１弾性部材１６０および第２弾性部材１７０により筺体１１０に接着されて支持される構造である。すなわち、携帯電話機１００のパネル１２０は、上記文献に記載されたパネルスピーカのパネルに比して、筺体に対して強固に固定されている。即ち、パネル１２０の外周部全体を支持する第１弾性部材１６０および第２弾性部材１７０は、所謂パネルスピーカを保持するフィルム状部材や伸び縮み可能なゴム部材、スプリング部材等に比べて、上述したように、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全体にランダムに分布した振動をするような弾性を有する材料が選択される。したがって、携帯電話機１００の圧電素子１４０に印加される電圧は、通常の所謂パネルスピーカに搭載される圧電素子に印加される電圧よりも高い。

以上、携帯電話機１００について説明したが、当該携帯電話機１００は、上述した構成に限られることなく、構成に関して種々の変更が可能である。本発明の第２の実施形態に係る電子機器の変形例を示す図である。図６は図５（ｂ）と同じ方向から視た断面図である。

図６に示すように、圧電素子１４０とパネル１２０との間には、中間部材１８０が配置されてもよい。この場合、圧電素子１４０と中間部材１８０とが接合部材１５０により接着され、さらに中間部材１８０とパネル１２０とが接合部材１５０で接着される構造であってもよい。接合部材１５０は、上記した各種接着剤または両面テープであってよい。

中間部材１８０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。圧電素子１４０とパネル１２０との間に中間部材１８０を配置することで、例えばパネル１２０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、圧電素子１４０とパネル１２０との間に中間部材１８０を配置することで、パネル１２０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。尚、中間部材１８０に換えて、板状の錘を接合部材１５０により圧電素子１４０に取り付けてもよい。これにより、人体にパネルを強く接触させても、パネルの振動が減衰しにくくできる。

また、上記の携帯電話機１００においては、圧電素子はパネルに貼り付けられているが、パネル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、筺体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においてパネル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。

上記のような、利用者の体の一部（例えば外耳の軟骨）を介して利用者に対して音を伝える電子機器は、振動するパネルに接触する利用者の体の一部を介して伝導する音（人体伝導音）およびパネルの振動に起因するパネル近傍の空気の振動（気導音）の両方を利用者に伝えるものであってもよい。

ここまで、本発明の複数の実施形態について説明したが、当然ながら各実施形態の構成同士を適宜組み合わせることは可能である。

１電子機器
１０ａ上部筐体
１０ｂ下部筐体
１０ａ−１庇部
１０ａ−２側壁
２０タッチパネル
３０第１の弾性部材
３０−１，３０−２当接部
４０第２の弾性部材
４０−１，４０−２当接部
５０振動部
６０表示部
７０基板
１００携帯電話機
１１０筺体
１１０ａ上部筺体
１１０ｂ下部筺体
１１１庇部
１１２側壁部
１２０パネル
１３０表示部
１４０圧電素子
１５０接合部材
１６０第１弾性部材
１７０第２弾性部材
１８０中間部材

Claims

パネルと、
該パネルを振動させる振動部と、
該パネルの上面外縁を覆う筐体と
を備えた電子機器であって、
上記筐体の頂部全周にわたり内側に延在する庇部を設け、
上記パネルの上面外縁の全周にわたり、該上面外縁と上記庇部との間に、第１の弾性部材を配置すると共に、
上記パネルの底面外縁の全周にわたり、該底面外縁とその下方に位置する支持部材との間に、第２の弾性部材を配置した
ことを特徴とする電子機器。
前記パネルは、利用者の耳全体を覆うことができる大きさである
請求項１に記載の電子機器。