WO2012111352A1

WO2012111352A1 - 電子機器

Info

Publication number: WO2012111352A1
Application number: PCT/JP2012/001084
Authority: WO
Inventors: 晃一久田
Original assignee: 京セラ株式会社
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2012-08-23
Also published as: JP5809080B2; JP2012185816A; JPWO2012111352A1

Abstract

　圧電素子などによりタッチパネルを湾曲振動させる電子機器において、振動の減衰を低減させつつ防水および防塵対策を施した電子機器を提供する。　電子機器１は、タッチパネル２０と、タッチパネル２０が貼り付けられるシート状部材２２と、タッチパネル２０を振動させる振動部５０と、シート状部材２２を支持する支持部材（１０ａ，１０ｂ）と、を備え、シート状部材２２は周縁部を封止する弾性材料製のパッキン２４を有し、弾性材料製のパッキン２４が支持部材（１０ａ，１０ｂ）に挟持されることにより、シート状部材２２が振動可能に支持部材（１０ａ，１０ｂ）に支持されるようにするとともに、シート状部材２２と支持部材（１０ａ，１０ｂ）との間が封止されるようにしたことを特徴とする。

Description

電子機器

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２０１１－０３４００４号（２０１１年２月１８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。

　この発明の電子機器は、パネルと、前記パネルが貼り付けられる保持部材と、前記パネルを振動させる振動部と、前記保持部材を支持する支持部材と、を備えた電子機器であって、前記保持部材は当該保持部材の周縁部を封止する弾性材料製のパッキンを有し、当該弾性材料製のパッキンが前記支持部材に挟持されることにより、前記シート状部材が振動可能に前記支持部材に支持されるようにするとともに、前記保持部材と前記支持部材との間が封止されるようにしたことを特徴とする。

　本発明によれば、圧電素子などによりタッチパネルを湾曲振動させる電子機器において、振動の減衰を低減させつつ防水および防塵対策を施した電子機器を提供することができる。

本発明の第１実施の形態に係る電子機器の外観斜視図である。第１実施の形態に係る電子機器を分解した外観斜視図である。第１実施の形態に係るタッチパネルおよびシート状部材を分解した外観斜視図である。第１実施の形態に係るタッチパネルおよびシート状部材の断面図である。第１実施の形態に係る電子機器の組み立て前の部分断面図である。第１実施の形態に係る電子機器の組み立て後の部分断面図である。第２実施の形態に係る電子機器の組み立て前の部分断面図である。第２実施の形態に係る電子機器の組み立て後の部分断面図である。第３実施の形態に係る電子機器の組み立て後の部分断面図である。第４実施の形態に係る電子機器の組み立て後の部分断面図である。

（第１実施の形態）
　以下、本発明の第１実施の形態について、図面を参照して説明する。

　まず、本発明の実施の形態に係る電子機器の概略構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る電子機器の外観を示す斜視図である。

　図１に示すように、第１実施の形態に係る電子機器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。

　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して、適当な防水および防塵の措置がなされているものとする。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）の前面に配置して、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。したがって、本実施の形態において、「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する、即ち当該表示部とは別に設けられる部材を想定して説明する。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。すなわち、図１に示すタッチパネル２０の裏側には、図示しないが、ＬＣＤなどの表示部を配置することができる。しかしながら、本明細書においては、表示関連の事項については、詳細な説明を省略する。

　図２は、図１に示した電子機器１において、上部筐体１０ａを下部筐体１０ｂと分離させた状態、すなわち筐体を分解した状態を示す分解斜視図である。

　下部筐体１０ｂから上部筐体１０ａを分離させた状態においては、下部筐体１０ｂの上にタッチパネル２０を含む構成部品（ユニット）が載置されている。図２においては、このような状態からさらに、下部筐体１０ｂの上に載置されているタッチパネル２０を含むユニットを外した様子を示してある。図２に示すように、上部筐体１０ａは、枠状の部材とし、前面（上面）に窓が形成されるようにする。この窓により、電子機器１を組み立てた状態において、操作者はタッチパネル２０の表示を外部から視認することができる。

　図２に示すように、上部筐体１０ａと下部筐体１０ｂとの間に存在するタッチパネル２０は、シート状部材（保持部材）２２に貼り付けられている。このシート状部材２２は、薄いフィルムなどを用いて構成することができる。さらに、このシート状部材２２は、その周縁部に、弾性材料製のパッキン２４を有している。弾性材料製のパッキン２４は、例えばシリコンゴムなどの弾性材料製として、例えばＪＩＳ－Ａ硬度５０～６０度程度とすることができる。以下、タッチパネル２０と、シート状部材２２と、弾性材料製のパッキン２４とを含む構成部品（ユニット）を、適宜「タッチパネルユニット」と称する。図２に示すように、下部筐体１０ｂは、その上面側に、枠状の凸部１２ｂが形成されている。電子機器１を組み立てる際には、タッチパネルユニット周縁部の弾性材料製のパッキン２４が、下部筐体１０ｂの凸部１２ｂに当接するように載置する。

　なお、上述したように、下部筐体１０ｂ内側の底部には、例えばＬＣＤなどの表示部や各種の基板などの種々の部品を設置することができるが、そのような部品の図示は省略してある。また、このように下部筐体１０ｂ内側の底部に部品を配置する際は、タッチパネルユニット裏面に枠状のクッションなどを介在させて、タッチパネルユニットが底部の部品に直接当接して振動が減殺されるのを抑えることが好適である。

　図３は、図２に示したタッチパネルユニットをさらに説明する分解斜視図である。上述したように、図３に示すタッチパネルユニットは、タッチパネル２０と、タッチパネル２０が貼り付けられるシート状部材２２と、シート状部材２２周縁部の弾性材料製のパッキン２４と、を備えている。

　タッチパネルユニットの裏面にＬＣＤなどの表示部（図示せず）を配置する場合、タッチパネル２０およびシート状部材２２に透明の部材を採用することにより、表示部の表示を透過させるようにするのが好適である。しかしながら、表示部の表示とは無関係に、タッチパネル２０を介して常に表示しておきたい文字またはデザインなどがある場合は、シート状部材２２の表面または裏面に予め印刷しておくことができる。例えば、シート状部材２２の周縁部付近を縁取りするような彩色デザインの印刷を施すことにより、当該縁取りデザイン内部に表示部の表示がなされるようにすることができる。あるいは、シート状部材２２の周縁部付近に、端末製造業者や通信事業者などの社名やロゴデザインなどの印刷を施すこともできる。

　図３に示すように、シート状部材２２の裏面には、その上下の縁辺付近に、振動部５０が接着されている。振動部５０は、シート状部材２２の裏面に例えば両面テープまたは接着剤などにより接着する。この振動部５０は、例えば圧電素子で構成し、タッチパネル２０を湾曲させることにより振動させる。

　図３に示した実施の形態においては、振動部５０をシート状部材２２の裏面から貼り付けるようにしたが、本発明において、振動部５０はタッチパネル２０に振動を伝達させるものである。したがって、振動部５０の設置位置は図３に示した態様に限定されず、圧電素子などをタッチパネル２０またはシート状部材２２などの任意の位置に接着して、タッチパネル２０を振動させるものとすることもできる。

　この振動部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、タッチパネル２０の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。本実施の形態において、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発生する。

　図４は、図２に示したタッチパネルユニットの断面図である。図４は、完成した状態のタッチパネルユニットを、図２に示すＸ軸の方向に切断した様子を示す図である。上述したように、本実施の形態において、タッチパネルユニットは、シート状部材２２の上にタッチパネル２０が貼り付けられ、シート状部材２２の周縁部はパッキン２４を有している。また、タッチパネルユニットを切断する位置によっては、シート状部材２２の裏面に振動部５０が接着されている。

　本実施の形態において、弾性材料製のパッキン２４は、シート状部材２２とは別部材として形成して、後から枠状のパッキン２４にシート状部材２２の周縁部を挿入するようにして組み立てることもできる。この場合、シート状部材２２の周縁部がパッキン２４に挿入された接合部は、例えば接着剤などにより接着して封止されるようにする。すなわち、本実施の形態において、弾性材料製のパッキン２４は、シート状部材２２の周縁部を封止するようにする。これにより、パッキン２４とシート状部材２２との間に防水対策が施されることになる。

　一方、本実施の形態においては、パッキン２４をシート状部材２２と一体成形する、すなわちシート状部材２２の周縁部が弾性材料製のパッキン２４と一体成形されるようにするのが好適である。すなわち、本実施の形態において、シート状部材２２を弾性材料製のパッキン２４と一体成形することにより、シート状部材２２の周縁部が封止されるようにするのが好適である。このようにすれば、パッキン２４とシート状部材２２との間の防塵および防水効果を高めることができる。

　図４に示すように、本実施の形態によるタッチパネルユニットにおいては、タッチパネル２０がシート状部材２２によって支持されている。したがって、シート状部材２２にある程度の張力が効いている状態においても、シートそのものは薄く可撓性に富む材質であるため、タッチパネル２０は自由に振動することができる。また、シート状部材２２の材質によっては、シート状部材２２自身の張力を保つことができないこともあり得る。このような場合には、枠状のパッキン２４の中心部付近に例えば針金などの芯を通すようにすれば、パッキン２４が一定の形状を保つことができるようになるため、シート状部材２２が張力を保つようにすることができる。

　本実施の形態においては、このようにタッチパネルユニットをキット化することにより、１つの構成部品として、端末製造業者などに販売することができる。また、タッチパネルユニットを採用することにより、端末製造時にタッチパネルに関連する構成部品を取り付ける作業を著しく簡略化することができる。さらに、タッチパネル２０が破損した際などに、タッチパネル２０を交換修理する場合にも、タッチパネルユニットを交換するだけで事足りるため、修理の際の手間を著しく低減させることもできる。

　次に、本発明の第１実施の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５および６は、電子機器１の断面を示す図である。なお、図５および６ともに、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ため、電子機器１の右側の構成の図示は省略する。また、図５および６ともに、電子機器１を、図２に示したＸ軸の方向に切断した様子を示す断面図である。さらに、図５および６ともに、図２に示したＹ軸方向の位置として、電子機器１の上端または下端の付近を除いた部分の位置において、電子機器１を切断した例を示す図である。

　図５は、上部筐体１０ａと下部筐体１０ｂとを組み合わせる前の状態を示す断面図である。図５に示すように、上部筐体１０ａと下部筐体１０ｂとを組み合わせる際に、下部筐体１０ｂの凸部１２ｂに、タッチパネルユニット周縁部の弾性材料製のパッキン２４が当接するようにする。また、上部筐体１０ａと下部筐体１０ｂとを組み合わせる際には、上部筐体１０ａの受け部１２ａにも、弾性材料製のパッキン２４が当接するようにする。

　図６は、上部筐体１０ａと下部筐体１０ｂとを組み合わせた後の状態を示す断面図である。図６に示すように、上部筐体１０ａと下部筐体１０ｂとを組み合わせると、弾性材料製のパッキン２４は、図５に示した上部筐体１０ａの受け部１２ａおよび下部筐体１０ｂの凸部１２ｂによって、多少潰される。したがって、弾性材料製のパッキン２４は、上部筐体１０ａの受け部１２ａおよび下部筐体１０ｂの凸部１２ｂに圧着されることにより、当該圧着部分は水分や埃などを通さないため、防塵および防水の効果が得られる。また、図６に示すように、タッチパネル２０を支持しているのは薄いフィルム等のシート状部材２２であり、このシート状部材２２を直接支持しているのは弾性材料製のパッキン２４である。したがって、タッチパネル２０を振動部５０が振動させる際に、当該振動を大きく減衰させる要素は存在しないため、振動の減衰を低減させることができる。

　このように、本実施の形態において、上部筐体１０ａおよび下部筐体１０ｂは、シート状部材２２を支持する。この際、弾性材料製のパッキン２４が上部筐体１０ａおよび下部筐体１０ｂに挟持されることにより、シート状部材２２が振動可能に上部筐体１０ａおよび下部筐体１０ｂに支持されるようにする。また、本実施の形態においては、弾性材料製のパッキン２４が上部筐体１０ａおよび下部筐体１０ｂに挟持されることにより、シート状部材２２と上部筐体１０ａおよび下部筐体１０ｂとの間が封止されるようにする。したがって、本実施の形態においては、上部筐体１０ａおよび下部筐体１０ｂが支持部材を構成する。

（第２実施の形態）
　次に、本発明の第２実施の形態に係る電子機器について説明する。

　第２実施の形態は、上述した第１実施の形態に係る電子機器１において、いくつかの構成部材の形状に変更を施すものである。具体的には、第２実施の形態に係る電子機器２は、第１実施の形態に係る電子機器１において、上部筐体１０ａ、下部筐体１０ｂ、シート状部材２２、および弾性材料製のパッキン２４の形状を変更するものである。第２実施の形態に係る電子機器２は、上記の点以外においては、上述した第１実施の形態で説明した電子機器１と基本的に同じ構成により実現することができる。このため、以下、第１実施の形態において説明したのと同じ内容になる説明は、適宜省略する。

　図７は、図５に対応して、第２実施の形態に係る電子機器において、上部筐体１０ａと下部筐体１０ｂとを組み合わせる前の状態を示す断面図である。

　第２実施の形態においては、第１実施の形態で説明したタッチパネルユニットのうち、シート状部材２２および弾性材料製のパッキン２４の形状を変更する。図７に示すように、シート状部材２２’は、第１実施の形態で説明したシート状部材２２の周縁部を上方に湾曲させて形成したものである。また、第１実施の形態と同様に、シート状部材２２’は、当該シート状部材２２’の周縁部を封止する弾性材料製のパッキン２４’を有している。しかしながら、この弾性材料製のパッキン２４’は、その下部に弾性材料製の突起部２６を設けるようにする。この突起部２６は、弾性材料製のパッキン２４’の下部全てに沿って枠状に設けるようにしてもよいが、タッチパネル２０の振動の妨げにならぬように、パッキン２４’の下部において例えば所定の間隔を空けて設けるなどのようにして点在させるのが好適である。

　また、第２実施の形態において、図７に示すように、上部筐体１０ａ’および下部筐体１０ｂ’は、第１実施の形態で説明した上部筐体１０ａおよび下部筐体１０ｂとは異なる形状のものを用いる。第１実施の形態で説明した上部筐体１０ａは、受け部１２ａの当接面がほぼ水平方向になるように形成した。一方、第２実施の形態においては、図７に示すように、上部筐体１０ａ’には、受け部１４ａおよび１６ａの当接面が垂直方向に近くなるように形成する。さらに、第２実施の形態においては、下部筐体１０ｂ’も、上部筐体１０ａ’に適合するように形成する。

　図７に示すように、第２実施の形態においては、上部筐体１０ａ’と下部筐体１０ｂ’とを組み合わせる際に、下部筐体１０ｂ’の凸部１２ｂ’に、パッキン２４’の下部に設けた弾性材料製の突起部２６が当接するようにする。また、上部筐体１０ａと下部筐体１０ｂとを組み合わせる際に、弾性材料製のパッキン２４’が、上部筐体１０ａの受け部１４ａおよび１６ａに当接するようにする。

　図８は、図６に対応して、第２実施の形態に係る電子機器において、上部筐体１０ａ’と下部筐体１０ｂ’とを組み合わせた後の状態を示す断面図である。図８に示すように、上部筐体１０ａ’と下部筐体１０ｂ’とを組み合わせると、弾性材料製のパッキン２４’は、図７に示した上部筐体１０ａ’の受け部１４ａおよび１６ａによって、多少潰される。したがって、弾性材料製のパッキン２４’は、上部筐体１０ａ’の受け部１４ａおよび１６ａに圧着される。これにより、当該圧着部分は水分や埃などを通さないため、上部筐体１０ａ’と下部筐体１０ｂ’との間に適切な防塵および防水対策が施されていれば、全体として防塵および防水の効果が得られる。

　また、図８に示すように、タッチパネル２０を支持しているのは薄いフィルム等のシート状部材２２’であり、このシート状部材２２’を直接支持しているのは弾性材料製のパッキン２４’である。したがって、第２実施の形態においても、第１実施の形態と同様に、タッチパネル２０を振動部５０が振動させる際に、当該振動を大きく減衰させる要素は存在しないため、振動の減衰を低減させることができる。

　このように、本実施の形態において、上部筐体１０ａ’は、シート状部材２２’を支持する。この際、弾性材料製のパッキン２４’が上部筐体１０ａ’に挟持されることにより、シート状部材２２’が振動可能に上部筐体１０ａ’に支持されるようにする。また、本実施の形態においては、弾性材料製のパッキン２４’が上部筐体１０ａ’に挟持されることにより、シート状部材２２’と上部筐体１０ａ’との間が封止されるようにする。したがって、本実施の形態においては、上部筐体１０ａが支持部材を構成する。

　なお、本発明は、上記実施の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、上述した第２実施の形態では、シート状部材２２’の周縁部を上方に湾曲させて形成し、上部筐体１０ａ’の受け部１４ａおよび１６ａに弾性材料製のパッキン２４’が挟持されるようにした。しかしながら、本実施の形態の変形例として、シート状部材２２’の周縁部を下方に湾曲させて形成し、弾性材料製のパッキン２４’の受け部１４ａおよび１６ａを、下部筐体１０ｂ’の方に形成するようにしてもよい。この場合は、弾性材料製のパッキン２４’の突起部２６が上方に突出するように形成し、当該突起部２６に当接する凸部１２ｂ’を上部筐体１０ａ’の方に形成する等の態様が考えられる。

　また、本発明は、タッチパネルユニットを上部筐体および下部筐体で挟むことにより、振動を減衰させずに防塵および防水対策を施すことを主な特徴とするものである。したがって、本発明の主な特徴を構成しない構成要素および構成態様については、本明細書において説明した以外にも、種々の構成を採用することができる。例えば、上述した上部筐体および下部筐体ならびにシート状部材およびパッキンなどは、本発明による効果が得られる限りにおいて、任意の形状とすることができる。

　さらに、上部筐体１０ａ（１０ａ’）および下部筐体１０ｂ（１０ｂ’）は、電子機器の本体を構成する筐体を想定して説明した。しかしながら、本発明の筐体は上述した部材に限定されるものではなく、種々の部材とすることができる。例えば、タッチパネル２０が搭載される部材として、筐体をＬＣＤや各種基板などとすることもできる。

　上記各実施の形態においては、上部筐体１０ａおよび下部筐体１０ｂ（第１実施の形態）、または上部筐体１０ａ’（第２実施の形態）が支持部材を構成する態様について説明した。しかしながら、本発明による支持部材は、タッチパネルユニットのパッキンを支持（挟持）する部材であれば任意のものとすることができる。したがって、例えばＬＣＤユニットや各種の基板など、各種の部材が支持部材を構成する態様も想定することができる。

　また、上述した実施の形態においては、タッチパネル２０の裏側に配置した表示部（図示せず）にオブジェクトを表示してタッチパネル２０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３０を有さずに、タッチパネル２０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を想定することもできる。

　また、上記実施の形態では、タッチパネル２０を用いて、当該タッチパネル２０のタッチ面に対する接触を検出した。すなわち、上記実施の形態において、「タッチパネル２０」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２０を用いて、当該タッチパネル２０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２０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２０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２０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５０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２０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２０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２０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２０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。

　さらに、このような押圧検出部は、タッチパネル２０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２０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２０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５０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２０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５０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５０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２０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２０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２０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。

　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、押圧の荷重を検出する荷重検出部をさらに設けることにより、所定の押圧荷重の基準を満たした場合に、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。このような荷重検出部は、任意の個数の歪みゲージセンサ等をタッチパネル２０に設けたものとして構成することができる。

　また、上記実施の形態では、タッチパネル２０を用いて、当該タッチパネル２０のタッチ面に対する接触を検出した。しかしながら、タッチパネル２０に対する押圧の荷重を検出して、所定の押圧荷重の基準が満たされた場合に、タッチパネル２０に対する接触がなされたものと判定することもできる。このような荷重の検出を行う場合、任意の個数の歪みゲージセンサ等をタッチパネル２０に設けて、押圧によるタッチパネル２０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２０対する押圧の荷重を算出するなどの構成を想定することができる。

　このような荷重の検出は、タッチパネル２０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、接触面積による抵抗変化に基づく出力信号の変化から荷重が検出できれば、歪みゲージセンサ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、静電容量の変化に基づく出力信号の変化から荷重が検出できる場合も、歪みゲージセンサを用いることなく構成することができる。

　また、振動部５０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２０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、荷重検出部および振動部５０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荷重検出部兼振動部を構成することもできる。圧電素子は、圧力が加わると電力を発生し、電力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５０は、荷重検出部も兼ねる圧電素子の出力に基づいて検出される押圧荷重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、圧電素子の出力に基づいて検出される押圧荷重が触感を呈示する基準を満たした際とは、検出される押圧荷重が触感を呈示する基準値に達した際であってもよいし、検出される押圧荷重が触感を呈示する基準値を超えた際でもよいし、圧電素子の出力に基づいて触感を呈示する基準値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２０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２０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２０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、本実施の形態の説明における表示部およびタッチパネル２０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５０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２０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２０に圧電素子を配設することにより、タッチパネル２０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、本発明を適用できる別の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は、本発明を適用することができ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９は、本発明を適用できる別の電子機器を示す図である。図９は一の形態にかかる断面図、図１０は他の形態にかかる断面図である。

　図９、図１０に示すように、本発明を適用できる別の電子機器としての携帯電話機は、筺体（図示しない）と、ＬＣＤからなる表示用のパネル１２０と、パネル１２０を支持する板状部材（保持部材）１２２と、当該板状部材１２２を保持するパッキン１２４と、当該板状部材１２２に配置される圧電素子１５０、圧電素子を前記板状部材に貼りつけるための接合部材１６０とを有している。また、圧電素子１５０と板状部材１２２との間に中間部材１７０を備えてもよい。表示部１３０および圧電素子１５０は、それぞれ接合部材１６０によりパネル１２０に接着されている。パネル１２０および圧電素子１５０は、それぞれ略矩形状である。圧電素子１５０における接合部材１６０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１５０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。

　圧電素子１５０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１５０の長手方向がパネル１２０の短辺に沿うように配置される。圧電素子１５０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。例えば圧電素子１５０は、パネル１２０の中央に配設されてもよい。圧電素子１５０がパネル１２０の中央に配設された場合、圧電素子１５０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しやすい。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。

　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。またパネル１２０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。

　また、板状部材１２２は、パネル１２０及び圧電素子１５０を保持するのに十分な強度を有していればよい。また、板状部材１２２は、パッキン１２４に挟まれることにより保持されるための十分な厚みがあればよい。また、板状部材１６０は、樹脂フィルムや紙等よりも十分に剛性の高い材料が選択されるとよい。これにより、圧電素子１５０の湾曲振動により、板状部材１２２自体が湾曲振動し、当該湾曲振動をパネル１２０に伝達することができる。より具体的には、板状部材１２２の材料は、例えば、パネル１２０と同様の材料が選択でき、視認性を必要とする場合は、透明なものであればよい。

　パネル１２０は、表示機能を有する表示部のパネルである場合、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の表面側のパネルであればよい。

　圧電素子１５０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１５０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１６０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。

　以上の構成を有する携帯電話機は、圧電素子１５０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１５０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１５０は接合部材１６０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１５０の伸縮に伴って振動する。パネル１２０は、圧電素子１５０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場合がある。どのような振動の波がどのように現れるかは再生される音声信号に対応した電気信号の周波数に依存する。

　上記の携帯電話機は、圧電素子に所定の音声信号に対応した電気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。

　上記の携帯電話機のパネル１２０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１５０の伸縮に起因するパネル１２０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１５０は、パネル１２０における圧電素子１５０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１２０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さのパネル１２０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を少なくできる。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、上記の携帯電話機においては、板状部材１２２と圧電素子１５０とは、パネル１２０の内部側の面に、パネル１２０の厚み方向において並んで配置される。板状部材１２２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９、図１０における下側）の剛性が上がり、圧電素子１５０によるパネル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１２０を人体に接触させて音を伝えようとする場合、圧電素子１５０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、パネルの板厚方向に、パネル自体が大きく変形することなく、パネル全体が一体のものとして上下に平行移動をするように、長手方向の両端で筺体に支持される。これに対して、上記の携帯電話機は、パネル１２０の外周部全体が接合部材１６０により筺体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。したがって、携帯電話機の圧電素子１５０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、携帯電話機について説明したが、当該携帯電話機は、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。図１０は、本発明を適用できる別の電子機器の変形例を示す図である。

　図１０に示すように、圧電素子１５０とパネル１２０との間には、中間部材１７０が配置されてもよい。この場合、圧電素子１５０と中間部材１７０とが接合部材１６０により接着され、さらに中間部材１７０とパネル１２０とが接合部材１６０で接着される構造であってもよい。接合部材１６０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１７０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１５０とパネル１２０との間に中間部材１７０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１５０とパネル１２０との間に、中間部材１７０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１７０に換えて、板状の錘を接合部材１６０により圧電素子１５０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。

　さらに、この発明は、携帯電話端末のみならず、表示部表示部外観を構成するパネルを備える種々の電子機器（ゲーム端末、タブレットＰＣ、カーナビゲーション等）に適用することができる。

　１，２　電子機器
　１０ａ，１０ａ’　上部筐体
　１０ｂ，１０ｂ’　下部筐体
　２０　タッチパネル
　２２，２２’　シート状部材（保持部材）
　２４，２４’　パッキン
　５０　振動部
　１２０　パネル
　１２２　板状部材（保持部材）
　１２４　パッキン
　１５０　圧電素子
　１６０　接合部材
　１７０　中間部材

Claims

　パネルと、
　前記パネルが貼り付けられる保持部材と、
　前記パネルを振動させる振動部と、
　前記保持部材を支持する支持部材と、を備えた電子機器であって、
　前記保持部材は当該保持部材の周縁部を封止する弾性材料製のパッキンを有し、当該弾性材料製のパッキンが前記支持部材に挟持されることにより、前記シート状部材が振動可能に前記支持部材に支持されるようにするとともに、前記保持部材と前記支持部材との間が封止されるようにしたことを特徴とする電子機器。
　前記保持部材は、前記弾性材料製のパッキンと一体成形することにより前記周縁部が封止されるようにした、請求項１に記載の電子機器。
　前記振動部は前記パネルまたは前記保持部材に接着された圧電素子である、請求項１に記載の電子機器。
　前記保持部材は、前記弾性材料製のパッキンと一体成形することにより前記周縁部が封止されるようにした、請求項１に記載の電子機器。
　前記保持部材は、シート状部材である、請求項１に記載の電子機器。
　前記保持部材は、板状部材である、請求項１に記載の電子機器。
　前記パネルは、利用者の耳全体を覆うことができる程度の大きさである、請求項１に記載の電子機器。