WO2012137443A1 - 電子機器 - Google Patents

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WO2012137443A1
WO2012137443A1 PCT/JP2012/002124 JP2012002124W WO2012137443A1 WO 2012137443 A1 WO2012137443 A1 WO 2012137443A1 JP 2012002124 W JP2012002124 W JP 2012002124W WO 2012137443 A1 WO2012137443 A1 WO 2012137443A1
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WO
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panel
touch panel
electronic device
elastic member
piezoelectric element
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PCT/JP2012/002124
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English (en)
French (fr)
Inventor
奥村 元
Original Assignee
京セラ株式会社
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Publication date
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    • H04M1/18Telephone sets specially adapted for use in ships, mines, or other places exposed to adverse environment
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    • H04M1/0266Details of the structure or mounting of specific components for a display module assembly
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04MTELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M2250/00Details of telephonic subscriber devices
    • H04M2250/22Details of telephonic subscriber devices including a touch pad, a touch sensor or a touch detector

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device that includes a panel that forms an appearance and vibrates the panel.
  • touch panels and touch pads are widely used as input devices for electronic devices.
  • a device that feeds back a feeling of operation to an operator's fingertip by vibrating the touch panel or the touch pad is proposed (for example, see Patent Document 1).
  • the above-mentioned problem is a problem that is expected to occur in common in an electronic device that includes a panel that configures the appearance and vibrates the panel.
  • a predetermined electrical signal (audio signal) is applied to vibrate the panel, and vibration is applied to a part of the user's body (for example, the cartilage of the outer ear) that contacts the panel.
  • an electronic device that vibrates the panel there is an electronic device having a function of removing water droplets and dirt attached to the panel due to the vibration of the panel.
  • the electronic device is A rectangular panel; A vibrating section for vibrating the panel; A support member that covers the peripheral edge of the surface of the panel while the panel is disposed, A first elastic member is interposed between the two opposing edge portions on the surface of the panel and the support member; A second elastic member is interposed between the two opposing edge portions that are substantially perpendicular to the two opposing edge portions on the back surface of the panel and the support member.
  • an electronic device that includes a panel that configures the appearance and vibrates the panel can be made difficult to inhibit the vibration of the panel, and can be improved in dust resistance and waterproofness.
  • 1 is an external perspective view of an electronic apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 1 is an exploded perspective view of an electronic device according to an embodiment of the present invention. It is an external appearance perspective view explaining the touch panel and peripheral element which concern on embodiment of this invention.
  • 1 is an end view of an electronic device according to an embodiment of the present invention cut along a line AA.
  • FIG. FIG. 6 is an end view of the electronic device according to the embodiment of the present invention cut along line BB.
  • FIG. 6 is an end view of the electronic device according to the embodiment of the present invention cut along line CC.
  • 1 is an end view of an electronic device according to an embodiment of the present invention cut along a line DD.
  • FIG. It is a front view of the electronic device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line XI-XI in FIG. It is a figure which shows the instantaneous vibration aspect of the panel which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • It is sectional drawing which shows the modification of the electronic device which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of an electronic apparatus according to the present embodiment.
  • the electronic device 1 includes an upper housing 10a, a lower housing 10b, and a touch panel 20 in appearance.
  • the upper casing 10a and the lower casing 10b constitute the casing 10 by combining them together.
  • the upper casing 10a is bonded to the lower casing 10b using a double-sided tape or an adhesive.
  • the upper housing 10a and the lower housing 10b may be structured to be sealed to some extent when they are combined together.
  • the upper housing 10a and the lower housing 10b are preferably made of a material that can withstand a certain degree of impact, such as a resin case. When the upper housing 10a can be integrated with the lower housing 10b, the upper housing 10a does not need to be provided as a separate member from the lower housing 10b.
  • the upper housing 10a can be various members such as a bezel, for example, but is collectively referred to as “upper housing” in this specification.
  • the upper housing 10a can be made of, for example, metal, plastic, resin such as ABS, and is preferably made of a material having a certain degree of strength. .
  • the touch panel 20 is usually disposed in front of the display unit 80 to be described later, and contact with an object displayed on the display unit 80 by an operator's finger, stylus pen or the like (hereinafter simply referred to as “contact object”) is performed. Detection is performed on the touch surface of the corresponding touch panel 20. Therefore, in the present embodiment, the “touch panel” will be described assuming a member disposed on the front surface of the display unit 80 which can be an LCD or the like, that is, a member provided separately from the display unit 80. In addition, the touch panel 20 detects the position of contact of the contact object with respect to the touch surface, and notifies the detected position of the contact to a control unit (not shown).
  • the touch panel 20 may be a touch panel configured by, for example, a resistance film method, a capacitance method, an optical method, or the like.
  • the touch panel 20 detects the contact by a contact thing, it is not essential that a contact thing touches the touch panel 20 physically.
  • the touch panel 20 is an optical type, the touch panel 20 detects a position where the infrared rays on the touch panel 20 are blocked by the contact object, and therefore it is not essential for the contact object to touch the touch panel 20.
  • the display unit 80 described above displays an object such as a push button switch (push button switch) such as a key as an image.
  • This object is an image that suggests to the operator an area to be touched on the touch surface of the touch panel 20.
  • the push button switch is a button, key, or the like (hereinafter, simply referred to as “key, etc.”) used by an operator for input operation.
  • the display unit 80 is configured using, for example, a liquid crystal display panel (LCD), an organic EL display panel, or the like. That is, a display unit 80 such as an LCD can be arranged on the back side of the touch panel 20 shown in FIG.
  • FIG. 2 shows a state in which the upper casing 10a is separated from the lower casing 10b in the electronic apparatus 1 shown in FIG. 1, that is, the casing is disassembled, and the peripheral elements related to the touch panel 20 are further removed. It is a perspective view which shows a state.
  • the upper housing 10a is a frame-like member, and a window (opening) is formed on the front surface (upper surface). With this window, in an assembled state of the electronic apparatus 1, the operator can visually recognize a display on the display unit 80 described later, and further, the operator can touch the touch panel 20.
  • a display unit such as an LCD, an LCD holder, and various components such as various substrates can be installed on the bottom inside the lower housing 10b. Such parts are not shown.
  • the touch panel 20 is supported by various members shown in the drawing while the lower casing 10b and the upper casing 10a are Arranged between. These various members will be described below.
  • an elongated elastic member 70 is disposed between the upper housing 10a and the touch panel 20.
  • the elastic member 70 is arranged along two long sides of the edge portion of the touch panel 20 on the surface (front surface) of the touch panel 20.
  • the long side of the touch panel 20 means a side in the direction parallel to the Y-axis direction shown in FIG.
  • the elongated elastic member 70 disposed on the front side of the touch panel 20 is preferably made of a stretchable material such as sponge or a flexible material having elasticity and stretchability such as urethane foam.
  • the elastic member 70 is preferably bonded to the upper housing 10a and the touch panel 20 with, for example, a double-sided tape or an adhesive. As described above, in the present embodiment, the elastic member 70 is interposed between two opposing edge portions and the upper housing 10a on the surface (front surface) of the touch panel 20.
  • the support column 30 and the flexible seal member 40 are arranged inside the lower housing 10b.
  • the touch panel 20 is supported by the support columns 30 and the flexible seal member 40.
  • both the elastic member 70 and the flexible sealing material 40 shall be contained in the elastic member of this invention.
  • the support columns 30 that support the touch panel 20 are respectively arranged at the four corners inside the lower housing 10b.
  • the column 30 is made of an elastic material such as silicon rubber, and has a JIS-A hardness of about 50 to 60 degrees, for example. As described above, when the touch panel 20 is vibrated by using the support 30 made of an elastic material, attenuation of the vibration is reduced.
  • the flexible sealing member 40 that supports the touch panel 20 is disposed along two short sides of the edge portion of the touch panel 20 on the back surface (back surface) of the touch panel 20.
  • the short side of the touch panel 20 means a side in the direction parallel to the X-axis direction shown in FIG. That is, the two opposing short sides of the touch panel 20 form a right angle with the two opposing long sides.
  • the flexible sealing member 40 is preferably made of, for example, soft silicon rubber or waterproof gel having a lower hardness than the support 30.
  • the flexible sealing member 40 is made of a material that is rich in elasticity and that exerts a restoring force in a compressed state.
  • the flexible seal member 40 may be a material containing bubbles, such as a foamable material, but at least a material that does not allow dust or dust to pass through, that is, a material suitable for dust prevention is used. To.
  • the flexible seal member 40 shown in FIG. 2 represents a state before being sandwiched between the support columns 30 on both sides.
  • the length of the flexible seal member 40 in the longitudinal direction is slightly larger than the dimension between the columns 30 in a state before being sandwiched between the columns 30.
  • the flexible seal member 40 is sandwiched between the columns 30 while being slightly compressed in the lateral direction.
  • the height of the flexible seal member 40 is also slightly larger than the height of the support column 30 in a state before the touch panel 20 is attached.
  • the touch panel 20 is attached to each support
  • the flexible seal member 40 is press-fitted between the two opposing edge portions and the lower housing 10b on the back surface (back surface) of the touch panel 20.
  • pillar 30 and the flexible sealing member 40 is formed in the inside of the lower housing
  • the height of the convex portion 12b is designed so that the touch panel 20 is maintained at an appropriate height according to the dimensions of the support column 30 and the flexible seal member 40. Further, for example, if a spacer having a predetermined height is inserted below the support column 30 (that is, between the support column 30 and the convex portion 12b of the lower housing 10b), the height of the touch panel 20 can be further finely adjusted.
  • the flexible sealing member 40 is preferably bonded to at least one of the back surface of the touch panel 20 or the lower housing 10b (projection 12b) with, for example, a double-sided tape or an adhesive.
  • FIG. 3 is a diagram for further explaining the touch panel 20 shown in FIG. 2 and peripheral elements of the touch panel 20.
  • the elongated elastic member 70 is disposed along two opposing long sides of the edge portion of the touch panel 20.
  • the touch panel 20 is preferably rectangular.
  • the vibration unit 50 is attached to the back surface of the touch panel 20 near the upper and lower edges (the back side and the near side in the figure).
  • the vibrating unit 50 is preferably bonded to the back surface of the touch panel 20 with, for example, a double-sided tape or an adhesive.
  • the vibration unit 50 is made of, for example, a piezoelectric element, and vibrates by bending the touch panel 20.
  • the vibration unit 50 is attached from the back surface of the touch panel 20, but in the present invention, the vibration unit 50 transmits vibration to the touch panel 20. Therefore, the vibration part 50 shall fix a piezoelectric element etc. by adhere
  • the vibration unit 50 is preferably a piezoelectric element attached to the back surface of the touch panel 20 so that the touch panel 20 can be vibrated satisfactorily.
  • the vibration unit 50 presents a tactile sensation to a contact object that is in contact with the touch surface of the touch panel 20 by generating vibration according to a predetermined vibration pattern.
  • the vibration unit 50 generates vibration based on a drive signal supplied from a control unit (not shown), for example.
  • FIGS. 4 to 7 are views showing end surfaces of the electronic device 1 after the upper housing 10a and the lower housing 10b are combined at various positions.
  • the details of the internal configuration of the electronic device 1 will be described by describing the end face of the electronic device 1.
  • FIG. 4 is a diagram showing an end surface of the electronic device 1 according to the present embodiment cut along the line AA shown in FIG. That is, FIG. 4 is a diagram showing an end surface obtained by cutting the vicinity of the front end of the electronic device 1 in FIG. 1 in the lateral direction (X-axis direction in FIG. 1).
  • disconnected the edge part vicinity of the back side of the electronic device 1 in the horizontal direction (X-axis direction of FIG. 1) is also the same.
  • the long side of the touch panel 20 means a side in the direction parallel to the Y-axis direction shown in FIG. 2 in the touch panel 20, and the short side of the touch panel 20 means the X shown in FIG. The side in the direction parallel to the axial direction is meant.
  • an elastic member 70 is interposed between the upper housing 10 a and the touch panel 20.
  • the elastic member 70 is a material suitable for dust prevention, and is bonded to the upper housing 10 a and the touch panel 20. Therefore, the elastic member 70 prevents dust and dirt from entering the inside of the lower housing 10 b, that is, the back side of the touch panel 20 on the long side of the touch panel 20.
  • a support column 30 and a flexible seal member 40 are interposed between the touch panel 20 and the lower housing 10b (the convex portion 12b).
  • the flexible seal member 40 is press-fitted in a compressed state between the columns 30 and between the back surface of the touch panel 20 and the lower housing 10b (projection 12b). Therefore, on the edge side (short side) where the elastic member 70 is not provided on the surface side of the touch panel 20, dust or dust is placed inside the lower housing 10 b, that is, on the back side of the touch panel 20 by the flexible sealing member 40. Dust is prevented from entering.
  • the elastic member 70, the elastic material column 30, and the flexible sealing member 40 are in direct contact with the touch panel 20. Therefore, in a state where the touch panel 20 is not vibrating, the touch panel 20 is stably supported by the elastic material column 30 and the compressed flexible seal member 40. However, when the vibration unit 50 vibrates the touch panel 20, none of the elastic member 70, the elastic material support column 30, and the flexible seal member 40 significantly attenuates the vibration. Can be reduced.
  • the flexible seal member 40 is not disposed on the back surface side of the touch panel 20 where the elastic member 70 is disposed on the surface thereof.
  • the elastic member 70 not be disposed on the front surface side where the flexible seal member 40 is disposed on the back surface thereof. That is, when the elastic member 70 and the flexible seal member 40 are arranged, the direction of the two edge portions where the elastic member 70 is arranged is different from the direction of the two edge portions where the flexible seal member 40 is arranged. Is preferable.
  • the entire periphery of the touch panel 20 is not sandwiched between the front and back surfaces of the touch panel 20 with the elastic member or the like, but the touch panel 20 is always supported by the elastic member or the like only on one of the front or back surface. become.
  • the long side of the touch panel 20 is supported only from the upper side by the elastic member 70 and is not supported from the lower side as will be described later.
  • the short side of the touch panel 20 is supported only from the lower side by the flexible sealing member 40 and is not supported from the upper side. Therefore, in this case, since the touch panel 20 can be vibrated more freely, it can be expected that vibration attenuation is further reduced.
  • FIG. 5 is a diagram showing an end surface of the electronic device 1 according to the present embodiment cut along the line BB shown in FIG. That is, FIG. 5 is a diagram showing an end surface obtained by cutting the vicinity of the center of the electronic device 1 in FIG. 1 in the lateral direction (X-axis direction in FIG. 1).
  • the column 30, the flexible seal member 40, and the convex portion 12b existing on the back side from the end surface. Etc. are not shown.
  • the vibration unit 50 is bonded to the back surface of the touch panel 20.
  • a display unit 80 such as an LCD and various substrates 90 are shown inside the lower housing 10b.
  • the display unit 80 and the substrate 90 exemplify various members.
  • the display unit 80 may be a display unit holder that supports the display unit, or the substrate 90 may be another support member. It can be set as this member.
  • the display unit 80 is provided on the back side of the touch panel 20 (that is, the side where the vibration unit 50 is disposed). Is preferably arranged.
  • the elastic member 70 is arrange
  • FIG. 6 is a diagram showing an end surface of the electronic device 1 according to the present embodiment cut along the line CC shown in FIG. That is, FIG. 6 is a diagram showing an end face obtained by cutting the vicinity of the left end of the electronic device 1 in FIG. 1 in the vertical direction (Y-axis direction in FIG. 1). The same applies to the drawing showing the end face of the electronic device 1 that is cut in the vertical direction (the Y-axis direction in FIG. 1) near the right end.
  • the vibrating section 50 is disposed near the support column 30 disposed on the short side of the peripheral edge of the touch panel 20.
  • the elastic member 70 is arranged along the long side on the surface of the touch panel 20. 6 also shows that the long side of the touch panel 20 is supported only from the upper side by the elastic member 70 and is not supported from the lower side at the position of the end face shown in FIG.
  • FIG. 7 is a view showing an end face of electronic device 1 according to the present embodiment cut along line DD shown in FIG. That is, FIG. 7 is a diagram showing an end surface obtained by cutting the vicinity of the center of the electronic device 1 in FIG. 1 in the vertical direction (Y-axis direction in FIG. 1).
  • the elastic member 70 and the like existing behind the end face are not shown.
  • the upper casing 10a and the lower casing 10b are members that cover the surface periphery of the touch panel 20 while the touch panel 20 is disposed. Accordingly, in the present embodiment, a support member is configured including the upper housing 10a and the lower housing 10b.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and many variations or modifications are possible.
  • the main feature of the present invention is that when the touch panel is disposed on the support member, characteristic dust-proof measures are taken on each of the front and back surfaces of the touch panel without attenuating vibration. Accordingly, various components other than those described in the present specification can be adopted as the components and the configuration aspects of the present invention.
  • the elastic member 70 is disposed on the front surface (upper surface) side of the touch panel 20, and the flexible seal member 40 is disposed on the rear surface (rear surface) side of the touch panel 20.
  • the present invention is not limited to such an arrangement.
  • the flexible seal member 40 is arranged on the surface (upper surface) side of the touch panel 20.
  • the elastic member 70 may be disposed on the back surface (back surface) side.
  • the members such as the upper housing 10a and the lower housing 10b, the flexible seal member 40, and the elastic member 70 described above can have various shapes as long as the effects of the present invention can be obtained.
  • the flexible seal member 40 and the elastic member 70 can have various configurations, for example, a hollow structure, as long as appropriate dust prevention is achieved.
  • the support column 30 is not an essential component. If the height of the touch panel 20 can be maintained by maintaining the shape of the flexible sealing member 40 to some extent, the support column 30 in the present invention. It can also be set as the structure which does not use.
  • the flexible sealing member 40 is disposed on the short side of the touch panel 20 that is the vicinity where the vibration unit 50 is fixed, and the elastic member 70 is disposed on the long side of the touch panel 20. I did it.
  • the present invention is not limited to such an arrangement, and the elastic member 70 is arranged on the short side of the touch panel 20 and the flexible seal member 40 is arranged on the long side of the touch panel 20. May be.
  • the arrangement and configuration of the vibration unit 50 that vibrates the touch panel 20 can be variously changed (for example, the vibration unit 50 is fixed in the vicinity of the long side).
  • the housing of the present invention is not limited to the members described above, and can be various members.
  • the support member according to the present invention can be any member as long as the touch panel 20 is disposed and covers the peripheral edge of the surface of the touch panel 20. Therefore, for example, an aspect in which various members constitute the support member such as an LCD unit, various substrates or bezels, or other support members formed on the upper housing 10a or the lower housing 10b can be assumed.
  • the touch panel 20 detects an operator's contact by displaying an object on the display unit 80 arranged on the back side of the touch panel 20
  • the present invention is not limited to such an aspect.
  • an aspect in which an object is directly printed on the touch surface of the touch panel 20 with ink or the like without the display unit 80 is assumed. You can also In such a modification, the display unit 80 configured as described above is not an essential component.
  • the touch panel 20 is used to detect contact with the touch surface of the touch panel 20. That is, in the above embodiment, the “touch panel 20” has been described assuming a member such as a so-called touch sensor. However, the touch panel used in the electronic device according to the present invention may be any as long as it can be touched by a contact object such as an operator's finger or a stylus pen.
  • the touch panel used in the electronic device according to the present invention may be a member such as a simple “panel” that does not detect the position of contact of the contact object with the touch surface (that is, does not have a sensing function).
  • the electronic device having such a configuration for example, it is possible to determine that contact with the touch panel has been made based on the pressure detected by the pressure detection unit by further providing a pressure detection unit that detects pressure on the touch panel. it can.
  • a touch panel is used to detect contact with the touch surface of the touch panel.
  • the touch detection unit detects a press on the touch panel and that the touch is made on the touch panel based on the press.
  • the above-described press detection unit detects a press on the touch surface of the touch panel.
  • a strain gauge sensor or a piezoelectric that changes physical or electrical characteristics (strain, resistance, voltage, etc.) according to the press.
  • An arbitrary number of elements can be used.
  • the vibration unit is a piezoelectric element
  • the piezoelectric element can also be used as a press detection unit.
  • the piezoelectric element of the pressure detection unit is a load (force) magnitude (or magnitude of the load (force) related to the pressure on the touch surface of the touch panel.
  • the voltage magnitude (voltage value) which is an electrical characteristic, changes according to the speed (acceleration) at which the voltage changes.
  • the pressure detection unit can notify the control unit of the magnitude of the voltage (voltage value (hereinafter simply referred to as data)).
  • the control unit acquires the data when the press detection unit notifies the control unit of the data, or when the control unit detects data related to the piezoelectric element of the press detection unit.
  • a control part acquires the data based on the press with respect to the touch surface of a touchscreen. That is, a control part acquires the data based on a press from a press detection part. Then, when the data based on the press satisfies a predetermined standard, the control unit can determine that contact has been made and generate a predetermined vibration.
  • the predetermined reference can be set as appropriate according to the load characteristic when the push button switch is to be expressed.
  • such a pressure detection unit can be configured according to a contact detection method on the touch panel.
  • a strain gauge sensor, a piezoelectric element, or the like is used by associating the magnitude of the resistance corresponding to the size of the contact area with the pressing load (force) on the touch surface of the touch panel. It can be configured without.
  • the capacitance can be configured without using a strain gauge sensor or a piezoelectric element by associating the size of the capacitance with a load (force) of pressing against the touch surface of the touch panel. it can.
  • Such a press detection part can assume various structures according to the contact detection system in a touch panel.
  • a strain gauge sensor, a piezoelectric element, or the like is used by associating the magnitude of the resistance corresponding to the size of the contact area with the pressing load (force) on the touch surface of the touch panel. It can be configured without.
  • the capacitance can be configured without using a strain gauge sensor or a piezoelectric element by associating the size of the capacitance with a load (force) of pressing against the touch surface of the touch panel. it can.
  • the vibration unit is configured by using an arbitrary number of piezoelectric vibrators, is configured by providing a transparent piezoelectric element on the entire surface of the touch panel, or configured to rotate the eccentric motor once in one cycle of the drive signal. You can also do it.
  • the pressure detection unit and the vibration unit are configured using a piezoelectric element
  • the pressure detection unit and the vibration unit may be configured by sharing the piezoelectric element. This is because the piezoelectric element generates a voltage when pressure is applied and deforms when the voltage is applied.
  • the vibration unit drives the piezoelectric element to generate vibration. It can also be generated.
  • the voltage value (data) may reach a predetermined reference value, It may be when the value (data) exceeds a predetermined reference value or when a voltage value (data) equal to the predetermined reference value is detected.
  • the electronic apparatus according to the present invention does not necessarily have such a configuration, and the touch panel and the display unit can be separated from each other.
  • the configuration in which the touch panel is arranged so as to overlap the upper surface of the display unit allows the operator to easily recognize the correspondence between the displayed image, the region where the operation input is detected, and the generated vibration. Can do.
  • the display unit 80 and the touch panel 20 in the description of the present embodiment may be configured by an integrated device, for example, by providing both functions of the display unit and the contact detection unit on a common substrate. .
  • a plurality of photoelectric conversion elements such as photodiodes are regularly arranged in a matrix electrode array of pixel electrodes included in the liquid crystal panel.
  • This device displays an image with a liquid crystal panel structure, while reflecting the light of a backlight for liquid crystal display at the tip of a pen that touches and inputs a desired position on the surface of the panel. The reflected light is reflected by peripheral photoelectric conversion elements.
  • the touch position can be detected by receiving the light.
  • the vibration part 50 may be comprised so that the touch panel 20 may be vibrated indirectly by vibrating an electronic device based on a vibration motor (eccentric motor) etc., and a piezoelectric element is provided in the touch panel 20. By doing so, the touch panel 20 may be configured to vibrate directly.
  • a vibration motor eccentric motor
  • an electronic device that includes a touch panel having a sensing function and feeds back a feeling of operation is described.
  • the present invention is not limited to this.
  • an electronic apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described.
  • the electronic device generates vibration on a panel by applying an electrical signal corresponding to a predetermined audio signal to a piezoelectric element attached to a panel such as a touch panel or a cover panel that protects a display unit.
  • a panel such as a touch panel or a cover panel that protects a display unit.
  • It may be an electronic device.
  • Such an electronic device can transmit sound to the user even when a part of the user's body (for example, cartilage of the outer ear) is brought into contact with the vibrated panel.
  • the mobile phone 100 described below is given as an example of the electronic apparatus according to the second embodiment of the present invention, it is not limited to the configuration shown in the figure.
  • the configuration of the mobile phone 100 can be appropriately changed within a range that does not hinder the application of the present invention.
  • FIG. 8 is a front view of an electronic apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an external perspective view illustrating a panel and peripheral elements according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a sectional view taken along line XX in FIG.
  • FIG. 11 is a sectional view taken along line XI-XI in FIG.
  • the mobile phone 100 as the electronic apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a housing 110, a panel 120, a display unit 130, a piezoelectric element 140, and a joining member 150. And a first elastic member 160 and a second elastic member 170.
  • the piezoelectric element 140 is bonded to the panel 120 with a bonding member 150.
  • the panel 120, the display unit 130, and the piezoelectric element 140 are each substantially rectangular.
  • the contact area of the piezoelectric element 140 with the bonding member 150 may be substantially the entire main surface on one side of the piezoelectric element.
  • vibrations in the piezoelectric element 140 are efficiently transmitted to the panel 120 and the panel 120 is brought into contact with the human body.
  • the panel 120 can be curved and vibrated with sufficient strength so as not to be attenuated.
  • the display unit 130 is disposed substantially at the center of the panel 120 in the short direction.
  • the piezoelectric element 140 is disposed at a predetermined distance from an end portion in the longitudinal direction of the panel 120, and is disposed in the vicinity of the end portion so that the longitudinal direction of the piezoelectric element 140 is along the short side of the panel 120.
  • the display unit 130 and the piezoelectric element 140 are arranged side by side in a direction parallel to the inner surface of the panel 120. For example, when the panel 120 and the display unit 130 are configured not to overlap each other, the piezoelectric element 140 may be disposed at the center of the panel 120.
  • the piezoelectric element 140 When the piezoelectric element 140 is disposed at the center of the panel 120, the vibration of the piezoelectric element 140 is evenly transmitted to the entire panel 120, and even when the user touches the ear to various positions of the panel 120, the voice is recognized. be able to. Similar to the above-described embodiment, a plurality of piezoelectric elements may be mounted.
  • the housing 110 has an upper housing 110a and a lower housing 110b.
  • the upper casing 110a and the lower casing 110b are made of a material such as resin, for example.
  • the upper casing 110a and the lower casing 110b are bonded to each other with a double-sided tape or an adhesive. Between the upper casing 110a and the lower casing 110b, in a state in which they are integrally combined, for example, a sealed structure may be provided via rubber packing.
  • the panel 120 detects contact of a finger, a pen, a stylus pen, or the like with respect to the touch panel.
  • the touch panel detection method may be any method such as a capacitance method, a resistance film method, a surface acoustic wave method (or an ultrasonic method), an infrared method, an electromagnetic induction method, and a load detection method.
  • the panel 120 may be a protective panel for protecting the display unit 130.
  • the material of the panel 120 is made of, for example, glass or synthetic resin, and may be a plate-like body.
  • the display unit 130 is a display device such as a liquid crystal display, an organic EL display, or an inorganic EL display.
  • the piezoelectric element 140 is an element that expands and contracts according to the electromechanical coupling coefficient of the constituent material when a voltage is applied.
  • the piezoelectric element 140 may be a unimorph, bimorph, or multilayer piezoelectric element.
  • the stacked piezoelectric element includes a stacked bimorph element in which bimorphs are stacked (for example, 16 layers or 24 layers are stacked).
  • a laminated piezoelectric element it is composed of a laminated structure of a plurality of dielectric layers made of, for example, PZT (lead zirconate titanate) and electrode layers arranged between the dielectric layers.
  • the bonding member 150 is an adhesive or double-sided tape having thermosetting property or ultraviolet curable property.
  • an optical elastic resin which is a colorless and transparent acrylic ultraviolet curable adhesive may be used.
  • a first elastic member 160 is disposed between the upper housing 110a and the panel 120.
  • the first elastic member 160 is made of a dustproof and waterproof material.
  • the first elastic member 160 is, for example, sponge or silicon rubber.
  • the first elastic member 160 is bonded to the panel 120 and the upper casing 110a with a double-sided tape or an adhesive.
  • the first elastic member 160 is disposed on the outer peripheral portion along the long side of the surface (front surface) of the panel 120.
  • the first elastic member 160 may be arranged on the outer peripheral portion along the short side on the surface (front surface) of the panel 120 in addition to the outer peripheral portion along the long side on the surface (front surface) of the panel 120. That is, the first elastic member 160 may be disposed on the entire outer peripheral portion of the surface (front surface) of the panel 120.
  • a second elastic member 170 is disposed between the panel 120 and the lower housing 110b.
  • the second elastic member 170 is made of a dustproof and waterproof material. Similar to the first elastic member 160, the second elastic member 170 is, for example, sponge or silicon rubber.
  • the second elastic member 170 is bonded to the panel 120 and the lower casing 110b with a double-sided tape or an adhesive.
  • the second elastic member 170 is disposed on the outer peripheral portion along the short side of the back surface (back surface) of the panel 120. In addition to the outer peripheral portion along the short side on the back surface (back surface) of the panel 120, the second elastic member 170 may be further disposed on the outer peripheral portion along the long side on the back surface (back surface) of the panel 120. That is, the second elastic member 170 may be disposed on the entire outer peripheral portion of the back surface (back surface) of the panel 120.
  • the mobile phone 100 includes a first elastic member 160 between the upper casing 110a and the panel 120 in a state where the upper casing 110a and the lower casing 110b are combined.
  • the second elastic member 170 is disposed between the panel 120 and the lower housing 110b.
  • the first elastic member 160 and the second elastic member 170 reduce water and dust from entering the mobile phone 100. Further, since the panel 120 is held inside the housing 110 by the first elastic member 160 and the second elastic member 170, the vibration of the panel 120 is hardly attenuated.
  • the cellular phone 100 When the cellular phone 100 having the above configuration contacts a part of the user's body with the panel 120 that vibrates due to the expansion and contraction of the piezoelectric element 140, the cellular phone 100 informs the user via the part of the contacting body. You can tell the sound.
  • the piezoelectric element 140 expands and contracts (curves) in the longitudinal direction based on, for example, an electric signal output from a control unit (not shown). Since the piezoelectric element 140 is attached to the panel 120 by the bonding member 150, the panel 120 vibrates as the piezoelectric element 140 expands and contracts. The panel 120 vibrates not only in the attachment region to which the piezoelectric element 140 is attached, but also in a region away from the attachment region. At a certain moment, the panel 120 vibrates in such a manner that a portion having a relatively large vibration amplitude and a portion having a relatively small vibration amplitude are randomly distributed throughout the panel. That is, vibrations of a plurality of waves are detected over the entire panel.
  • the mobile phone 100 generates a vibration in a panel such as a cover panel that protects the touch panel or the display unit by applying a predetermined electrical signal (audio signal) to the piezoelectric element, and is used for the panel that has been vibrated.
  • a sound can be transmitted to the user by contacting a part of the person's body (for example, cartilage of the outer ear).
  • the output sound from the panel of the mobile phone 100 is the voice of the other party, the incoming melody or music including music.
  • the music may be played based on music data stored in an internal memory, or music data stored in an external server or the like may be played back via a network.
  • the amplifier may be controlled to amplify only the low sound range.
  • a dynamic speaker may be provided separately.
  • the sound outlet of the dynamic speaker may be closed by a waterproof sheet that allows gas to pass but not liquid, such as Gore-Tex (trademark).
  • Piezoelectric element vibrates not only the attachment area of the panel where the piezoelectric element is attached, but also the area away from the attachment area of the panel. Therefore, the user can hear the sound by touching the ear to an arbitrary position on the panel.
  • the user can connect an electronic device including a panel having a panel approximately the same size as the user's ear or larger than the user's ear. By making contact so that the entirety is covered, it is possible to hear the sound output from the electronic device while reducing ambient sound (noise) from entering the ear canal.
  • the panel may oscillate in a region wider than a region having a length corresponding to the distance from the earring to the tragus and the antitragus and a width corresponding to the distance from the earring leg to the antitragus.
  • the average ear size can be found, for example, by referring to the Japanese human body size database (1992-1994) created by the Human Life Engineering Research Center (HQL). In general, if a panel is made with the size of Japanese ears as a guide, it can be applied to foreigners.
  • the mobile phone 100 described above can transmit sound to the user by vibration through a part of the user's body (for example, cartilage of the outer ear). There is little sound transmitted to. Therefore, it is suitable for listening to a recorded message on a train or the like.
  • the mobile phone 100 transmits sound by the vibration of the panel 120, for example, even if the user wears an earphone or a headphone, the user can contact the electronic device with the earphone or the headphone. You can hear sound through your body part.
  • the display unit 130 and the piezoelectric element 140 are arranged side by side in a direction parallel to the inner surface of the panel 120. Since the display unit 130 is attached to the panel 120, the rigidity of the lower part of the panel 120 (lower side in FIG. 10) is increased, and the vibration of the upper part of the panel 120 to which the piezoelectric element 140 is attached (upper side in FIG. 10). Can be vibrated greatly as compared with the lower part of the panel 120. Therefore, it is possible to efficiently transmit the vibration of the panel 120 to the user.
  • the voltage applied to the piezoelectric element is higher than the voltage applied to the piezoelectric element mounted on a normal so-called panel speaker. Should be set higher.
  • the voltage applied to the piezoelectric element mounted on the so-called panel speaker is, for example, ⁇ 5V, but the voltage applied to the piezoelectric element 140 of the mobile phone 100 may be, for example, ⁇ 15V.
  • the support structure for the panel housing is greatly different.
  • the panel itself does not deform greatly, and the entire panel moves in parallel in the thickness direction of the panel. Supported by the housing.
  • the panel is supported on the housing by a film-like member, a stretchable rubber member, a spring member, or the like at both ends in the longitudinal direction.
  • the mobile phone 100 has a structure in which the entire outer peripheral portion of the panel 120 is supported by being bonded to the housing 110 by the first elastic member 160 and the second elastic member 170. That is, the panel 120 of the mobile phone 100 is firmly fixed to the housing as compared with the panel speaker panel described in the above document.
  • the first elastic member 160 and the second elastic member 170 that support the entire outer periphery of the panel 120 are compared to a film-like member that holds a so-called panel speaker, a rubber member that can expand and contract, a spring member, and the like.
  • a material having elasticity is selected such that a portion in which the vibration amplitude is relatively large and a portion in which the vibration amplitude is relatively small vibrate randomly distributed over the entire panel. Therefore, the voltage applied to the piezoelectric element 140 of the mobile phone 100 is higher than the voltage applied to the piezoelectric element mounted on a normal so-called panel speaker. Therefore, when the user presses the panel 120 against his / her body with a force of, for example, 3N or more, sufficient vibration is generated in the panel 120 to generate a human body conduction sound through a part of the user's body. it can.
  • FIG. 13 and FIG. 14 are diagrams showing modifications of the electronic device according to the second embodiment of the present invention. 13 is a cross-sectional view seen from the same direction as FIG. 10, and FIG. 14 is a cross-sectional view seen from the same direction as FIG.
  • an intermediate member 180 may be disposed between the piezoelectric element 140 and the panel 120.
  • the piezoelectric element 140 and the intermediate member 180 may be bonded by the bonding member 150
  • the intermediate member 180 and the panel 120 may be bonded by the bonding member 150.
  • the joining member 150 may be the above-described various adhesives or double-sided tape.
  • the intermediate member 180 is, for example, a resin plate, a sheet metal, or a resin plate including glass fiber.
  • the intermediate member 180 between the piezoelectric element 140 and the panel 120, when the panel 120 is formed of a material that does not hinder the deformation of the piezoelectric element 140, the piezoelectric element 140 itself is deformed too much. The risk of breakage can be reduced.
  • a plate-like weight may be attached to the piezoelectric element 140 by the joining member 150. Thereby, even if the panel is brought into strong contact with the human body, the vibration of the panel can be hardly attenuated.
  • an intermediate member 180 is disposed between the piezoelectric element 140 and the panel 120, but one side of the piezoelectric element 140 is bonded to the panel 120 by the bonding member 150.
  • the other side member may be bonded to the other side by a joining member 150. If the other side member has the same configuration as the intermediate member 180, the risk of the piezoelectric element 140 being damaged can be reduced, and the resonance frequency of the panel 120 can be adjusted.
  • the piezoelectric element is attached to the panel, but may be attached to a location different from the panel.
  • the piezoelectric element may be attached to a battery lid that is attached to the housing and covers the battery. Since the battery lid is often attached to a surface different from the panel in the mobile phone, according to such a configuration, the user listens to the sound by touching a part of the body (for example, an ear) to a surface different from the panel. Can do.
  • the piezoelectric element may be attached to, for example, a sheet key in which a key top of the operation key and a part of the casing are integrally formed.
  • Electronic devices that transmit sound to the user through a part of the user's body are conducted through the part of the user's body that contacts the vibrating panel. It is also possible to transmit to the user both the sound to be heard (human body conduction sound) and the vibration of the air in the vicinity of the panel (air conduction sound) caused by the vibration of the panel.
  • a panel having two opposing edge portions and two opposing edge portions that are substantially perpendicular to the two edge portions has a rectangular shape in which the long side and the short side form a substantially right angle.
  • one side is virtually extended, such as a square panel or a rectangular corner cut out or a rectangular corner rounded, for example.
  • a panel having a shape in which the extended line and the extended line virtually extending the other side form a substantially right angle is included.

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。 電子機器1は、矩形状のタッチパネル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が配置されるとともにタッチパネル20の表面周縁部を覆う支持部材(10a,10b)と、を備え、タッチパネル20の表面において対向する2つの縁辺部分と支持部材(10a,10b)との間にそれぞれ弾性部材70を介在させ、タッチパネル20の裏面において残りの対向する2つの縁辺部分と支持部材(10a,10b)との間にそれぞれ柔軟性シール部材40を圧入させ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2011-81578号(2011年4月1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。
 本発明に係る電子機器は、
 矩形状のパネルと、
 前記パネルを振動させる振動部と、
 前記パネルが配置されるとともに当該パネルの表面周縁部を覆う支持部材と、を備えた電子機器であって、
 前記パネルの表面における対向する2つの縁辺部分と前記支持部材との間に第1の弾性部材を介在させ、
 前記パネルの裏面における前記対向する2つの縁辺部分と略直角となる対向する2つの縁辺部分と前記支持部材との間に第2の弾性部材を介在させたことを特徴とするものである。
 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。
本発明の実施の形態に係る電子機器の外観斜視図である。 本発明の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。 本発明の実施の形態に係るタッチパネルおよび周辺要素を説明する外観斜視図である。 本発明の実施の形態に係る電子機器を線A-Aに沿って切断した端面図である。 本発明の実施の形態に係る電子機器を線B-Bに沿って切断した端面図である。 本発明の実施の形態に係る電子機器を線C-Cに沿って切断した端面図である。 本発明の実施の形態に係る電子機器を線D-Dに沿って切断した端面図である。 本発明の第2の実施の形態に係る電子機器の正面図である。 本発明の第2の実施の形態に係るパネルおよび周辺要素を説明する外観斜視図である。 図8におけるX-X線に沿った断面図である。 図8におけるXI-XI線に沿った断面図である。 本発明の第2実施形態に係るパネルの瞬間的な振動態様を示す図である。 本発明の第2実施形態に係る電子機器の変形例を示す断面図である。 本発明の第2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、本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。この上部筐体10aは、両面テープまたは接着剤などを用いて、下部筐体10bに接着する。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、ある程度密閉される構造にしても良い。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、上部筐体10aを下部筐体10bと一体化させた構成にできる場合、上部筐体10aは、下部筐体10bと別部材として設ける必要はない。
 なお、上部筐体10aは、例えばベゼル等の各種の部材とすることができるが、本明細書においては「上部筐体」と総称する。上部筐体10aをベゼルとする場合、当該上部筐体10aは、例えば金属製、プラスチック製、ABS等の樹脂製などとすることができ、ある程度の強度を有する素材で構成するのが好適である。
 タッチパネル20は、通常、後述する表示部80の前面に配置して、表示部80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80の前面に配置する、即ち当該表示部80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に触れることは必須ではない。
 上述した表示部80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80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の背面側には、後述のように、LCDなどの表示部80を配置することができる。
 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にしてから、さらにタッチパネル20に係る周辺要素を取り外した状態を示す斜視図である。
 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(開口部)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、操作者は後述の表示部80の表示を外部から視認することができ、さらに操作者がタッチパネル20に接触することができる。なお、下部筐体10b内側の底部には、後述するように、例えばLCDなどの表示部やLCDホルダ、また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、図2においては、そのような部品の図示は省略してある。
 図2から分かるように、下部筐体10bと上部筐体10aとを組み合わせた状態においては、タッチパネル20は、図に示す各種の部材に支持されながら、下部筐体10bと上部筐体10aとの間に配置される。これら各種の部材について、以下説明する。
 上部筐体10aとタッチパネル20との間には、図2に示すように、細長状の弾性部材70が配置される。図2において、弾性部材70は、タッチパネル20の表面(前面)において、タッチパネル20の縁辺部分のうち2つの長辺に沿って配置されている。ここで、タッチパネル20の長辺とは、タッチパネル20において図2に示すY軸方向に平行な方向の辺を意味する。
 タッチパネル20の前面側に配置される細長状の弾性部材70は、例えばスポンジ等の伸縮性の材料、またはウレタンフォームなどの弾性および伸縮性を有する柔軟な材料とするのが好適である。また、この弾性部材70は、上部筐体10aおよびタッチパネル20に対して、例えば両面テープまたは接着剤などにより接着するのが好適である。このように、本実施の形態においては、タッチパネル20の表面(前面)において、対向する2つの縁辺部分と上部筐体10aとの間に、それぞれ弾性部材70を介在させる。
 また、図2から分かるように、下部筐体10bの内部には、支柱30および柔軟性シール部材40が配置される。タッチパネル20は、これらの支柱30および柔軟性シール部材40によって支持される。なお、本発明の弾性部材には、弾性部材70および柔軟性シール材料40のいずれも含まれるものとする。
 タッチパネル20を支持する支柱30は、下部筐体10bの内部の四隅にそれぞれ配置される。この支柱30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。このように、弾性材料性の支柱30を用いることにより、タッチパネル20を振動させる際に、当該振動の減衰を低減するようにする。
 また、タッチパネル20を支持する柔軟性シール部材40は、タッチパネル20の裏面(背面)において、タッチパネル20の縁辺部分のうち2つの短辺に沿って配置される。ここで、タッチパネル20の短辺とは、タッチパネル20において図2に示すX軸方向に平行な方向の辺を意味する。すなわち、タッチパネル20の対向する2つの短辺は、対向する2つの長辺と直角を成す。この柔軟性シール部材40は、例えば支柱30よりも硬度の低い、即ち柔らかいシリコンゴムまたは防水ゲルなどを用いるのが好適である。いずれの場合も、柔軟性シール部材40は、伸縮性に富み、圧縮した状態においては復元力が作用する材料を用いるようにする。また、柔軟性シール部材40は、例えば発泡性材料のように気泡を含む材料などとすることもできるが、少なくともダストや塵などを通過させることのない材料、つまり防塵に好適な材料を用いるようにする。
 図2に示す柔軟性シール部材40は、両側の支柱30の間に挟み込まれる前の状態を表している。このように、柔軟性シール部材40の長手方向の長さは、支柱30の間に挟み込まれる前の状態においては、支柱30同士の間の寸法よりも若干大きめにする。そして、柔軟性シール部材40を支柱30同士の間に挿入する際には、柔軟性シール部材40が横方向に若干圧縮された状態で、各支柱30に挟み込まれるようにする。さらに、柔軟性シール部材40の高さも、タッチパネル20を取り付ける前の状態においては、支柱30の高さよりも若干大きめにする。そして、タッチパネル20が各支柱30に取り付けられる際には、柔軟性シール部材40が縦方向に若干圧縮された状態で、タッチパネル20と下部筐体10bの凸部12bとの間に挟み込まれるようにする。このように、本実施の形態においては、タッチパネル20の裏面(背面)において、対向する2つの縁辺部分と下部筐体10bとの間に、それぞれ柔軟性シール部材40を圧入させる。
 なお、図2に示すように、下部筐体10bの内部には、支柱30および柔軟性シール部材40を配置するための凸部12bが形成されている。この凸部12bの高さは、支柱30および柔軟性シール部材40の寸法に応じて、タッチパネル20が適切な高さの位置に保たれるように設計する。さらに、例えば支柱30の下側(すなわち支柱30と下部筐体10bの凸部12bとの間)に所定の高さのスペーサを挿入すれば、さらにタッチパネル20の高さを微調整することができる。また、柔軟性シール部材40は、タッチパネル20の裏面または下部筐体10b(の凸部12b)のうち少なくとも一方と、例えば両面テープまたは接着剤などにより接着するのが望ましい。
 図3は、図2に示したタッチパネル20および当該タッチパネル20の周辺要素をさらに説明する図である。上述したように、タッチパネル20の表面(前面)側において、細長の弾性部材70が、タッチパネル20の縁辺部分のうち対抗する2つ長辺に沿って配置される。なお、図3に示すように、本実施の形態において、タッチパネル20は矩形状のものとするのが好適である。
 図3に示すように、タッチパネル20の裏面には、その上下の縁辺(図の奥側および手前側の辺)付近に、振動部50が取り付けられる。振動部50は、タッチパネル20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のが好適である。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をタッチパネル20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は、圧電素子などをタッチパネル20または当該タッチパネル20を保持するパネルホルダ(図示せず)などの任意の位置に接着するなどして固定し、タッチパネル20を振動させるものとすることもできる。しかしながら、タッチパネル20を良好に振動させることができるように、振動部50は、タッチパネル20の裏面に貼り付けられた圧電素子とするのが好適である。
 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。
 次に、本発明の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4~7は、上部筐体10aと下部筐体10bとを組み合わせた後の電子機器1を、各種の位置において切断した端面の様子を示す図である。以下、電子機器1の端面について説明することにより、電子機器1の内部構成の詳細について言及する。
 図4は、本実施の形態による電子機器1を、図1に示したA-A線に沿って切断した端面を示す図である。すなわち、図4は、図1において電子機器1の手前側の端部付近を横方向(図1のX軸方向)に切断した端面を示す図である。なお、電子機器1の奥側の端部付近を横方向(図1のX軸方向)に切断した端面を示す図も同様となる。以下の説明においても、タッチパネル20の長辺とは、タッチパネル20において図2に示すY軸方向に平行な方向の辺を意味し、タッチパネル20の短辺とは、タッチパネル20において図2に示すX軸方向に平行な方向の辺を意味する。
 図4に示すように、本実施の形態において、上部筐体10aとタッチパネル20との間には、弾性部材70を介在させてある。この弾性部材70は、防塵に適した材料であり、上部筐体10aおよびタッチパネル20と接着されている。したがって、この弾性部材70によって、タッチパネル20の長辺側において、下部筐体10bの内部すなわちタッチパネル20の背面側に、ダストや埃が侵入することは阻止される。
 また、図4に示すように、本実施の形態において、タッチパネル20と下部筐体10b(の凸部12b)との間には、支柱30および柔軟性シール部材40を介在させてある。この柔軟性シール部材40は、支柱30同士の間、およびタッチパネル20の裏面と下部筐体10b(の凸部12b)との間に圧縮された状態で圧入されている。したがって、タッチパネル20の表面側に弾性部材70が設けられていない縁辺側(短辺側)においては、この柔軟性シール部材40によって、下部筐体10bの内部すなわちタッチパネル20の背面側に、ダストや埃が侵入することは阻止される。
 一方、図4に示すように、タッチパネル20に直接接触しているのは、弾性部材70、弾性材料性の支柱30、および柔軟性シール部材40である。したがって、タッチパネル20が振動していない状態においては、弾性材料性の支柱30および圧縮された状態の柔軟性シール部材40によって、タッチパネル20は安定的に支持される。しかしながら、振動部50がタッチパネル20を振動させる際に、弾性部材70、弾性材料性の支柱30、および柔軟性シール部材40のいずれも、当該振動を大きく減衰させることはないため、振動の減衰を低減させることができる。
 特に、本実施の形態では、タッチパネル20において、その表面に弾性部材70が配置される箇所の裏面側には、柔軟性シール部材40を配置しないようにするのが好適である。また、同様に、タッチパネル20において、その裏面に柔軟性シール部材40が配置される箇所の表面側には、弾性部材70を配置しないようにするのが好適である。すなわち、弾性部材70および柔軟性シール部材40を配置するに際し、弾性部材70が配置される2つの縁辺部分の方向と、柔軟性シール部材40が配置される2つの縁辺部分の方向とが異なるようにするのが好適である。このようにすれば、タッチパネル20の表面および裏面の双方においてタッチパネル20の周縁部全体を弾性部材などで挟み込むのではなく、常に表面または裏面の一方においてのみタッチパネル20が弾性部材などで支持されるようになる。
 例えば、図4に示す端面の位置においては、タッチパネル20の長辺側は、弾性部材70によって上側からのみ支持され、後述するように下側からは支持されない。また、図4に示す端面の位置においては、タッチパネル20の短辺側は、柔軟性シール部材40によって下側からのみ支持され、上側からは支持されない様子が明らかである。したがって、この場合、タッチパネル20をより自由に振動させることができるため、振動の減衰が一層低減されることが期待できる。
 図5は、本実施の形態による電子機器1を、図1に示したB-B線に沿って切断した端面を示す図である。すなわち、図5は、図1において電子機器1の中央付近を横方向(図1のX軸方向)に切断した端面を示す図である。なお、図5においては、図1に示したB-B線に沿って切断した端面を示してあるため、当該端面よりも奥側に存在する支柱30、柔軟性シール部材40、および凸部12bなどは図示していない。
 図5に示すように、電子機器1を切断する位置によっては、タッチパネル20の裏面に振動部50が接着されている。なお、図5においては、下部筐体10bの内部に、LCD等の表示部80、および各種の基板90を示してある。これらの表示部80および基板90は種々の部材を例示したものであり、例えば表示部80を、当該表示部を支持する表示部ホルダにしたり、または基板90を他の支持部材にするなど、各種の部材とすることができる。本実施の形態においては、一般的なタッチパネルを備えた装置の場合と同様に、図5に示すように、タッチパネル20の背面側(すなわち振動部50が配置された面の側)に表示部80を配置するのが好適である。
 図5に示す端面の位置においても、図4の場合と同様に、タッチパネル20の表面において、対向する長辺に沿ってそれぞれ弾性部材70が配置されている。また、図5に示す端面の位置においては、タッチパネル20の長辺側は、弾性部材70によって上側からのみ支持され、下側からは支持されない様子が明らかである。このように、本実施の形態によれば、タッチパネル20を自由に振動させることができ、振動の減衰が低減される。
 図6は、本実施の形態による電子機器1を、図1に示したC-C線に沿って切断した端面を示す図である。すなわち、図6は、図1において電子機器1の左側の端部付近を縦方向(図1のY軸方向)に切断した端面を示す図である。なお、電子機器1の右側の端部付近を縦方向(図1のY軸方向)に切断した端面を示す図も同様となる。
 図6に示すように、タッチパネル20の裏面側において、タッチパネル20の周縁部のうち短辺側に配置された支柱30の近くに、振動部50が配置されている。図6においても、タッチパネル20の表面において、長辺に沿って弾性部材70が配置されているのがわかる。また、図6に示す端面の位置においても、タッチパネル20の長辺側は、弾性部材70によって上側からのみ支持され、下側からは支持されない様子がわかる。
 図7は、本実施の形態による電子機器1を、図1に示したD-D線に沿って切断した端面を示す図である。すなわち、図7は、図1において電子機器1の中央付近を縦方向(図1のY軸方向)に切断した端面を示す図である。なお、図7においては、図1に示したD-D線に沿って切断した端面を示してあるため、当該端面よりも奥側に存在する弾性部材70などは図示していない。
 図7に示す端面の位置においては、タッチパネル20の短辺側は、柔軟性シール部材40によって下側からのみ支持され、上側からは支持されない様子がわかる。
 上述した実施の形態において、上部筐体10aおよび下部筐体10bは、タッチパネル20が配置されるとともに、タッチパネル20の表面周縁部を覆う部材である。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を含めて、支持部材を構成している。
 このように、本実施の形態によれば、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塵対策を施すことができる。また、本実施の形態によれば、柔軟性シール部材40および弾性部材70に用いる素材によっては、ある程度の防水効果も期待できる。
 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。本発明は、タッチパネルを支持部材に配置する際に、振動を減衰させずに、タッチパネルの表面および裏面のそれぞれにおいて特徴的な防塵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、上述した実施の形態においては、タッチパネル20の表面(上面)側に弾性部材70を配置し、またタッチパネル20の裏面(背面)側に柔軟性シール部材40を配置した。しかしながら、本発明は、このような配置に限定されるものではなく、例えば上下を逆にした構成、すなわち、タッチパネル20の表面(上面)側に柔軟性シール部材40を配置し、またタッチパネル20の裏面(背面)側に弾性部材70を配置してもよい。
 また、上述した上部筐体10aおよび下部筐体10b、柔軟性シール部材40および弾性部材70などの部材は、本発明による効果が得られる限りにおいて、種々の形状とすることができる。例えば、柔軟性シール部材40および弾性部材70は、適当な防塵が図られるのであれば、例えば中空構造にするなど各種の構成とすることができる。
 また、上述した実施の形態において、支柱30は必須の構成要素ではなく、柔軟性シール部材40がある程度の形状を保つことによりタッチパネル20の高さが保たれるのであれば、本発明において支柱30を用いない構成とすることもできる。
 さらに、上述した実施の形態においては、振動部50が固定された近傍であるタッチパネル20の短辺側に柔軟性シール部材40が配置され、タッチパネル20の長辺側に弾性部材70が配置されるようにした。しかしながら、本発明は、このような配置に限定されるものではなく、タッチパネル20の短辺側に弾性部材70が配置され、タッチパネル20の長辺側に柔軟性シール部材40が配置されるようにしてもよい。また、上述したように、タッチパネル20を振動させる振動部50の配置および構成も種々変更する(例えば、長辺側近傍に振動部50を固定する)ことができる。
 また、上部筐体10aおよび下部筐体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。
 上記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20が配置されるとともにタッチパネル20の表面周縁部を覆う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またはベゼルなど、あるいは上部筐体10aまたは下部筐体10bに形成された他の支持部材など、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80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80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。このような変形例においては、上述したような構成の表示部80は必須の構成要素ではない。
 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、本実施の形態の説明における表示部80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電子機器を挙げたが、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8乃至図11により、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。図8は、本発明の第2実施形態に係る電子機器の正面図である。図9は、本発明の第2の実施の形態に係るパネルおよび周辺要素を説明する外観斜視図である。図10は、図8におけるX-X線に沿った断面図である。図11は、図8におけるXI-XI線に沿った断面図である。
 図8乃至図11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、接合部材150と、第1の弾性部材160と、第2の弾性部材170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8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10および図11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。上部筺体110aおよび下部筺体110bは、例えば樹脂等の材料で形成されている。
 上部筐体110aと下部筐体110bとは、両面テープまたは接着剤などにより互いに接着される。これら上部筐体110aと下部筐体110bとの間は、これらが一体に組み合わされた状態において、例えばゴム製のパッキンを介した密閉構造にする等しても良い。
 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。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9乃至図11に示すように、上部筺体110aとパネル120との間には、第1の弾性部材160が配置される。第1の弾性部材160は、防塵性および防水性を有する材質から成る。第1の弾性部材160は、例えばスポンジまたはシリコンゴムである。第1の弾性部材160は、両面テープまたは接着剤によりパネル120および上部筺体110aに接着される。第1の弾性部材160は、パネル120の表面(前面)における長辺に沿った外周部に配置される。第1の弾性部材160は、パネル120の表面(前面)における長辺に沿った外周部に加え、さらにパネル120の表面(前面)における短辺に沿った外周部に配置されていてもよい。すなわち、第1の弾性部材160は、パネル120の表面(前面)における外周部全体に配置されていてもよい。
 また、パネル120と下部筺体110bとの間には、第2の弾性部材170が配置される。第2の弾性部材170は、防塵性および防水性を有する材質から成る。第2の弾性部材170は、第1の弾性部材160と同様に、例えばスポンジまたはシリコンゴムである。第2の弾性部材170は、両面テープまたは接着剤によりパネル120および下部筺体110bに接着される。第2の弾性部材170は、パネル120の裏面(背面)における短辺に沿った外周部に配置される。第2の弾性部材170は、パネル120の裏面(背面)における短辺に沿った外周部に加え、さらにパネル120の裏面(背面)における長辺に沿った外周部に配置されていてもよい。すなわち、第2の弾性部材170は、パネル120の裏面(背面)における外周部全体に配置されていてもよい。
 上記の携帯電話機100は、図10及び図11に示すように、上部筐体110aと下部筐体110bとが組み合わされた状態で、第1の弾性部材160が上部筺体110a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および第2の弾性部材170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た場合に、当該接触する体の一部を介して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10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10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。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は例えば±5Vであるが、携帯電話機100の圧電素子140に対して印加される電圧は、例えば±15Vであってよい。
 このことは、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、パネルは、それ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筺体に支持される。このような振動をするためには、パネルは、長手方向の両端で、フィルム状部材、伸び縮み可能なゴム部材またはスプリング部材等によって筺体に支持される。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の弾性部材160および第2の弾性部材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の弾性部材160および第2の弾性部材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、図12に示すような、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。そのため、利用者が例えば3N以上の力をもって自らの体にパネル120を押し付けた場合に、パネル120に十分な振動を発生させ、利用者の体の一部を介する人体伝導音を発生させることができる。
 以上、本発明の第2の実施形態として携帯電話機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。図13および図14は、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13は図10と同じ方向から視た断面図であり、図14は図11と同じ方向から視た断面図である。
 図13および図14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。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が圧電素子140の変形を阻害しにくい材質で形成される場合に、圧電素子140自体が変形しすぎて破損するリスクを低減できる。尚、中間部材180に代えて、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。
 図13および図14に示す携帯電話機100は、圧電素子140とパネル120との間に中間部材180が配置されるが、圧電素子140の一方側が接合部材150によりパネル120に接着され、圧電素子140の他方側に他方側部材が接合部材150により接着される構造であってもよい。この他方側部材が中間部材180と同様の構成を有していれば、圧電素子140が破損するリスクを低減することができ、またパネル120の共振周波数を調整することができる。
 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取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。また、電子機器がテンキー等の操作キーを有するものである場合、圧電素子は、例えば操作キーのキートップと筺体の一部とが一体に形成されたシートキーに取り付けられてもよい。
 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。
 また、本発明における、対向する2つの縁辺部分とこの2つの縁辺部分と略直角となる対向する2つの縁辺部分とを有するパネルには、長辺と短辺とが略直角を成す矩形状のタッチパネル20又は矩形状のパネル120だけでなく、正方形状のパネルや、例えば長方形の角部が切り欠かれたもの又は長方形の角部がR形状とされたものなど、ある一辺を仮想的に延長した延長線と他の辺を仮想的に延長した延長線とが略直角を成すような形状のパネルが含まれる。
 1 電子機器
 10a 上部筐体
 10b 下部筐体
 20 タッチパネル
 30 支柱
 40 柔軟性シール部材(第2の弾性部材)
 50 振動部
 70 弾性部材(第1の弾性部材)
 80 表示部
 90 基板
 100 携帯電話機
 110 筺体
 110a 上部筺体
 110b 下部筺体
 120 パネル
 130 表示部
 140 圧電素子
 150 接合部材
 160 第1の弾性部材
 170 第2の弾性部材
 180 中間部材
 
 
 

Claims (11)

  1.  矩形状のパネルと、
     前記パネルを振動させる振動部と、
     前記パネルが配置されるとともに当該パネルの表面周縁部を覆う支持部材と、を備えた電子機器であって、
     前記パネルの表面における対向する2つの縁辺部分と前記支持部材との間に第1の弾性部材を介在させ、
     前記パネルの裏面における、前記対向する2つの縁辺部分と略直角となる対向する2つの縁辺部分と前記支持部材との間に第2の弾性部材を介在させたことを特徴とする電子機器。
  2.  前記パネルの裏面における四隅に支柱を形成し、前記第2の弾性部材は前記支柱以外の部分に介在させることを特徴とする、請求項1に記載の電子機器。
  3.  前記パネルの大きさは、耳よりも大きい
     請求項1に記載の電子機器。
  4.  前記振動部は、前記パネルに接合部材により接合されている
     請求項1に記載の電子機器。
  5.  前記接合部材は、非加熱型硬化性の接着剤である
     請求項4に記載の電子機器。
  6.  前記接合部材は、両面テープである
     請求項4に記載の電子機器。
  7.  前記第1の弾性部材は、非加熱型硬化性の接着剤である
     請求項1に記載の電子機器。
  8.  前記第1の弾性部材は、両面テープである
     請求項1に記載の電子機器。
  9.  前記第2の弾性部材は、非加熱型硬化性の接着剤である
     請求項1に記載の電子機器。
  10.  前記第2の弾性部材は、両面テープである
     請求項1に記載の電子機器。
  11.  前記パネルは、タッチパネル、表示パネル、操作パネル、カバーパネル、または充電池を取り外し可能とするためのリッドパネルのいずれかの一部または全部を構成する
     請求項1に記載の電子機器。
     
     
     
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