JPWO2015064112A1 - 電子機器 - Google Patents
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Abstract
本発明による電子機器１は、パネル１０と、パネル１０を保持する筐体６０と、パネル１０に取り付けられた圧電素子３０と、を有し、圧電素子３０の変形に起因して、パネル１０が振動し、パネル１０に接触する対象物に人体振動音を伝え、パネル１０の主面に対する垂線あるいは法線と圧電素子３０のパネル１０に取り付けられた面とが直交しない。
Description
本出願は、２０１３年１０月３０日に日本国に特許出願された特願２０１３−２２５８０６、及び、２０１４年２月２６日に日本国に特許出願された特願２０１４−０３５６３５の優先権を主張するものであり、これら先の出願の開示全体をここに参照のために取り込む。
この発明は、圧電素子に所定の電気信号を印加することでパネルを振動させ、該パネルの振動を人体に伝達させることにより音を利用者に伝える電子機器に関する。
特許文献１には、携帯電話端末などの電子機器において、電子機器におけるパネルの主面に圧電素子を取付け、該圧電素子の変形に起因して前記パネルを振動させることで、パネルに接触する対象物に人体振動音を伝えるものが記載されている。また、特許文献１には、人体振動音とは、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に記載の電子機器は、パネルの主面に圧電素子を配置するためのスペースを要していたため、パネルの大型化を招いていた。
本発明の目的は、パネルの小型化が可能な圧電素子の配置がなされた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、パネルと、前記パネルを保持する筐体と、前記パネルに取付けられた圧電素子と、を有し、前記圧電素子の変形に起因して、前記パネルが振動し、当該パネルに接触する対象物に人体振動音を伝えるものであって、前記パネルの主面に対する垂線と前記圧電素子の主面を含む仮想平面とが直交しないものである。
また、前記パネルは、少なくとも湾曲部または屈曲部を有していても良い。
また、前記パネルは、当該パネルの主面の一端に前記湾曲部または前記屈曲部を有し、当該湾曲部または当該屈曲部から延設される第二の面を有していても良い。
また、前記圧電素子は、前記湾曲部または前記屈曲部に取付けられても良い。
また、前記圧電素子は、前記第二の面に取付けられていても良い。
また、前記パネルにおける、前記圧電素子が取付けられている側の端部が前記筐体に接合されることにより、当該端部が固定端となっていても良い。
また、本発明による電子機器は、パネルと、表示部と、前記パネルおよび前記表示部を保持する筐体と、前記パネルに取り付けられた圧電素子と、を有し、前記圧電素子の変形に起因して、前記パネルが振動し、当該パネルに接触する対象物に人体振動音を伝えるものであって、前記表示部の主面に対する垂線と前記圧電素子の主面を含む仮想平面とが直交しないものである。
また、前記パネルは、前記表示部の直上において、当該表示部の主面に対する垂線と直交しない領域を有していても良い。
また、前記パネルは、多面体形状あるいは曲面形状であっても良い。
また、本発明による電子機器は、筐体と、前記筐体に取り付けられるパネルと、前記パネルに取り付けられた圧電素子と、を有し、前記圧電素子の変形に起因して、前記パネルが振動し、当該パネルに接触する対象物に人体振動音を伝えるものであって、前記パネルを前記筐体から分離して水平面上に置いたときに、該水平面と前記圧電素子の主面を含む仮想平面とが所定の角度で交わるものである。
また、前記パネルは、該パネルの所定の断面において、両端部よりもその中間領域が突出する突曲面を有し、前記パネルの前記両端部よりも前記中間領域を上にして水平面上に置いたときに、該水平面と前記圧電素子の主面を含む仮想平面とが所定の角度で交わるものであっても良い。
また、前記パネルは、凸状の湾曲形状であっても良い。
また、前記パネルは、凹状の湾曲形状であっても良い。
また、前記筐体の少なくとも一部は、凸状の湾曲形状であっても良い。
また、前記筐体の少なくとも一部は、凹状の湾曲形状であっても良い。
本発明によれば、電子機器の小型化を可能とする圧電素子の配置がなされた電子機器を提供することが可能である。
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。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、圧電素子３０と、入力部４０と、制御部５０と、を備える。
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法は、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、および、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、または無機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、後述する接合部材７０（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良い。
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良い。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。積層型圧電素子は、電気信号（電圧）が印加されると、各層の積層方向、すなわち厚み方向に撓みの変位を起こす。
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３０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３０に対して印加する電圧は、例えば、人体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であって良い。これにより、使用者が例えば３Ｎ以上の力（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に十分な振動を発生させ、使用者の体の一部を介する人体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。制御部５０が圧電素子３０に電気信号を印加すると、圧電素子３０は厚み方向に撓みの変位を起こす。このとき、圧電素子３０が取付けられたパネル１０は、圧電素子３０の変位にあわせて変形し、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。また、パネル１０は、該パネル１０に接触する対象物に人体振動音を伝える。対象物として、例えば、利用者の体の一部（外耳の軟骨等）がある。例えば、制御部５０は、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３０に印加させ、その音声信号に対応する気導音及び人体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良い。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良いし、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良い。
図２Ａおよび図２Ｂは本発明の実施形態に係る電子機器１の構造を示す図である。図２Ａは電子機器１の正面図、図２Ｂは図２Ａの電子機器１の長辺に沿った方向（ｂ−ｂ線）における断面図である。図２Ａおよび図２Ｂに示す電子機器１は、パネル１０としてタッチパネルが電子機器１の前面に配された略長方形状の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及び圧電素子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。表示部２０および圧電素子３０は略長方形状である。
パネル１０は、該パネル１０の一部が湾曲している。図２Ｂにおいて、パネル１０は、電子機器１の前面を構成する略長方形状の主面部１０１（第一の面）を有し、さらに主面部１０１の長辺に沿った方向における一方側の端部（電子機器１の上部側）から電子機器１の背面に近づく方向に向かって延設された湾曲部１０２を有している。また、湾曲部１０２は、主面部１０１の上部側ではなく下部側の端部から形成されても良いし、主面部１０１の短辺に沿った方向における端部から形成されても良い。さらには、パネル１０の主面部１０１の四辺のうち、複数の端部から湾曲部１０２が形成されていても良い。さらに、パネル１０の湾曲部１０２は、電子機器１の背面に近づく方向ではなく、電子機器１の背面から遠ざかる方向に向かって、主面部１０１の端部から延設されていても良い。
パネル１０は、筐体６０に保持されている。本実施形態では、パネル１０は、該パネル１０の主面における縁部および／または該パネル１０の側面が接合部材７０によって筐体６０に接合されている。接合部材７０は、熱硬化性または紫外線硬化性等を有する接着剤や両面テープであり、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良い。また、接合部材７０は、電子機器１の防水構造を可能にするための防水テープを兼ねていても良い。
圧電素子３０は、パネル１０の湾曲部１０２における、電子機器１の内部側の面に、接合部材７０によって取付けられる。ここで、湾曲部１０２に圧電素子３０を取付けることは、湾曲部１０２と圧電素子３０との間に接合部材７０を介して該圧電素子３０が取付けられることを含む。また、圧電素子３０と湾曲部１０２との間に中間部材等が介在されて、該圧電素子３０が取付けられることも含む。
圧電素子３０は、接合部材７０によって、パネル１０の湾曲部１０２に取付けられる。パネル１０の湾曲部１０２の曲率が大きい場合、湾曲部１０２と圧電素子３０との間に生じる隙間において、紫外線硬化性樹脂等の一時的に流動性を有する接着剤を固化させても良い。このような方法により、圧電素子３０は、パネル１０の湾曲部１０２との間に隙間を生じることなく、該湾曲部１０２に取付けられるため、圧電素子３０の振動をパネル１０に伝え易くすることができる。尚、圧電素子３０の所定の面における全域がパネル１０に接合して取り付けられている必要はなく、所定の面における両端部が少なくともパネル１０に取り付けられていれば良い。また、湾曲部１０２と同形状の曲面と、圧電素子３０を取付けるための平面とを併せ持つように加工したプラスチック製の中間部材を、湾曲部１０２と圧電素子３０との間に介すことにより、両面テープを用いて圧電素子３０を湾曲部１０２に取付けることができる。また、パネル１０の湾曲部１０２における、電子機器１の内部側の面を加工し、平面とすることにより、圧電素子３０を湾曲部１０２に取付け易くすることもできる。
圧電素子３０は、該圧電素子３０の主面が、パネル１０の湾曲部１０２に取り付けられている。パネル１０の湾曲部１０２が、主面部１０１と平行でないことから、湾曲部１０２に取り付けられた圧電素子３０の主面も同様に、主面部１０１と平行とならない。言い換えると、圧電素子３０は、パネル１０の主面部１０１に対する垂線Ｈと該圧電素子３０の主面を含む仮想平面Ｐとが直交しないように配置される。
図３は、本発明の実施形態に係る電子機器の詳細な構成を示す断面図である。図３は、本発明に係る電子機器１において、パネル１０の主面部１０１を水平面と仮定し、圧電素子３０の主面（すなわち、パネル１０に取り付けられる面）における短辺を水平面に投影した際の、該投影される短辺の幅ｄを示した図である。圧電素子３０の主面の短辺の長さをＴとし、圧電素子３０の主面を含む仮想平面Ｐとパネル１０の主面部１０１とが成す角度をθとした場合に、圧電素子３０の幅ｄは、Ｔ×ｃｏｓθの値の絶対値で表される。圧電素子３０の幅ｄはすなわち、電子機器１の主面の長辺に沿った寸法において圧電素子３０が占める領域を示している。図３において、圧電素子３０の主面を含む仮想平面Ｐは、前記パネル１０の主面部１０１に対する垂線Ｈと直交しない。そのため、圧電素子３０の主面を含む仮想平Ｐとパネル１０の主面部１０１とが成す角度θは、θ≠０となり、従って、ｄ＜Ｔとなる。一方で、湾曲部を有さない、すなわち、主面部１０１のみからなるパネル１０を有し、主面部１０１の一端に圧電素子３０が取付けられている場合、圧電素子３０の主面を含む仮想平Ｐとパネル１０の主面部１０１とが成す角度θは、θ＝０となる。従って、圧電素子３０の主面（すなわち、パネル１０に取り付けられる面）における短辺を水平面に投影した際の、該投影される短辺の幅ｄ０は、ｄ０＝Ｔとなる。以上のことから、本実施形態に係る電子機器１における圧電素子３０の幅ｄは、主面部１０１のみからなるパネル１０の該主面部１０１に圧電素子３０が取付けられている場合の該圧電素子の幅ｄ０よりも小さくなる。
このように、本実施形態に係る電子機器１は、パネル１０の湾曲部１０２に圧電素子３０が取付けられているので、主面部１０１に圧電素子３０を取付けた場合と比較して、電子機器１の主面の長辺に沿った寸法において圧電素子３０が占める領域が小さくなることから、電子機器１の小型化が可能である。
通常、圧電素子をパネルの背面に設けた電子機器では、圧電素子が使用者に視認されることを防止するため、パネルにおける、圧電素子が視認され得る領域には遮光膜が印刷されている。本発明に係る電子機器１は、電子機器１の主面部１０１において圧電素子３０が占める領域を小さくすることができるため、遮光膜を設ける領域を小さくすることができる。
上記の効果は、圧電素子３０の主面を含む仮想平面が前記パネル１０の主面部１０１に対する垂線と直交しないように該圧電素子３０を配置することで得られるが、本実施形態のように、湾曲部を一部に有したパネル１０を使用し、該湾曲部に圧電素子を取付けることで、このような圧電素子の配置が容易に行える。
本実施形態に係る電子機器１によれば、パネル１０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が振動し、当該振動するパネル１０に接触する対象物に対して気導音と人体振動音とを伝える。パネル１０の湾曲部１０２は、圧電素子３０の変形により、該湾曲部１０２と交差する方向に振動する。パネル１０の湾曲部１０２の振動は、該湾曲部１０２と一体となっている主面部１０１にも伝搬される。従って、電子機器１は、パネル１０の主面部１０１と湾曲部１０２の何れにおいても、人体振動音を伝えることができる。
また電子機器１は、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。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。
さらに、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良い。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４は本発明の実施形態の第一の変形例を示す図である。電子機器１のパネル１０は、電子機器１の前面を構成する略長方形状の主面部１０１を有し、さらに主面部１０１の長辺に沿った方向における一方の端部（電子機器の上部側）から連続し、主面部１０１に対して所定の角度で電子機器１の背面側に向かって屈曲した屈曲部１０３を有している。屈曲部１０３の端部は接合部材７０によって筐体６０に接合され、電子機器１の上部側の側面の一部を構成する。なお、屈曲部１０３の屈曲角度等は適宜設定される。また、屈曲部１０３は、主面部１０１の上部側ではなく下部側の端部から形成されても良いし、主面部１０１の短辺に沿った方向における端部から形成されても良い。さらには、パネル１０の主面部１０１の四辺のうち、複数の端部から屈曲部１０３が形成されていても良い。さらに、パネル１０の屈曲部１０３は、電子機器１の背面側ではなく、電子機器１の背面とは反対側に向かって、パネル１０の端部が所定の角度で屈曲することにより設けられても良い。
圧電素子３０は、パネル１０の屈曲部１０３における、電子機器１の内部側の面に、接着剤（接合部材７０）により取り付けられている。このような圧電素子３０の配置を施すことにより、圧電素子３０の主面はパネル１０の主面部１０１と平行とならない。言い換えると、圧電素子３０は、パネル１０の主面に対する垂線Ｈと該圧電素子３０の主面を含む仮想平面Ｐとが直交しないように配置される。従って、本変形例においても、電子機器１の主面の長辺に沿った寸法において圧電素子３０が占める領域を小さくすることが可能である。
図５は本発明の実施形態の第二の変形例を示す図である。電子機器１のパネル１０は主面部１０１と、主面部１０１の一方の端部が湾曲した湾曲部１０２と、さらに、湾曲部１０２から延設されたパネル上の第二の面１０４とを有している。パネル１０の第二の面１０４は、略板状であり、また、パネル１０の主面部１０１と略垂直である。パネル１０の第二の面１０４の端部は接合部材７０により、筐体６０に接合されている。本変形例では、パネル１０の湾曲部１０２と第二の面１０４とが電子機器１の側面の一部を構成している。
圧電素子３０は、パネル１０の第二の面１０４に取り付けられている。第二の面１０４は主面部１０１と略垂直であるため、圧電素子３０の主面も主面部１０１と略垂直となる。この場合、電子機器１の主面部１０１の面領域において圧電素子３０が占める領域は、該圧電素子３０の厚み幅と同等である。従って、実施形態と同様に、主面部１０１に圧電素子３０を取付けた従来の電子機器と比較して、電子機器１の主面の長辺に沿った寸法において圧電素子３０が占める領域が小さくなることから、電子機器１の小型化が可能である。本変形例では、パネル１０の第二の面１０４と主面部１０１とが略垂直となる構成を有するが、必ずしもその必要はなく、第二の面１０４と主面部１０１とが平行でない構成であれば、本発明における圧電素子３０の配置を実現することができる。
第二の変形例に係る電子機器１は、パネル１０の第二の面１０４に圧電素子３０を取付けた構成であるが、図２の構成と同様にして、第二の面１０４ではなく、パネル１０の湾曲部１０２に取り付けられていても、本発明の目的である電子機器の小型化を達成可能である。しかしながら、本変形例の第二の面１０４は略板状であるので、湾曲部１０２に圧電素子３０の主面を取付ける場合よりも容易に圧電素子３０を取付けることができる。
図６は本発明の実施形態の第三の変形例を示す図である。電子機器１のパネル１０は主面部１０１と、主面部１０１の一方の端部が屈曲した屈曲部１０３と、さらに、屈曲して延設されたパネル上の第二の面１０４とを有している。パネル１０の第二の面１０４は、略板状であり、該第二の面１０４の端部は接合部材７０により、筐体６０に接合されている。本変形例では、パネル１０の第二の面１０４が電子機器１の側面の一部を構成している。
圧電素子３０の主面は、パネル１０の第二の面１０４に取り付けられている。第二の面１０４は主面部１０１から所定の角度で屈曲して形成されているため、該第二の面１０４に取り付けられる圧電素子３０の主面とパネル１０の主面部１０１とは平行とならない。
すなわち、圧電素子３０の主面を含む仮想平面Ｐがパネル１０の主面部１０１に対する垂線Ｈと直交しないように配置される。従って、本変形例においても、電子機器１の主面の長辺に沿った寸法において圧電素子３０が占める領域が小さくなることから、電子機器１の小型化が可能である。
すなわち、圧電素子３０の主面を含む仮想平面Ｐがパネル１０の主面部１０１に対する垂線Ｈと直交しないように配置される。従って、本変形例においても、電子機器１の主面の長辺に沿った寸法において圧電素子３０が占める領域が小さくなることから、電子機器１の小型化が可能である。
第三の変形例に係る電子機器１は、パネル１０の第二の面１０４に圧電素子３０を取付けた構成であるが、図４の構成と同様にして、第二の面１０４ではなく、パネル１０の屈曲部１０３に取り付けられていても、本発明の目的である電子機器の小型化を達成可能である。しかしながら、本変形例の第二の面１０４は略板状であるので、屈曲部１０３に圧電素子３０の主面を取付ける場合よりも容易に圧電素子３０を取付けることができる。
以上に説明した実施形態及びその変形例では、パネル１０における、圧電素子３０が取り付けられている側の端部が筐体６０に接合されることにより、パネル１０の端部が固定端となっている。このような構成とすることにより、電子機器１では、圧電素子３０の変形に起因する、パネル１０への振動の伝搬が安定し、振動音の歪みの生成を抑制することができる。
なお、電子機器１において、パネル１０における、圧電素子３０が取り付けられている側の端部の一部と筐体６０とを接合しないことで、該端部を自由端とすることも可能である。
図７は、本発明の実施形態の第四の変形例を示す図である。図７は、パネル１０における、圧電素子３０が取り付けられている側の端部が自由端となっている場合の構成を示している。この構成において、パネル１０は、主面部１０１と該主面部１０１の端部が湾曲した湾曲部１０２とを有している。パネル１０の主面部１０１と、筐体６０における、電子機器１の上側部とが接合部材７０により接合されており、一方で湾曲部１０２の端部は筐体６０と接合されていない。また、圧電素子３０はパネル１０の湾曲部１０２に取り付けられている。このような構成を取ることにより、パネル１０における、圧電素子３０が取り付けられた側の端部は自由端となる。ここで、湾曲部１０２の端部とは、湾曲部１０２の端面、該端面付近の側面、および湾曲部１０２の主面における縁部を意味するが、これらの箇所の全てを接合しないことが必須であるわけではなく、適宜、接合箇所を設けたとしても、パネル１０の端部を自由端とすることは可能である。一方で、湾曲部１０２の端部のみではなく、湾曲部１０２の全領域が筐体６０に接合されない構成をとっても良い。
本変形例に係る電子機器１は、パネル１０における、圧電素子３０が取り付けられた側の端部は自由端であるので、該圧電素子３０の変形によるパネル１０の振動幅が、固定端の場合と比較して大きくなる。従って、より大きな音圧を実現することができる。
以上に説明した実施形態及びその変形例では、電子機器１のパネル１０が板状の主面部１０１を有している構成を示したが、本発明ではこれに限定されない。パネル１０が板状部を有さず、曲面形状部のみから成るものであっても良い。
図８は、本発明の実施形態の第五の変形例を示す図である。図８は、ドーム形状の曲面パネルが筐体６０の前面に配された電子機器１を示している。本変形例では、表示部２０は、パネル１０に接着されるのではなく、筐体６０に支持されている。すなわち、本変形例に係る電子機器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８０とが接合部材７０により接着される構成である。なお、支持部８０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できる。
圧電素子３０は、パネル１０の端部における、電子機器１の内部側の面に、接合部材７０によって取付けられる。このとき、圧電素子３０は、表示部２０の主面に対する垂線Ｈ’と圧電素子３０の主面を含む仮想平面Ｐとが直交しないように配置される。このような配置を行うことで、垂線Ｈ’と仮想平面Ｐとが直交する場合、すなわち、表示部２０の主面と圧電素子３０の主面とが平行である場合と比較して、電子機器１の主面の長辺に沿った寸法において圧電素子３０が占める領域が小さくなる。なお、圧電素子３０の主面と表示部２０の主面とが平行であると仮定した場合の該圧電素子３０を点線で併せて図８に示し、本変形例における圧電素子３０と点線で示した圧電素子における、電子機器１の主面において占める領域の差を矢印で示している。
通常、電子機器の主面において圧電素子が占める領域には、表示部による画像の表示を行うことができない。従って本変形例のような圧電素子３０の配置を行い、電子機器１の主面において圧電素子３０が占める領域を小さくすることによって、表示部により表示される表示領域を大きくすることができる。
本発明の実施形態の第五の変形例は、パネル１０が、表示部２０の直上において、該表示部２０の主面に対する垂線Ｈ’と直交しない領域を有する形状においても適用できる。例えば、これに該当するパネル１０の形状として、多面体形状あるいは、半球形状、半楕円体状、水滴（あるいは卵等）を縦に二分割した形状等の曲面形状が挙げられる。
図９Ａおよび図９Ｂは、本発明の他の実施例を示す図である。図９Ａは電子機器１の断面図、図９Ｂは電子機器１の筐体６０からパネル１０を分離して水平面に置いたときの該パネル１０の断面図である。図９Ａに示すように、本実施例における電子機器１では、筐体６０にパネル１０が取り付けられている。パネル１０は、該パネル１０の所定の断面において、両端部よりもその中間領域が突出する突曲面を有している。パネル１０には、表示部２０が接合部材７０により接合されて取り付けられている。また、パネル１０には、圧電素子３０が接合部材７０により取り付けられている。本実施例における電子機器１は、圧電素子３０の変形に起因して、パネル１０が振動し、パネル１０に接触する対象物に人体振動音を伝える。なお、本実施例における電子機器１においては、図８に示した電子機器１と同様に、入力部４０の図示を省略している。
パネル１０は、図９Ｂに示すように、該パネル１０を筐体６０から分離して水平面Ｓ上に置いたときに、該水平面Ｓと圧電素子３０の主面を含む仮想平面Ｐとが所定の角度θで交わる。パネル１０は、前述したように、該パネル１０の所定の断面において、両端部よりもその中間領域が突出する突曲面を有しており、該パネル１０の両端部よりも中間領域を上にして水平面上に置かれている。ここで、仮に、使用者が電子機器１の表示部２０からパネル１０を介して表示される画像を視る場合、使用者は通常、水平面Ｓに垂直な方向Ｈにおいて、電子機器１の上から、該電子機器１の表示領域を視る。このとき、使用者により視認される面は、水平面Ｓとおよそ平行な面となる。本発明に係る電子機器１において、圧電素子３０は、該圧電素子３０の主面を含む仮想平面Ｐと、水平面Ｓとが所定の角度で交わるように、パネル１０に取り付けられている。この場合、仮想平面Ｐと、水平面Ｓとが所定の角度で交わっていない場合（即ち、平行である場合）と比較して、水平面Ｓ、即ち、使用者が表示領域を視る際に、およそ視認される面と平行な面において、圧電素子３０が占める領域は小さくなる。そのため、例えば、圧電素子３０が使用者に視認されることを防止するための遮光膜を設ける領域を小さくすることができる。
本発明において、電子機器１のパネル１０は、前述のように、曲面形状を有していても良い。図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃは、そのパネル１０の形状を例示した図である。図１０Ａは、電子機器１の正面図を示し、図１０Ｂおよび図１０Ｃは、図１０Ａに示した電子機器１の断面図をパネル１０の形状のパターン毎に示している。図１０Ａにおいて圧電素子３０は、パネル１０における、電子機器１の長辺に沿った方向における端部あるいは電子機器１の短辺に沿った方向における端部の内の少なくとも一方に取り付けられている。図１０Ｂは、電子機器１の短辺に沿った方向（Ｘ−Ｘ線）におけるパネル１０の断面図および電子機器１の長辺に沿った方向（Ｙ−Ｙ線）におけるパネル１０の断面図を、パネル１０の形状のパターン毎に示している。図１０Ｂにおいて、パネル１０は実線で、筐体６０は破線で、圧電素子３０は斜線で其々示されている。なお、入力部４０の図示は省略されている。図１０Ｂのパターン１は、パネル１０が、電子機器１のＸ−Ｘ線に沿った断面とＹ−Ｙ線に沿った断面との双方において、該パネル１０の両端部よりもその中間領域が突出した湾曲形状を有している場合である。図１０Ｂのパターン２は、電子機器１のＸ−Ｘ線に沿った断面において、図１０Ｂのパターン３は、電子機器１のＹ−Ｙ線に沿った断面において、パネル１０が、該パネル１０の両端部よりもその中間領域が突出した湾曲形状を有している場合である。図１０Ｂに示されるパネル１０は、曲面状に傾斜する傾斜面を有しているため、該パネル１０を上にして、電子機器１の背面を平坦面に載置したときに、表示部２０から表示される画像を斜めから見た場合であっても視認し易い。
図１０Ｃは、パネル１０の他の形状をさらに例示した図である。図１０Ｃのパターン１〜４では、パネル１０は、電子機器１のＸ−Ｘ線に沿った断面と、Ｙ−Ｙ線に沿った断面の少なくとも一方において、凸状の湾曲形状を有している。図１０Ｃのパターン１は、図１０Ｂに示した例と同様であり、パネル１０が該パネル１０の中央部に対する法線を軸として線対称となっている場合を示している。一方で、図１０Ｃのパターン２は、パネル１０が該パネル１０の中央部に対する法線を軸として非対称となっている場合を示している。このようなパネル１０の形状は、例えば、水滴（あるいは卵等）を縦に二分割した形状である。ここで、仮にパネル１０が平板形状である場合、パネル１０を所定の平坦面に当接させるように電子機器１を載置したとき、例えば、通知等により表示部２０から発せられる光が外部に漏れず、視認されにくい。これに対し、パネル１０が凸状の湾曲形状である場合、パネル１０を下にして平坦面に載置したとしても、パネル１０の曲面と平坦面との間に隙間ができるので、表示部２０による発せられる光が外に漏れやすく、視認されやすい。なお、図１０Ｃのパターン１，２においては、筐体６０における電子機器１の背面を構成する面が、平面である場合を示したが、これに限定されない。図１０Ｃのパターン３，４の其々は、図１０Ｃのパターン１，２の其々において、パネル１０の曲面形状に沿って、筐体６０が曲面形状を有している場合を示している。この場合、筐体６０の少なくとも一部、例えば、筐体６０における電子機器１の背面を構成する面が、凹状の湾曲形状を有している。電子機器１の背面（筐体６０）に圧電素子３０を取付け、筐体６０の振動を通じて通話音声を聞く場合、使用者は電子機器１の背面を側頭部に当てるため、その際、パネルの凹面が使用者の側頭部に填まり易く、使い勝手が良くなる。
図１０Ｃのパターン１〜４においては、パネル１０が凸状の湾曲形状を有している場合を示しているが、これに限定されない。図１０Ｃパターン５〜８は、電子機器１のＸ−Ｘ線に沿った断面と、Ｙ−Ｙ線に沿った断面の少なくとも一方において、パネル１０が凹状の湾曲形状を有している場合である。図１０Ｃのパターン５は、パネル１０が該パネル１０の中央部に対する法線を軸として線対称となっている場合を示しており、図１０Ｃのパターン６は、パネル１０が該パネル１０の中央部に対する法線を軸として非対称となっている場合を示している。パネル１０は、凹状の湾曲形状を有していることにより、パネル１０の振動による人体振動音を通じて通話音声を聞く場合に、使用者は電子機器１のパネル１０を側頭部に当てるため、パネル１０の凹面が使用者の側頭部に填まり易く、パネル１０が平板形状である場合よりも、使い勝手が良くなる。なお、図１０Ｃのパターン５，６においては、筐体６０における電子機器１の背面を構成する面が、平面である場合を示したが、これに限定されない。図１０Ｃのパターン７，８の其々は、図１０Ｃのパターン５，６の其々において、パネル１０の曲面形状に沿って、筐体６０が曲面形状を有している場合を示している。この場合、筐体６０の少なくとも一部、例えば、筐体６０における電子機器１の背面を構成する面が、凸状の湾曲形状を有している場合である。この場合、筐体６０の少なくとも一部、例えば、筐体６０における電子機器１の背面を構成する面が、凸状の湾曲形状を有しているため、電子機器１を把持した際に掌に填まり易く、使い勝手が良くなる。
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。従って、本明細書において開示される全ての技術的事項は、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、上記の実施形態および変形例では、圧電素子３０の主面を含む仮想平面が電子機器１の主面に対する垂線と直交しないように配置させるため、一部に湾曲部等の曲面形状部を有した曲面パネルが用いられているが、パネルの形状はこれに限定されない。例えば、電子機器１の主面のみを構成する、略長方形状のパネルを用いたとしても、圧電素子とパネルとの間に中間部材を介在させる等の工夫を行うことで、本発明の特徴とする圧電素子の配置は実現できる。ここで、中間部材はポリエチレン等の硬質プラスチックであっても良いし、ゴム、シリコーン等の弾性ポリマーであっても良い。また、接合部材７０として用いる接着剤等が中間部材を兼ねても良い。硬質プラスチックを用いた場合には、圧電素子の振動をパネルに伝搬させ易く、一方で、弾性ポリマーを用いた場合には、外部から電子機器１へ外力が加わった時に、圧電素子への外力の伝搬を緩和することが可能である。
また、上記の実施形態および変形例では、電子機器１の長辺に沿った方向（ｂ−ｂ線）における断面図において、圧電素子３０の主面を含む仮想平面が前記パネル１０の主面部１０１、すなわち電子機器１の主面に対する垂線と直交しないような構造とすることにより、電子機器１の主面の長辺に沿った寸法において圧電素子３０が占める領域を小さくすることができるという効果を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、電子機器１の短辺に沿った方向における断面図において、圧電素子３０の主面を含む仮想平面が前記パネル１０の主面部１０１と直交しないような構造とすることにより、電子機器１の主面の短辺に沿った寸法において圧電素子３０が占める領域を小さくすることが可能である。
また、本発明の実施例では、凸状の湾曲形状を有したパネル１０と凹状の湾曲形状を有した筐体６０との組み合わせ、或いは、凹状の湾曲形状を有したパネル１０と凸状の湾曲形状を有した筐体６０との組み合わせを示したが、これに限定されない。凸状の湾曲形状を有したパネル１０と凸状の湾曲形状を有した筐体６０との組み合わせ、或いは、凹状の湾曲形状を有したパネル１０と凹状の湾曲形状を有した筐体６０との組み合わせであっても良い。
また、本発明の実施例では、パネル１０の厚さが、該パネル１０のどの領域においても均一である場合を示しているが、これに限定されず、パネル１０の領域によって該パネル１０の厚さが異なるような形状を有していても良い。
本発明の実施例は、スマートフォンを例にとって説明してきたが、折り畳み式の携帯電話であっても本発明は実現可能である。
１ 電子機器
１０ パネル
２０ 表示部
３０ 圧電素子
４０ 入力部
５０ 制御部
６０ 筐体
７０ 接合部材
８０ 支持部
１０１ 主面部
１０２ 湾曲部
１０３ 屈曲部
１０４ 第二の面
１０ パネル
２０ 表示部
３０ 圧電素子
４０ 入力部
５０ 制御部
６０ 筐体
７０ 接合部材
８０ 支持部
１０１ 主面部
１０２ 湾曲部
１０３ 屈曲部
１０４ 第二の面
Claims (15)
- パネルと、
前記パネルを保持する筐体と、
前記パネルに取り付けられた圧電素子と、を有し、
前記圧電素子の変形に起因して、前記パネルが振動し、当該パネルに接触する対象物に人体振動音を伝える電子機器であって、
前記パネルの主面に対する垂線と前記圧電素子の主面を含む仮想平面とが直交しない、
ことを特徴とする電子機器。 - 前記パネルは、少なくとも湾曲部または屈曲部を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。 - 前記パネルは、当該パネルの主面の一端に前記湾曲部または前記屈曲部を有し、
当該湾曲部または当該屈曲部から延設される第二の面を有する、
ことを特徴とする請求項２に記載の電子機器。 - 前記圧電素子は、前記湾曲部または前記屈曲部に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項２に記載の電子機器。 - 前記圧電素子は、前記第二の面に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項３に記載の電子機器。 - 前記パネルにおける、前記圧電素子が取り付けられている側の端部が前記筐体に接合されることにより、当該端部が固定端となる、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。 - パネルと、
表示部と、
前記パネルおよび前記表示部を保持する筐体と、
前記パネルに取り付けられた圧電素子と、を有し、
前記圧電素子の変形に起因して、前記パネルが振動し、当該パネルに接触する対象物に人体振動音を伝える電子機器であって、
前記表示部の主面に対する垂線と前記圧電素子の主面を含む仮想平面とが直交しない、
ことを特徴とする電子機器。 - 前記パネルは、前記表示部の直上において、当該表示部の主面に対する垂線と直交しない領域を有する、
ことを特徴とする請求項７に記載の電子機器。 - 前記パネルは、多面体形状あるいは曲面形状である、
ことを特徴とする請求項８に記載の電子機器。 - 筐体と、
前記筐体に取り付けられるパネルと、
前記パネルに取り付けられた圧電素子と、を有し、
前記圧電素子の変形に起因して、前記パネルが振動し、当該パネルに接触する対象物に人体振動音を伝える電子機器であって、
前記パネルを前記筐体から分離して水平面上に置いたときに、該水平面と前記圧電素子の主面を含む仮想平面とが所定の角度で交わる、
ことを特徴とする電子機器。 - 前記パネルは、該パネルの所定の断面において、両端部よりもその中間領域が突出する突曲面を有し、
前記パネルの前記両端部よりも前記中間領域を上にして水平面上に置いたときに、該水平面と前記圧電素子の主面を含む仮想平面とが所定の角度で交わる、
ことを特徴とする請求項１０に記載の電子機器。 - 前記パネルは、凸状の湾曲形状である、
ことを特徴とする請求項１０に記載の電子機器。 - 前記パネルは、凹状の湾曲形状である、
ことを特徴とする請求項１０に記載の電子機器。 - 前記筐体の少なくとも一部は、凸状の湾曲形状である、
ことを特徴とする請求項１２に記載の電子機器。 - 前記筐体の少なくとも一部は、凹状の湾曲形状である、
ことを特徴とする請求項１３に記載の電子機器。
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