WO2013094744A1 - 携帯機器およびその使用方法 - Google Patents

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WO2013094744A1
WO2013094744A1 PCT/JP2012/083300 JP2012083300W WO2013094744A1 WO 2013094744 A1 WO2013094744 A1 WO 2013094744A1 JP 2012083300 W JP2012083300 W JP 2012083300W WO 2013094744 A1 WO2013094744 A1 WO 2013094744A1
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WO
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portable device
vibration
vibration element
sound information
vibrates
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Application number
PCT/JP2012/083300
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English (en)
French (fr)
Inventor
悟 岩崎
高橋　徹
Original Assignee
京セラ株式会社
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/28—Transducer mountings or enclosures modified by provision of mechanical or acoustic impedances, e.g. resonator, damping means
    • H04R1/2869—Reduction of undesired resonances, i.e. standing waves within enclosure, or of undesired vibrations, i.e. of the enclosure itself
    • H04R1/2884—Reduction of undesired resonances, i.e. standing waves within enclosure, or of undesired vibrations, i.e. of the enclosure itself by means of the enclosure structure, i.e. strengthening or shape of the enclosure
    • H04R1/2888—Reduction of undesired resonances, i.e. standing waves within enclosure, or of undesired vibrations, i.e. of the enclosure itself by means of the enclosure structure, i.e. strengthening or shape of the enclosure for loudspeaker transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02—Constructional features of telephone sets
    • H04M1/03—Constructional features of telephone transmitters or receivers, e.g. telephone hand-sets
    • H04M1/035—Improving the acoustic characteristics by means of constructional features of the housing, e.g. ribs, walls, resonating chambers or cavities
    • H—ELECTRICITY
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    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
    • H04R17/005—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers using a piezoelectric polymer
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
    • H04R2499/10—General applications
    • H04R2499/11—Transducers incorporated or for use in hand-held devices, e.g. mobile phones, PDA's, camera's

Definitions

  • the present invention relates to a remote control such as an AV device, a mobile phone, a portable music player, a portable video camera or other portable device and a method for using the same.
  • the above-described conventional portable device has a problem that it is difficult to transmit high-quality sound information with small distortion because the degree of freedom in design is small.
  • the present invention has been devised in view of such problems in the prior art, and its purpose is to provide high-quality sound information with a high degree of design freedom and low distortion. It is to provide a portable device and a method of using the same.
  • the portable device of the present invention includes a first member exposed on the surface, a second member connected to the first member, and a vibration element attached to the second member that vibrates when an electric signal is input.
  • the first member is vibrated by vibrating the vibration element, and the vibration of the first member is transmitted to the human body directly or via air or both. Is characterized by transmitting sound information.
  • the method of using the portable device of the present invention is characterized in that the sound information is transmitted by bringing the first member of the portable device into contact with a head and transmitting the vibration of the first member to a human body. Is.
  • the sound information is music, human voices, animal calls, noises, etc. that can be transmitted to the cochlea and recognized as human sounds. It is not limited to those that can be transmitted in the air, but also includes those that are transmitted to the cochlea via human bones and cartilage.
  • the portable device of the present invention it is possible to obtain a portable device that is relatively easy to transmit high-quality sound information with a high degree of design freedom and small distortion. According to the method of using the portable device of the present invention, it is possible to transmit good sound information with small distortion.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line B-B ′ in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a joining member 16 in FIGS.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a third member 13 in FIGS.
  • (A)-(c) is sectional drawing which shows typically the state of the vibration in the portable device of the example of embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows typically the portable apparatus which is a modification of this invention. It is a graph which shows the characteristic of the portable apparatus of the example of embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a portable device which is an example of an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line B-B ′ in FIG.
  • the portable device of this example includes a first member 11, a second member 12, a third member 13, a vibration element 14, a joining member 16, a display 18, and an electronic circuit. (Not shown).
  • the first member 11 functions as a cover for the display 18, and the second member 12 functions as a casing of the portable device.
  • the first member 11 is exposed on the surface of the portable device and has a thin plate shape.
  • the first member 11 can be formed by suitably using a material having high rigidity and elasticity, such as a resin such as an acrylic resin or glass.
  • the 1st member 11 is attached to the 2nd member 12 through the 3rd member 13 only around the one main surface, and is attached to the 2nd member 12 so that vibration is possible.
  • the thickness of the first member 11 is set to about 0.4 mm to 1.5 mm, for example.
  • the second member 12 has a box shape with one surface opened.
  • the second member 12 can be formed using, for example, a material such as a synthetic resin having high rigidity and elasticity.
  • the 2nd member 12 functions as a case of a portable device, is connected to the 1st member 11 via the 3rd member 13, and functions as a support body which supports the 1st member 11 so that vibration is possible. .
  • the joining member 16 is in the form of a film.
  • the joining member 16 is formed of a material that is softer and easier to deform than the second member 12, and has a smaller elastic modulus and rigidity such as Young's modulus, rigidity, and bulk modulus than the second member 12. That is, the joining member 16 is deformable, and deforms to a greater extent than the second member 12 when the same force is applied.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the joining member 16.
  • the dimension in the thickness direction is enlarged to make the shape easy to understand.
  • the bonding member 16 has a three-layer structure including two adhesive layers 161 a and 161 b and a base layer 162 disposed therebetween.
  • one main surface (surface by the side of the adhesion layer 161a) of the joining member 16 is entirely fixed to a part of one main surface of the 2nd member 12, the other main surface (surface by the side of the adhesion layer 161b) Further, one main surface of the vibration element 14 is fixed as a whole. That is, the second member 12 and the vibration element 14 are joined via the joining member 16.
  • the adhesive layers 161a and 161b are made of a viscoelastic body, and the thickness thereof is set to about 10 to 30 ⁇ m, for example.
  • a viscoelastic body constituting the adhesive layers 161a and 161b for example, a known viscoelastic body formed using a polymer material such as acrylic, silicon, urethane, or rubber can be appropriately used. .
  • the base layer 162 has higher rigidity than the adhesive layers 161a and 161b, and the thickness thereof is set to about 50 to 200 ⁇ m, for example.
  • the base layer 162 can be configured by suitably using, for example, a resin such as polyester.
  • the base layer 162 may be formed of a viscoelastic body, a nonwoven fabric, or the like that forms the adhesive layers 161a and 161b.
  • the base layer 162 is composed of a non-woven fabric and a viscoelastic material that is inserted between the fibers of the non-woven fabric, and the thickness of the base layer 162 is larger than the thickness of the adhesive layers 161a and 161b. Both (shape retention) can be improved. Thereby, the conversion loss from the bending vibration of the vibration element 14 to the bending vibration of the second member 12 can be reduced, and the second member 12 can be vibrated strongly.
  • the vibration element 14 is plate-shaped, and has one main surface fixed to the other main surface of the joining member 16 as a whole and is attached to the second member 12 via the joining member 16.
  • the vibration element 14 is a laminate formed by laminating a plurality of polarized piezoelectric layers and a plurality of electrode layers, and the electrode layers and the piezoelectric layers are alternately arranged. Therefore, in the vibration element 14, one end surface in the stacking direction of the plurality of piezoelectric layers and the electrode layers is fixed to the other main surface of the bonding member 16 as a whole.
  • the vibration element 14 is configured such that the polarization direction with respect to the direction of the electric field applied at a certain moment is reversed between the one half and the other half in the thickness direction of the vibration element 14.
  • the vibration element 14 can bend and vibrate independently when an electric signal is input.
  • the vibration element 14 is configured by a piezoelectric body (piezoelectric bimorph element) having a bimorph structure.
  • the vibration element 14 bends and vibrates so that the one main surface and the other main surface are bent. Therefore, the joining member 16 is interposed between the first surface (one main surface) that is the bending surface of the vibration element 14 and the one main surface of the second member 12, and thus the first surface of the vibration element 14. And one main surface of the second member 12 are joined.
  • the joining member 16 joins the first surface of the vibration element 14 to the second member 12 as a whole.
  • the overall bonded state includes a state in which the entire first surface (one main surface) of the vibration element 14 is bonded and a state in which substantially the entire surface is bonded.
  • the thickness of the joining member 16 is set so as to be larger than the amplitude of the bending vibration of the vibration element 14, and is set so as not to be excessively attenuated due to being too thick, for example, 0.1 mm. It is set to about 0.6 mm.
  • the vibration element 14 has, for example, a rectangular parallelepiped shape having a length of 15 mm to 40 mm, a width of 2 mm to 5 mm, and a thickness of about 0.3 mm to 1.0 mm.
  • the piezoelectric layer constituting the vibration element 14 for example, lead-free piezoelectric material such as lead zirconate (PZ), lead zirconate titanate (PZT), Bi layered compound, tungsten bronze structure compound, or the like is preferably used. However, other piezoelectric materials may be used.
  • the thickness of one layer of the piezoelectric layer is desirably set to about 0.01 to 0.1 mm, for example, so as to be driven at a low voltage.
  • the electrode layer constituting the vibration element 14 can be preferably formed using, for example, a ceramic component or a glass component in addition to a metal component such as silver or an alloy of silver and palladium. You may form using another known metal material.
  • Such a vibration element 14 can be manufactured by the following method, for example. First, a binder, a dispersant, a plasticizer, and a solvent are added to the piezoelectric material powder, and the mixture is agitated to produce a slurry. The obtained slurry is formed into a sheet shape to produce a green sheet. Next, a conductive paste is printed on the green sheet to form an electrode layer pattern, and the green sheet on which the electrode layer pattern is formed is laminated to produce a laminated molded body, which is then degreased and fired to a predetermined size. A laminated body is obtained by cutting. Next, a conductive paste for forming a surface electrode is printed and baked at a predetermined temperature, and then a direct current voltage is applied through the electrode layer to polarize the piezoelectric layer. In this way, the vibration element 14 can be obtained.
  • the third member 13 has a film shape.
  • the third member 13 is formed of a material that is softer and more easily deformed than the first member 11, and has a smaller elastic modulus and rigidity such as Young's modulus, rigidity, and bulk elastic modulus than the first member 11. In other words, the third member 13 is deformable and deforms more greatly than the first member 11 when the same force is applied.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the third member 13.
  • the dimension in the thickness direction is shown enlarged to make the shape easy to understand.
  • the first third member 13 has a three-layer structure including two adhesive layers 131 a and 131 b and a base layer 132 disposed therebetween.
  • One main surface (surface on the adhesive layer 131a side) of the third member 13 is generally fixed to the peripheral edge of the one main surface of the first member 11, and the other main surface (surface on the adhesive layer 131b side). ) Is fixed to the second member 12 as a whole. That is, the first member 11 and the second member 12 are joined via the third member 13.
  • the adhesive layers 131a and 131b are made of a viscoelastic body, and the thickness thereof is set to about 10 to 30 ⁇ m, for example.
  • a viscoelastic body constituting the adhesive layers 131a and 131b for example, a known viscoelastic body formed using a polymer material such as acrylic, silicon, urethane, or rubber can be appropriately used. .
  • the base layer 132 has higher rigidity than the adhesive layers 131a and 131b, and the thickness thereof is set to about 50 to 200 ⁇ m, for example.
  • the base layer 132 can be configured by suitably using, for example, a resin such as polyester.
  • the base layer 132 may be formed of a viscoelastic body, a nonwoven fabric, or the like that forms the adhesive layers 131a and 131b. Note that the thickness of the third member 13 is set so that the vibration is not excessively attenuated due to being too thick.
  • the third member 13 has elasticity and is formed so that the vibration of the second member 12 can be transmitted to the first member 11.
  • the electronic circuit (not shown) is, for example, a circuit for processing image information displayed on the display 18 or sound information transmitted by a portable device, a communication circuit, and the like. At least one of these circuits may be included, or all the circuits may be included. Further, it may be a circuit having other functions. Furthermore, the mobile device may have a plurality of electronic circuits.
  • the display 18 is a display device having a function of displaying image information.
  • a known display such as a liquid crystal display, a plasma display, or an organic EL display can be suitably used.
  • the vibration element 14 is vibrated by inputting an electric signal from an electronic circuit (not shown) to the vibration element 14. Then, the vibration of the vibration element 14 is transmitted to the first member 11 via the joining member 16, the second member 12, and the third member 13, and the first member 11 vibrates. And sound information can be transmitted to a human body by transmitting vibration of the 1st member 11 to a human body directly or via air, or both.
  • FIGS. 6A to 6C are cross-sectional views schematically showing the state of vibration in the vicinity of the vibration element 14 in the portable device of this example.
  • the third member 13, the first member 11, the display 18, and the electronic circuit are not shown, and the second member 12 is a portion in the vicinity of the vibration element 14. Only partially illustrated.
  • the portable device of this example at least a part of the one main surface of the plate-like vibration element 14 that can bend and vibrate independently when an electric signal is input is composed of a viscoelastic body. It is joined to the second member 12 through the joined member 16. Therefore, when the vibration element 14 is bent and vibrated by the input of the electric signal, the bonding member 16 transmits the vibration of the vibration element 14 to the second member 12 while allowing the vibration element 14 to vibrate by elastic deformation. To do. In this way, the portable device of this example can vibrate the second member 12 strongly by applying an electrical signal.
  • the vibration element 14 is bent upward in the drawing, and the second member 12 is bent upward, but the bending amount is greater than that of the vibration element 14. Is also getting smaller. That is, the joining member 16 is deformed so that the distance between the vibration element 14 and the second member 12 is small in the central portion and large in the peripheral portion.
  • the vibration element 14 is bent convexly downward in the drawing, and the second member 12 is bent downward, but the amount of bending is the vibration element 14. Is smaller than That is, the joining member 16 is deformed so that the distance between the vibration element 14 and the second member 12 is large at the central portion and small at the peripheral portion.
  • the vibration element 14 and the second member 12 are located between the vibration element 14 and the second member 12 in the central portion and the peripheral portion in the region where the vibration member 14 and the second member 12 are opposed to each other via the bonding member 16.
  • the vibrating element 14 and the second member 12 vibrate so that the magnitude relationship of the intervals is periodically reversed. Thereby, the degree which prevents the vibration of the vibration element 14 is reduced, and the second member 12 can be vibrated strongly.
  • the vibration element 14 vibrates, and the portion of the second member 12 to which the vibration element 14 is attached is deformed by the deformation of the bonding member 16 from the vibration element 14. Vibrate with small amplitude. That is, the second member 12 vibrates with an amplitude smaller than that of the vibration element 14 in a region facing each other via the joining member 16 of the second member 12 and the vibration element 14. Thereby, the obstruction of the vibration of the vibration element 14 can be reduced and the second member 12 can be vibrated strongly.
  • the portable device of this example can reduce the hindrance to vibration of the vibration element 14, and thus vibrate the second member 12 strongly. Can do.
  • the joining member 16 is formed of a material that is softer and easier to deform than the second member 12, and has an elastic modulus such as a Young's modulus, a rigidity modulus, and a bulk elastic modulus. And rigidity is small. That is, the joining member 16 is deformable, and deforms to a greater extent than the second member 12 when the same force is applied. Thereby, the obstruction of the vibration of the vibration element 14 can be reduced and the second member 12 can be vibrated strongly.
  • an elastic modulus such as a Young's modulus, a rigidity modulus, and a bulk elastic modulus.
  • rigidity is small. That is, the joining member 16 is deformable, and deforms to a greater extent than the second member 12 when the same force is applied. Thereby, the obstruction of the vibration of the vibration element 14 can be reduced and the second member 12 can be vibrated strongly.
  • the vibration element 14 and the second member 12 vibrate with almost the same amplitude, but in this case, the vibration of the vibration element 14 is greatly hindered. Problems arise.
  • the cause of this problem has not been clearly identified, but can be estimated as follows. That is, for example, as illustrated in FIG. 6C, when the vibration element 14 is deformed downward, the upper half (the second member 12 side) in the thickness direction of the vibration element 14 contracts in the length direction. . Then, the 2nd member 12 joined to the upper half (the 2nd member 12 side) in the thickness direction of vibration element 14 tends to change convex.
  • the direction in which the vibration element 14 tries to bend is opposite to the direction in which the second member 12 tries to bend.
  • the stress generated thereby hinders the vibration of the vibration element 14 and also weakens the vibration of the second member 12.
  • the joining member 16 is formed of a material that is softer and easier to deform than the second member 12, the vibration of the vibration element 14 is reduced and the second member 12 is vibrated strongly. Can do.
  • one main surface of the vibration element 14 that can bend and vibrate independently when an electric signal is input is interposed via a joining member 16 that is at least partially configured of a viscoelastic body. Are joined to one main surface of the second member 12.
  • the mobile device of this example having such a configuration is joined to the second member 12 and the vibration element 14 due to the property of a viscoelastic body that has high elasticity for fast movement and strong viscosity for slow movement.
  • the vibration 14 can be transmitted to the second member 12 without being attenuated. Accordingly, it is possible to obtain a portable device that can vibrate the second member 12 and is not easily damaged.
  • the portable device of this example can vibrate the second member 12 strongly. Then, by transmitting strong vibration of the second member 12 to the first member 11 via the third member 13, the first member 11 can be vibrated strongly.
  • the main surface of the vibration element 14 is fixed to the other main surface of the joining member 16 as a whole and the one main surface of the joining member 16 is fixed to the second member 12 as a whole, an impact is applied. It is possible to prevent stress acting between the second member 12 and the vibration element 14 and the joining member 16 from being concentrated in a narrow region when received. Thereby, it is possible to obtain a portable device that is not easily damaged.
  • the joining member 16 has a base layer 162 and adhesive layers 161a and 161b made of a viscoelastic body.
  • the thickness of the joining member 16 can be easily made larger than the amplitude of the bending vibration of the vibration element 14.
  • thermal stress and the like can be relieved by the deformation of the adhesive layers 161a and 161b, and the vibration of the vibration element 14 is transmitted to the second member 12 without obstructing the vibration of the vibration element 14 by elastic deformation of the adhesive layers 161a and 161b. Strong vibrations can be generated. Thereby, it is possible to obtain a portable device that can generate strong vibrations and is not easily damaged.
  • the thickness of the base layer 162 can be made larger than the amplitude of the bending vibration of the vibration element 14. Further, by making the rigidity of the base layer 162 higher than the rigidity of the adhesive layers 161 a and 161 b, the shape dimension of the bonding member 16 can be easily maintained by the base layer 162.
  • the joining member 16 has a three-layer structure including two adhesive layers 161a and 161b and a base layer 162 disposed therebetween.
  • the surface of the adhesive layer 161 a is bonded to the second member 12, and the surface of the adhesive layer 161 b is bonded to the vibration element 14.
  • the first member 11 is fixed to the second member 12 via the third member 13 capable of transmitting vibrations at least partially composed of a viscoelastic body. Accordingly, the vibration of the second member 12 can be transmitted to the first member 11 while the thermal stress between the first member 11 and the second member 12 and the third member 13 is relaxed by the viscoelastic body. Thereby, while the generation
  • the vibration element 14, the second member 12, and the first member 11 are vibrated together by vibrating the vibration element 14.
  • the portable device is capable of generating strong vibration with small vibration attenuation, That is, it is possible to obtain an optimal portable device for transmitting sound information by bringing the first member 11 into contact with the head and transmitting vibration to the head.
  • the first member 11 is a part that vibrates greatly, and thus it is desirable that the first member 11 has a shape that easily vibrates. That is, it is desirable that the first member 11 is light and easily bent and has a simple structure. Therefore, it is difficult to form a complicated shape in order to realize desired vibration characteristics.
  • the vibration element 14 is attached to the second member 12, the second member 12 is vibrated by the vibration of the vibration element 14, and the vibration of the second member 12 is transmitted via the third member 13. By transmitting to the one member 11, the first member 11 is vibrated.
  • the structure of the portion of the second member 12 to which the vibration element 14 is attached the structure of the portion of the second member 12 that transmits vibration to the first member 11, the structure of the third member 13, and the second member 12 and the second member 12
  • the material of the three members 13 it becomes easy to bring the vibration characteristics (amplitude frequency characteristics, etc.) of the first member 11 close to desired characteristics.
  • the structure of the second member 12 difficult to vibrate in a specific frequency region, the amplitude of vibration of the first member 11 in that frequency region can be reduced.
  • This can also be realized by adopting a structure in which vibration in a specific frequency region is attenuated before being transmitted to the first member 11. Further, this function can be imposed on the third member 13.
  • the mobile device of this example since the mobile device of this example has a large degree of design freedom, for example, by designing the shape to reduce the amplitude of the frequency region in which the amplitude tends to be relatively large, the vibration of the first member 11 can be reduced. Thus, it is possible to relatively easily approach the vibration necessary for generating high-quality sound information without distortion and having a small change in amplitude due to a change in frequency. Therefore, according to the portable device of this example, when transmitting the sound information to the person by the vibration of the first member 11, it is possible to obtain a portable device that is relatively easy to transmit good sound information with small distortion. .
  • the first member 11 is attached to the second member 12 through the third member 13 so as to be able to vibrate, and when the vibration element 14 vibrates, a frequency including sound information is included. In at least a part of the region, the first member 11 vibrates more greatly than the second member 12.
  • This can be realized by designing the material, shape and holding method of the first member 11 and the material and structure of the second member 12.
  • one method is to include the natural frequency of the first member 11 in the frequency region in which sound information is included. This makes it possible to vibrate the first member 11 sufficiently strongly, and by transmitting the vibration of the first member 11 to the human body directly or through the air or both, good sound information can be obtained. Can be transmitted to the human body.
  • the vibration element 14 is attached to the second member 12 that is a housing of the mobile device. Therefore, since the vibration element 14 is attached to the second member 12 that is a large structure, it is possible to increase the degree of freedom in designing the position where the vibration element 14 is attached and the structure near the portion where the vibration element 14 is attached. Further, since the vibration element 14 is attached to the second member 12 that is a large structure, it is easy to increase the amplitude of the second member 12 at a low frequency.
  • the vibration direction of the vibration element 14 and the vibration direction of the portion of the second member 12 to which the vibration element 14 is attached are the same. Thereby, it becomes easy to vibrate the 2nd member 12 strongly, and it becomes easy to vibrate the 1st member 11 strongly. Further, since the direction of vibration of the first member 11 also coincides, it becomes easier to vibrate the first member 11 strongly.
  • the first member 11 is a cover of the display 18, the first member 11 is formed in a flat plate shape, and a large area can be easily exposed on the surface of the portable device.
  • the surface of the first member 11 exposed on the surface of the portable device is a part that is brought into contact with the human head. Therefore, when using the portable device of this example, sound information can be transmitted to a person by bringing the first member 11 into contact with the human head and transmitting the vibration of the first member 11 to the human body. .
  • the method of using the portable device of this example it is possible to obtain a method of using a portable device that can easily transmit good sound information to the human body. For example, if the first member 11 is pressed against the bones such as the back of the jaw, the ear, and the vicinity of the temple through the skin, good sound information can be easily transmitted to the human body.
  • the second member 12 can be prevented from coming into contact with other objects and attenuating vibration by holding the portable device in hand, high quality sound information can be transmitted to the human body more easily. can do.
  • the sound information may be transmitted to the person by bringing the first member 11 into contact with the human ear and transmitting the vibration of the first member 11 to the cartilage of the ear.
  • sound information can be transmitted to a person by transmitting vibration of the first member 11 to the eardrum via air. According to the method of using the portable device of this example, it is possible to obtain a method of using a portable device that can more easily transmit high-quality sound information to the human body.
  • the first member 11 may be, for example, the display 18 or a touch panel or a touch panel cover.
  • the second member 12 is a casing of a mobile device, but the present invention is not limited to this.
  • the second member 12 may be, for example, a part of the housing, a circuit board housed in the housing, or another object that is housed in the housing or attached to the housing. It does not matter.
  • the present invention is not limited to this.
  • it may be a portable device that generates sound propagating in the air by vibrating the first member 11 and transmits sound information to a person by transmitting only the sound propagating in the air to the human body.
  • the 3rd member 13 consists of adhesion layers 131a and 131b and the base layer 132
  • the joining member 16 showed the example which consists of adhesion layers 161a and 161b and the base layer 162
  • the 3rd member 13 and the joining member 16 may consist only of viscoelastic bodies, for example, and may be another elastic body.
  • the first member 11 and the second member 12 may be directly connected.
  • the rigidity of the base layer 132 is higher than the rigidity of the adhesive layers 131a and 131b and the rigidity of the base layer 162 is higher than the rigidity of the adhesive layers 161a and 161b is shown.
  • the present invention is not limited to this.
  • the rigidity of the adhesive layers 131a and 131b is sufficiently high, the rigidity of the base layer 132 may be lower.
  • the rigidity of the adhesive layers 161a and 161b is sufficiently high, the rigidity of the base layer 162 may be lower.
  • the base layers 132 and 162 showed the example which consists of resin, such as polyester, or a viscoelastic body, a nonwoven fabric, etc., it is not limited to this.
  • the base layers 132 and 162 may be made of a foamed material such as polyethylene, urethane, or acrylic.
  • the vibration element 14 was comprised with the piezoelectric bimorph element
  • the function which vibrates by adding an electrical signal is shown. What is necessary is just to have. Therefore, for example, a vibration element having a unimorph structure in which a metal plate is bonded to a piezoelectric body that expands and contracts when an electric signal is applied may be used.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a mobile device according to a modification of the present invention.
  • the vibration element 15 is configured by bonding a piezoelectric body 15a and a metal plate 15b.
  • the piezoelectric body 15a is configured by laminating a piezoelectric layer and an electrode layer in the same manner as the vibration element 14 described above, but the polarization directions are all equal to the direction of the electric field applied at a certain moment. Therefore, for example, an electric signal is applied, and the diaphragm vibrates in the length direction.
  • the metal plate 15b bonded to the piezoelectric body 15a does not expand and contract, the vibration element 15 can bend and vibrate alone when an electric signal is applied.
  • the metal plate 15b may be replaced with a non-polarized piezoelectric layer.
  • the vibration element 14 that vibrates when an electric signal is input is directly attached to the second member 12 via the bonding member 16 and the vibration element 14 functions as a vibration source.
  • the present invention is not limited to this.
  • the vibration element 14 is attached to another structure, the structure is attached to the second member 12 via a joining member, and the structure vibrates together with the vibration element 14 to The complex with the vibration element 14 may function as a vibration source. With such a configuration, it becomes easy to generate strong vibrations.
  • the mobile device of the example of the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 3 was manufactured by attaching the vibration element 14 to the case of an existing mobile phone. Therefore, the first member 11 used the cover of the liquid crystal display 18 as it was, and the second member 12 used the mobile phone casing as it was.
  • the first member 11 was an acrylic resin having a length of 95 mm, a width of 48 mm, and a thickness of 0.5 mm.
  • the vibration element 14 has a rectangular parallelepiped shape having a length of about 20 mm, a width of about 5 mm, and a thickness of about 1 mm, and has a structure in which piezoelectric layers and electrode layers are alternately stacked.
  • the piezoelectric layer was formed of lead zirconate titanate (PZT) in which part of Zr was replaced with Sb.
  • the adhesive layers 161a and 161b are acrylic adhesives
  • the base layer 162 is made of a nonwoven fabric and an acrylic adhesive, and has a thickness of 0.13 mm. Affixed to the entire surface.
  • the adhesive layers 131a and 131b were acrylic adhesives
  • the base layer 132 was a foam.
  • the second member 12 (mobile phone casing) was made of synthetic resin.
  • the frequency characteristics of the sound pressure of the sound generated from the fabricated portable device were measured.
  • a microphone was installed at a position 1 cm away from the surface of the portable device.
  • a sine wave signal having an effective value of 3.0 V was input to the vibration element 14 and the sound pressure detected by the microphone was measured.
  • the measurement results are shown in FIG. In the graph of FIG. 8, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the sound pressure.
  • the solid line shows the result measured at the center of the first member 11 (the cover of the display of the mobile phone), and the dotted line shows the center of the second member 12 (the case of the mobile phone) for comparison. The measurement results are shown.
  • the sound near the center of the first member 11 has a lower sound pressure near 1 kHz than the sound near the center of the second member 12, and the low frequency region and the high frequency are low. It can be seen that the difference in sound pressure from the area is small. In order to transmit sound information without distortion, it is ideal that the sound pressure of the generated sound is constant regardless of the frequency. In this respect, the sound near the center of the first member 11 is This is more preferable than the sound near the center of the second member 12. It can also be seen that the sound pressure near the center of the first member 11 is higher than the sound near the center of the second member 12 at some frequencies in the low frequency region.

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Abstract

　【課題】　歪みの小さい良質な音情報を伝達するのが比較的容易な携帯機器およびその使用方法を提供する。　【解決手段】　表面に露出した第１部材１１と、第１部材１１に接続された第２部材１２と、第２部材１２に取り付けられた、電気信号が入力されることによって振動する振動素子１４とを少なくとも有しており、振動素子１４を振動させることによって第１部材１１を振動させて、第１部材１１の振動を直接に、または空気を介して、またはその両方で人体に伝達することによって、音情報を伝達することを特徴とする携帯機器とする。歪みの小さい良質な音情報を伝達するのが比較的容易な携帯機器を得ることができる。

Description

携帯機器およびその使用方法
　本発明は、ＡＶ機器等のリモコン，携帯電話，ポータブル音楽プレーヤー，ポータブルビデオカメラ等の携帯機器およびその使用方法に関するものである。
　従来、表示装置のカバーに振動素子を取り付けて、表示装置のカバーをスピーカーの振動板として用いて音情報を伝達する携帯機器が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
特開２００５－２３６３５２号公報
　しかしながら、上述した従来の携帯機器は、設計の自由度が小さいため、歪みの小さい良質な音情報を伝達するのが難しいという問題があった。
　本発明はこのような従来の技術における問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、設計の自由度が大きく、歪みの小さい良質な音情報を伝達するのが比較的容易な携帯機器およびその使用方法を提供することにある。
　本発明の携帯機器は、表面に露出した第１部材と、該第１部材に接続された第２部材と、該第２部材に取り付けられた、電気信号が入力されることによって振動する振動素子とを少なくとも有しており、該振動素子を振動させることによって前記第１部材を振動させて、該第１部材の振動を直接に、または空気を介して、またはその両方で人体に伝達することによって、音情報を伝達することを特徴とするものである。
　本発明の携帯機器の使用方法は、前記携帯機器の前記第１部材を頭部に接触させて、前記第１部材の振動を人体に伝達することによって前記音情報を伝達することを特徴とするものである。
　なお、音情報とは、蝸牛に伝えられて人が音として認識することが可能な、音楽，人の声，動物の鳴き声，物音等である。空気中を伝えられるものに限定されるものではなく、人の骨や軟骨を経由して蝸牛に伝えられるものも含むものである。
　本発明の携帯機器によれば、設計の自由度が大きく、歪みの小さい良質な音情報を伝達するのが比較的容易な携帯機器を得ることができる。本発明の携帯機器の使用方法によれば、歪みの小さい良質な音情報を伝達することができる。
本発明の実施の形態の例である携帯機器を模式的に示す斜視図である。 図１におけるＡ－Ａ’線断面図である。 図１におけるＢ－Ｂ’線断面図である。 図１～３における接合部材１６の構造を模式的に示す断面図である。 図１～３における第３部材１３の構造を模式的に示す断面図である。 （ａ）～（ｃ）は、本発明の実施の形態の例の携帯機器における振動の状態を模式的に示す断面図である。 本発明の変形例である携帯機器を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態の例の携帯機器の特性を示すグラフである。
　以下、本発明の携帯機器を添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態の例である携帯機器を模式的に示す斜視図である。図２は、図１におけるＡ－Ａ’線断面図である。図３は、図１におけるＢ－Ｂ’線断面図である。
　本例の携帯機器は、図１～３に示すように、第１部材１１と、第２部材１２と、第３部材１３と、振動素子１４と、接合部材１６と、ディスプレー１８と、電子回路（図示せず）とを備えている。そして、第１部材１１はディスプレー１８のカバーとして機能しており、第２部材１２は携帯機器の筐体として機能している。
　第１部材１１は、携帯機器の表面に露出しており、薄板状の形状を有している。第１部材１１は、アクリル樹脂等の樹脂やガラス等の剛性および弾性が大きい材料を好適に用いて形成することができる。また、第１部材１１は、一方主面の周囲のみが第３部材１３を介して第２部材１２に取り付けられており、振動可能に第２部材１２に取り付けられている。第１部材１１の厚みは、例えば、０．４ｍｍ～１．５ｍｍ程度に設定される。
　第２部材１２は、１つの面が開口した箱状の形状を有している。第２部材１２は、例えば、剛性および弾性が大きい合成樹脂等の材料を好適に用いて形成することができる。第２部材１２は、携帯機器の筐体として機能しており、第３部材１３を介して第１部材１１に接続されて、第１部材１１を振動可能に支持する支持体として機能している。
　接合部材１６は、フィルム状である。また、接合部材１６は、第２部材１２よりも柔らかく変形しやすいもので形成されており、第２部材１２よりもヤング率，剛性率，体積弾性率等の弾性率や剛性が小さい。すなわち、接合部材１６は、変形可能であり、同じ力が加わったときに、第２部材１２よりも大きく変形する。
　図４は、接合部材１６の構造を模式的に示す断面図である。なお、図４においては、形状をわかりやすくするために、厚み方向の寸法を拡大して示している。図４に示すように、接合部材１６は、２層の粘着層１６１ａ，１６１ｂと、これらの間に配置された基部層１６２とからなる３層構造を有している。
　そして、第２部材１２の一方主面の一部に接合部材１６の一方主面（粘着層１６１ａ側の表面）が全体的に固定されているとともに、他方主面（粘着層１６１ｂ側の表面）に振動素子１４の一方主面が全体的に固定されている。すなわち、接合部材１６を介して第２部材１２と振動素子１４とが接合されている。
　粘着層１６１ａ，１６１ｂは、粘弾性体で構成されており、その厚みは、例えば、１０～３０μｍ程度に設定される。粘着層１６１ａ，１６１ｂを構成する粘弾性体としては、例えば、アクリル系，シリコン系，ウレタン系，ゴム系等の高分子材料を用いて形成された既知の粘弾性体を適宜使用することができる。
　基部層１６２は、粘着層１６１ａ，１６１ｂよりも高い剛性を有しており、その厚みは、例えば、５０～２００μｍ程度に設定される。基部層１６２は、例えばポリエステル等の樹脂を好適に用いて構成することができるが、例えば、粘着層１６１ａ，１６１ｂを構成する粘弾性体および不織布等によって基部層１６２を形成しても構わない。基部層１６２を、不織布および不織布の繊維の間に入り込んだ粘弾性体で構成するとともに、基部層１６２の厚みを粘着層１６１ａ，１６１ｂの厚みよりも大きくすることにより、接合部材１６の弾性および剛性（保型性）の両方を高めることができる。これにより、振動素子１４の屈曲振動から第２部材１２の屈曲振動への変換ロスを小さくして第２部材１２を強く振動させることができる。
　振動素子１４は、板状であり、一方主面が接合部材１６の他方主面に全体的に固定されて、接合部材１６を介して第２部材１２に取り付けられている。また、振動素子１４は、分極された複数の圧電体層と複数の電極層とが積層されて形成された積層体であり、電極層と圧電体層とが交互に配置されている。よって、振動素子１４は、複数の圧電体層および電極層の積層方向における一方の端面が、全体的に接合部材１６の他方主面に固定されている。
　また、振動素子１４は、ある瞬間に加えられる電界の向きに対する分極の向きが、振動素子１４の厚み方向における一方側半分と他方側半分とで逆転するようにされている。例えば、電気信号が入力されて、ある瞬間に、振動素子１４の厚み方向における一方側半分が、振動素子１４の長さ方向において伸びるときには、振動素子１４の厚み方向における他方側半分が、振動素子１４の長さ方向において縮むようにされている。これにより、振動素子１４は、電気信号が入力されることによって、単独で屈曲振動することができる。このように、振動素子１４は、バイモルフ構造を有する圧電体（圧電バイモルフ素子）で構成されている。
　なお、振動素子１４は、一方主面および他方主面が屈曲するように屈曲振動する。したがって、接合部材１６は、振動素子１４の屈曲する表面である第１の表面（一方主面）と第２部材１２の一方主面との間に介在して、振動素子１４の第１の表面と第２部材１２の一方主面とを接合している。また、接合部材１６は、振動素子１４の第１の表面を全体的に第２部材１２に接合している。なお、全体的に接合された状態とは、振動素子１４の第１の表面（一方主面）の全面が接合された状態と、略全面が接合された状態とを含むものである。また、接合部材１６の厚みは、振動素子１４の屈曲振動の振幅よりも大きくなるように設定されるとともに、厚くなりすぎて振動が減衰されすぎないように設定されており、例えば、０．１ｍｍ～０．６ｍｍ程度に設定される。
　振動素子１４は、例えば、長さが１５ｍｍ～４０ｍｍ，幅が２ｍｍ～５ｍｍ，厚みが０．３ｍｍ～１．０ｍｍ程度の直方体状の形状を有している。振動素子１４を構成する圧電体層は、例えば、ジルコン酸鉛（ＰＺ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、Ｂｉ層状化合物、タングステンブロンズ構造化合物等の非鉛系圧電体材料等を好適に用いて形成することができるが、他の圧電材料を用いても構わない。圧電体層の１層の厚みは、低電圧で駆動させるために、例えば、０．０１～０．１ｍｍ程度に設定することが望ましい。また、大きな屈曲振動を得るために、２００ｐｍ／Ｖ以上の圧電ｄ３１定数を有することが望ましい。振動素子１４を構成する電極層は、例えば、銀や銀とパラジウムとの合金等の金属成分に加えて、セラミック成分やガラス成分を含有させたものを好適に用いて形成することができるが、他の既知の金属材料を用いて形成しても構わない。
　このような振動素子１４は、例えば次のような方法によって作製することができる。まず、圧電材料の粉末にバインダー、分散剤、可塑剤、溶剤を添加して掻き混ぜて、スラリーを作製し、得られたスラリーをシート状に成形し、グリーンシートを作製する。次に、グリーンシートに導体ペーストを印刷して電極層パターンを形成し、この電極層パターンが形成されたグリーンシートを積層して、積層成形体を作製した後に、脱脂、焼成し、所定寸法にカットすることにより積層体を得る。次に、表面電極を形成するための導体ペーストを印刷し、所定の温度で焼付けた後に、電極層を通じて直流電圧を印加して圧電体層の分極を行う。このようにして、振動素子１４を得ることができる。
　第３部材１３は、フィルム状である。また、第３部材１３は、第１部材１１よりも柔らかく変形しやすいもので形成されており、第１部材１１よりもヤング率，剛性率，体積弾性率等の弾性率や剛性が小さい。すなわち、第３部材１３は、変形可能であり、同じ力が加わったときに、第１部材１１よりも大きく変形する。
　図５は、第３部材１３の構造を模式的に示す断面図である。なお、図５においては、形状をわかりやすくするために、厚み方向の寸法を拡大して示している。図５に示すように、第１の第３部材１３は、２層の粘着層１３１ａ，１３１ｂと、これらの間に配置された基部層１３２とからなる３層構造を有している。
　そして、第３部材１３の一方主面（粘着層１３１ａ側の表面）が全体的に第１部材１１の一方主面の周縁部に固定されているとともに、他方主面（粘着層１３１ｂ側の表面）が全体的に第２部材１２に固定されている。すなわち、第３部材１３を介して第１部材１１と第２部材１２とが接合されている。
　粘着層１３１ａ，１３１ｂは、粘弾性体で構成されており、その厚みは、例えば、１０～３０μｍ程度に設定される。粘着層１３１ａ，１３１ｂを構成する粘弾性体としては、例えば、アクリル系，シリコン系，ウレタン系，ゴム系等の高分子材料を用いて形成された既知の粘弾性体を適宜使用することができる。
　基部層１３２は、粘着層１３１ａ，１３１ｂよりも高い剛性を有しており、その厚みは、例えば、５０～２００μｍ程度に設定される。基部層１３２は、例えばポリエステル等の樹脂を好適に用いて構成することができるが、例えば、粘着層１３１ａ，１３１ｂを構成する粘弾性体および不織布等によって基部層１３２を形成しても構わない。なお、第３部材１３の厚みは、厚くなりすぎて振動が減衰されすぎないように設定されている。
　このように、第１部材１１と第２部材１２とが第３部材１３を介して接続されている。そして、第３部材１３は、弾性を有しており、第２部材１２の振動を第１部材１１に伝達可能に形成されている。
　電子回路（図示せず）は、例えば、ディスプレー１８に表示させる画像情報や携帯機器によって伝達する音情報を処理する回路や、通信回路等である。これらの回路の少なくとも１つであってもよいし、全ての回路が含まれていても構わない。また、他の機能を有する回路であってもよい。さらに、携帯機器が複数の電子回路を有していても構わない。
　ディスプレー１８は、画像情報を表示する機能を有する表示装置であり、例えば、液晶ディスプレー，プラズマディスプレー，あるいは有機ＥＬディスプレー等の既知のディスプレーを好適に用いることができる。
　このような構成を備える本例の携帯機器では、図示せぬ電子回路からの電気信号を振動素子１４に入力することによって振動素子１４を振動させる。そして、振動素子１４の振動が、接合部材１６，第２部材１２および第３部材１３を介して第１部材１１に伝達されて、第１部材１１が振動する。そして、第１部材１１の振動を直接に、または空気を介して、またはその両方で人体に伝達することによって、音情報を人体に伝達することができる。
　図６（ａ）～（ｃ）は、本例の携帯機器における、振動素子１４近傍の振動の状態を模式的に示す断面図である。なお、図６（ａ）～（ｃ）においては、第３部材１３，第１部材１１，ディスプレー１８および電子回路の図示を省略するとともに、第２部材１２については、振動素子１４の近傍の部分のみを、部分的に図示している。
  上述したように、本例の携帯機器は、電気信号が入力されることによって単独で屈曲振動することが可能な板状の振動素子１４の一方主面が、少なくとも一部が粘弾性体で構成された接合部材１６を介して第２部材１２に接合されている。よって、電気信号が入力されて振動素子１４が屈曲振動すると、接合部材１６は、自身が弾性変形することによって振動素子１４の振動を許容しつつ、振動素子１４の振動を第２部材１２に伝達する。このようにして、本例の携帯機器は、電気信号を加えることによって、第２部材１２を強く振動させることができる。
　例えば、図６（ａ）に示す状態では、振動素子１４は、図中の上側に凸に撓んでおり、第２部材１２は、上に凸に撓んでいるものの、撓み量は振動素子１４よりも小さくなっている。すなわち、振動素子１４と第２部材１２との間隔が、中央部で小さく周辺部で大きくなるように、接合部材１６が変形している。
　また、図６（ｃ）に示す状態では、振動素子１４は、図中の下側に凸に撓んでおり、第２部材１２は、下に凸に撓んでいるものの、撓み量は振動素子１４よりも小さくなっている。すなわち、振動素子１４と第２部材１２との間隔が、中央部で大きく周辺部で小さくなるように、接合部材１６が変形している。
　このように、電気信号が入力されて、振動素子１４と第２部材１２とが接合部材１６を介して対向する領域内の中央部と周辺部における振動素子１４と第２部材１２との間の間隔の大小関係が周期的に逆転するように、振動素子１４および第２部材１２が振動する。これにより、振動素子１４の振動を妨げる程度が小さくなり、第２部材１２を強く振動させることができる。
　すなわち、本例の携帯機器は、電気信号が入力されて、振動素子１４が振動するとともに、接合部材１６の変形によって、第２部材１２の振動素子１４が取り付けられた部分が、振動素子１４よりも小さい振幅で振動する。すなわち、第２部材１２および振動素子１４の接合部材１６を介して互いに対向する領域において、第２部材１２が振動素子１４よりも小さい振幅で振動する。これにより、振動素子１４の振動の妨げを低減し、第２部材１２を強く振動させることができる。
　また、本例の携帯機器は、接合部材１６の厚みが振動素子１４の屈曲振動の振幅よりも大きいことから、振動素子１４の振動の妨げを小さくできるので、第２部材１２を強く振動させることができる。
　さらに、本例の携帯機器において、接合部材１６は、第２部材１２よりも柔らかく変形しやすいもので形成されており、第２部材１２よりもヤング率，剛性率，体積弾性率等の弾性率や剛性が小さい。すなわち、接合部材１６は、変形可能であり、同じ力が加わったときに、第２部材１２よりも大きく変形する。これにより、振動素子１４の振動の妨げを低減し、第２部材１２を強く振動させることができる。
　なお、例えば、接合部材１６が固くて変形しにくい場合には、振動素子１４と第２部材１２とが殆ど同じ振幅で振動することになるが、この場合、振動素子１４の振動が大きく妨げられてしまう問題が生じる。この問題が生じる原因は明確に特定できていないが、次のように推測できる。すなわち、例えば、図６（ｃ）に示すように、振動素子１４が下に凸に変形する場合、振動素子１４の厚み方向における上半分（第２部材１２側）は、長さ方向において収縮する。すると、振動素子１４の厚み方向における上半分（第２部材１２側）に接合されている第２部材１２は、上に凸に変形しようとする。よって、振動素子１４が曲がろうとする方向と第２部材１２が曲がろうとする方向とが逆になる。これによって生じる応力によって、振動素子１４の振動が妨げられてしまい、第２部材１２の振動も弱くなるのである。本例の携帯機器では、接合部材１６は、第２部材１２よりも柔らかく変形しやすいもので形成されているため、振動素子１４の振動の妨げを低減し、第２部材１２を強く振動させることができる。
　本例の携帯機器は、電気信号が入力されることによって、単独で屈曲振動することが可能な振動素子１４の一方主面が、少なくとも一部が粘弾性体で構成された接合部材１６を介して第２部材１２の一方主面に接合されている。このような構成を備える本例の携帯機器は、早い動きに対しては弾性が強くなり遅い動きに対しては粘性が強くなる粘弾性体の性質により、第２部材１２および振動素子１４と接合部材１６との間に働く熱応力（温度変化によって熱膨張係数の異なる２つの物体の間に働く応力）を粘弾性体の変形により緩和できるとともに、非常に短い時間で変位方向が逆転する振動素子１４の振動は、減衰させずに第２部材１２に伝達することができる。これにより、第２部材１２を強く振動させることが可能であるとともに破損しにくい携帯機器を得ることができる。
　このように、本例の携帯機器は、第２部材１２を強く振動させることができる。そして、第２部材１２の強い振動を、第３部材１３を介して第１部材１１に伝達することにより、第１部材１１を強く振動させることができる。
　また、振動素子１４の主面が全体的に接合部材１６の他方主面に固定されており、接合部材１６の一方主面が全体的に第２部材１２に固定されていることから、衝撃を受けたときに第２部材１２および振動素子１４と接合部材１６との間に働く応力が狭い領域に集中するのを防止できる。これにより、さらに破損しにくい携帯機器を得ることができる。
　また、本例の携帯機器は、接合部材１６が、基部層１６２と、粘弾性体で構成された粘着層１６１ａ，１６１ｂとを有している。この構成により、基部層１６２によって厚みを確保することにより、接合部材１６の厚みを容易に振動素子１４の屈曲振動の振幅よりも厚くすることができる。さらに、粘着層１６１ａ，１６１ｂの変形によって熱応力等を緩和できるとともに、粘着層１６１ａ，１６１ｂの弾性変形によって、振動素子１４の振動を妨げることなく、振動素子１４の振動を第２部材１２に伝達して強い振動を発生させることができる。これにより、強い振動を発生させることが可能であるとともに破損しにくい携帯機器を得ることができる。なお、基部層１６２の厚みを振動素子１４の屈曲振動の振幅よりも厚くすることにより、接合部材１６の厚みを振動素子１４の屈曲振動の振幅よりも確実に大きくすることができる。また、基部層１６２の剛性を粘着層１６１ａ，１６１ｂの剛性よりも高くすることにより、基部層１６２によって接合部材１６の形状寸法を容易に維持することができる。
　さらに、本例の携帯機器は、接合部材１６が、２層の粘着層１６１ａ，１６１ｂと、これらの間に配置された基部層１６２とからなる３層構造を有している。そして、粘着層１６１ａの表面が第２部材１２に接合されているとともに、粘着層１６１ｂの表面が振動素子１４に接合されている。この構成により、第２部材１２と接合部材１６との間に働く熱応力も、振動素子１４と接合部材１６との間に働く熱応力も、両方とも確実に緩和することができる。これにより、さらに破損しにくい携帯機器を得ることができる。
　またさらに、本例の携帯機器は、少なくとも一部が粘弾性体で構成された振動を伝達可能な第３部材１３を介して第１部材１１が第２部材１２に固定されている。これにより、第１部材１１および第２部材１２と第３部材１３との間の熱応力を粘弾性体によって緩和しつつ、第２部材１２の振動を第１部材１１に伝達することができる。これにより、熱応力による第１部材１１や第２部材１２の破損の発生が低減されるとともに、第１部材１１を強く振動させることができる携帯機器を得ることができる。
　このようにして、本例の携帯機器は、振動素子１４を振動させることによって、振動素子１４，第２部材１２および第１部材１１が共に振動する。これにより、振動する物体の質量が大きく、振動エネルギーが大きいため、第１部材１１を他の物に接触させた場合にも振動の減衰が小さい、強い振動を発生させることが可能な携帯機器、すなわち、第１部材１１を頭部へ接触させて、頭部に振動を伝えることによって音情報を伝達するのに最適な携帯機器を得ることができる。
　また、本例の携帯機器において、第１部材１１は、大きく振動させる部分であるため、振動しやすい形状であることが望ましい。すなわち、第１部材１１は、軽く、撓みやすく、単純な構造を有していることが望ましい。よって、所望の振動特性を実現するために複雑な形状とすることが困難である。本例の携帯機器は、振動素子１４が第２部材１２に取り付けられており、振動素子１４の振動によって第２部材１２を振動させ、第２部材１２の振動を第３部材１３を介して第１部材１１へ伝達することによって第１部材１１を振動させる。このため、第２部材１２における振動素子１４が取り付けられる部分の構造，第２部材１２における第１部材１１へ振動を伝達する部分の構造，第３部材１３の構造，ならびに第２部材１２および第３部材１３の材質を変化させることにより、第１部材１１の振動特性（振幅の周波数特性等）を所望の特性に近づけることが容易になる。例えば、第２部材１２の構造を、特定の周波数領域で振動し難い構造にすることにより、その周波数領域における第１部材１１の振動の振幅を小さくすることができる。これは、特定の周波数領域の振動が第１部材１１へ伝達される迄に減衰されるような構造とすることによっても実現できる。また、この機能を第３部材１３に負担させることもできる。
　このように、本例の携帯機器は、設計の自由度が大きいため、例えば、相対的に振幅が大きくなりやすい周波数領域の振幅を低減する形状に設計することにより、第１部材１１の振動を、歪みのない良質な音情報を発生するために必要な、周波数の変化による振幅の変化が小さい振動に、比較的容易に近づけることができる。よって、本例の携帯機器によれば、第１部材１１の振動によって音情報を人に伝達するにあたって、歪みの小さい良質な音情報を伝達するのが比較的容易な携帯機器を得ることができる。
　さらに、本例の携帯機器は、第１部材１１が、第３部材１３を介して第２部材１２に振動可能に取り付けられており、振動素子１４が振動したときに、音情報が含まれる周波数領域の少なくとも一部において、第１部材１１が第２部材１２よりも大きく振動するようにされている。これは、第１部材１１の材質，形状，保持方法や、第２部材１２の材質および構造等の設計によって実現することができる。例えば、音情報が含まれる周波数領域に第１部材１１の固有振動数が含まれるようにするのが一つの方法である。これにより、第１部材１１を充分に強く振動させることが可能になり、第１部材１１の振動を直接に、または空気を介して、またはその両方で人体に伝達することによって、良質な音情報を人体に伝達することができる。
　またさらに、本例の携帯機器では、携帯機器の筐体である第２部材１２に振動素子１４が取り付けられている。よって、大きな構造体である第２部材１２に振動素子１４を取り付けるので、振動素子１４を取り付ける位置や、振動素子１４を取り付ける部位付近の構造の設計の自由度を大きくすることができる。また、大きな構造体である第２部材１２に振動素子１４を取り付けるので、低い周波数における第２部材１２の振幅を大きくすることが容易になる。
　また、本例の携帯機器では、振動素子１４の振動の方向と、第２部材１２における振動素子１４が取り付けられた部分の振動の方向とが一致している。これにより、第２部材１２を強く振動させることが容易になり、第１部材１１を強く振動させることが容易になる。また、第１部材１１の振動の方向も一致していることから、第１部材１１を強く振動させることが更に容易になる。
　さらにまた、本例の携帯機器では、第１部材１１が、ディスプレー１８のカバーであるため、第１部材１１を平板状とし、且つ広い面積を携帯機器の表面に露出させることが容易になる。
　本例の携帯機器において、携帯機器の表面に露出した第１部材１１の表面は、人の頭部に接触させる部位となっている。よって、本例の携帯機器を使用するときには、第１部材１１を人の頭部に接触させて、第１部材１１の振動を人体に伝達することによって、音情報を人へ伝達することができる。このような本例の携帯機器の使用方法によれば、良質な音情報を容易に人体に伝達可能な携帯機器の使用方法を得ることができる。なお、例えば、顎，耳の後，こめかみ付近等の骨に皮膚を介して第１部材１１を押し当てるようにすると、良質な音情報を容易に人体に伝達することができる。また、携帯機器を手に持って使用することにより、第２部材１２が他の物に接触して振動が減衰するのを防止することができるため、良質な音情報をさらに容易に人体に伝達することができる。
　また、第１部材１１を人の耳に接触させて、耳の軟骨に第１部材１１の振動を伝達することにより、音情報を人に伝達するようにしてもよい。このときには、同時に、第１部材１１の振動を空気を介して鼓膜に伝達することによって音情報を人に伝達することもできる。このような本例の携帯機器の使用方法によれば、良質な音情報をさらに容易に人体に伝達可能な携帯機器の使用方法を得ることができる。
　（変形例）
  本発明は上述した実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更，改良が可能である。
　例えば、上述した実施の形態の例においては、第１部材１１がディスプレー１８のカバーである例を示したが、これに限定されるものではなく、他の物であっても良い。第１部材１１は、例えば、ディスプレー１８であってもよく、タッチパネルやタッチパネルのカバーであっても構わない。
　また、上述した実施の形態の例においては、第２部材１２が携帯機器の筐体である例を示したが、これに限定されるものではない。第２部材１２は、例えば、筐体の一部分であってもよく、筐体内に収容された回路基板であってもよく、筐体内に収容されるか、または筐体に取り付けられる他の物であっても構わない。
　さらに、上述した実施の形態の例においては、第１部材１１の表面が人の頭部に接触させる部位である場合を示したが、これに限定されるものではない。例えば、第１部材１１を振動させることによって空気中を伝播する音を発生し、空気中を伝播する音のみを人体に伝えることによって音情報を人に伝達する携帯機器であっても構わない。
　さらに、上述した実施の形態の例においては、第３部材１３が粘着層１３１ａ，１３１ｂおよび基部層１３２からなり、接合部材１６が粘着層１６１ａ，１６１ｂおよび基部層１６２からなる例を示したが、これに限定されるものではない。第３部材１３および接合部材１６は、例えば、粘弾性体のみからなるものであってもよく、また、他の弾性体でも構わない。さらに、第１部材１１と第２部材１２とが、直接接続されるようにしても構わない。
　またさらに、上述した実施の形態の例においては、基部層１３２の剛性が粘着層１３１ａ，１３１ｂの剛性よりも高く、基部層１６２の剛性が粘着層１６１ａ，１６１ｂの剛性よりも高い例を示したが、これに限定されるものではない。粘着層１３１ａ，１３１ｂの剛性が充分に高い場合には、基部層１３２の剛性の方が低くても構わない。同様に、粘着層１６１ａ，１６１ｂの剛性が充分に高い場合には、基部層１６２の剛性の方が低くても構わない。
　さらにまた、上述した実施の形態の例においては、基部層１３２，１６２が、ポリエステル等の樹脂または粘弾性体および不織布等からなる例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、基部層１３２，１６２が、ポリエチレン，ウレタン，アクリル等の発泡体からなるものであっても構わない。
　さらに、上述した実施の形態の例においては、振動素子１４が圧電バイモルフ素子で構成されている例を示したが、これに限定されるものではなく、電気信号を加えられることによって振動する機能を有しているものであれば良い。よって、例えば、電気信号が加えられることによって伸縮振動する圧電体に金属板を張り合わせたユニモルフ構造を有する振動素子であっても構わない。
　図７は、本発明の変形例の携帯機器を模式的に示す断面図である。図７に示す携帯機器においては、圧電体１５ａと金属板１５ｂとが張り合わされて振動素子１５が構成されている。圧電体１５ａは、前述した振動素子１４と同様に圧電体層と電極層とが積層されて構成されているが、ある瞬間に加えられる電界の向きに対する分極の向きが全て等しくされている。よって、例えば、電気信号が加えられて長さ方向に伸縮振動する。このとき、圧電体１５ａに張り合わされた金属板１５ｂは伸縮しないため、振動素子１５は、電気信号が加えられることによって、単独で屈曲振動することができる。
　また、例えば、図７に示す携帯機器の振動素子１５において、金属板１５ｂを分極されていない圧電体層に置き換えても構わない。このような、電気信号が加えられることによって伸縮振動する圧電体と伸縮振動しない圧電体層とを張り合わせたユニモルフ構造を有する振動素子１５も、電気信号が加えられることによって、単独で屈曲振動することができる。
　さらに、上述した実施の形態の例においては、電気信号が入力されて振動する振動素子１４が、接合部材１６を介してそのまま第２部材１２に取り付けられ、振動素子１４が振動源として機能する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、振動素子１４が他の構造体に取り付けられ、その構造体が接合部材を介して第２部材１２に取り付けられ、その構造体が振動素子１４とともに一体的に振動して、その構造体と振動素子１４との複合体が振動源として機能するようにしても構わない。このような構成とすることにより、強い振動を発生させることが容易になる。
　次に、本発明の携帯機器の具体例について説明する。図１～３に示した本発明の実施の形態の例の携帯機器の特性を測定した。
  まず、既存の携帯電話の筐体に振動素子１４を取り付けることにより、図１～３に示した本発明の実施の形態の例の携帯機器を作製した。よって、第１部材１１は、液晶ディスプレー１８のカバーをそのまま使用し、第２部材１２は、携帯電話の筐体をそのまま使用した。第１部材１１は、長さが９５ｍｍで、幅が４８ｍｍで、厚み０．５ｍｍのアクリル樹脂であった。振動素子１４は、長さが約２０ｍｍで、幅が約５ｍｍで、厚みが約１ｍｍの直方体状とし、圧電体層と電極層とが交互に積層された構造とした。圧電体層は、Ｚｒの一部をＳｂで置換したチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）で形成した。接合部材１６は、粘着層１６１ａ，１６１ｂがアクリル系粘着剤であり、基部層１６２が不織布およびアクリル系粘着剤からなり、厚みが０．１３ｍｍのものを使用し、振動素子１４の一方主面の全面に貼り付けた。第３部材１３は、粘着層１３１ａ，１３１ｂがアクリル系粘着剤であり、基部層１３２が発泡体であった。第２部材１２（携帯電話の筐体）は合成樹脂製であった。
　そして、作製した携帯機器から発生する音の音圧の周波数特性を測定した。測定に際しては、携帯機器の表面から１ｃｍ離れた位置にマイクを設置した。そして、振動素子１４に、実効値３．０Ｖの正弦波信号を入力し、マイクで検出される音圧を測定した。その測定結果を図８に示す。なお、図８のグラフにおいて、横軸は周波数を示し、縦軸は音圧を示す。また、実線は第１部材１１（携帯電話のディスプレーのカバー）の中央部で測定した結果を示し、点線は、比較のために、第２部材１２（携帯電話の筐体）の中央部にて測定した結果を示す。
　図８に示すグラフによれば、第１部材１１の中央部付近の音は、第２部材１２の中央部付近の音と比較して、１ｋＨｚ付近の音圧が小さく、低周波数領域と高周波数領域との音圧の差が小さいことがわかる。歪みのない音情報を伝達するためには、発生する音の音圧が周波数に依らず一定であることが理想であり、この点では、第１部材１１の中央部付近の音の方が、第２部材１２の中央部付近の音よりも好ましい。また、低周波領域における一部の周波数においては、第２部材１２の中央部付近の音よりも、第１部材１１の中央付近の音の方が音圧が高いことがわかる。なお、これらの結果は、第１部材１１の中央部の振動は、第２部材１２の中央部の振動と比較して、低周波数領域と高周波数領域との振幅の差が小さいことを意味しているとともに、低周波領域における一部の周波数においては、第２部材１２の中央部の振幅よりも、第１部材１１の中央部の振幅の方が大きいことを意味している。これらの結果により、本発明の有効性が確認できた。
１１：第１部材
１２：第２部材
１３：第３部材
１４，１５：振動素子
１６：接合部材
１８：ディスプレー

Claims (10)

  1. 　表面に露出した第１部材と、
    該第１部材に接続された第２部材と、
    該第２部材に取り付けられた、電気信号が入力されることによって振動する振動素子とを少なくとも有しており、
    該振動素子を振動させることによって前記第１部材を振動させて、該第１部材の振動を直接に、または空気を介して、またはその両方で人体に伝達することによって、音情報を伝達することを特徴とする携帯機器。
  2. 　前記振動素子の振動は屈曲振動であり、前記振動素子の屈曲する表面と前記第２部材との間に配置されて、自身が変形することによって、前記第２部材および前記振動素子が互いに対向する領域において前記第２部材が前記振動素子よりも小さい振幅で振動するように前記振動素子と前記第２部材とを接合する接合部材を更に有していることを特徴とする請求項１に記載の携帯機器。
  3. 　前記第１部材と前記第２部材とが、弾性を有する第３部材を介して接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の携帯機器。
  4. 　前記第２部材が、前記携帯機器の筐体または該筐体の一部であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の携帯機器。
  5. 　前記第１部材が、ディスプレー，タッチパネルまたはそれらのカバーであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の携帯機器。
  6. 　前記第１部材が、前記第２部材に振動可能に取り付けられており、前記振動素子が振動したときに、前記音情報が含まれる周波数帯域の少なくとも一部において、前記第１部材が前記第２部材よりも大きく振動することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の携帯機器。
  7. 　前記接合部材は、厚みが前記振動素子の屈曲振動の振幅よりも大きく、かつ粘弾性体で構成された２層の粘着層と、該２層の粘着層の間に配置された基部層との３層構造を有しており、前記基部層が、不織布と、該不織布の繊維の間に入り込んだ前記粘弾性体とで構成されており、前記基部層の厚みが前記粘着層の厚みよりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の携帯機器。
  8. 　前記第１部材の表面は、前記音情報を伝達するときに頭部に接触させる部位であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の携帯機器。
  9. 　請求項１に記載の携帯機器の使用方法であって、前記第１部材を頭部に接触させて、前記第１部材の振動を人体に伝達することによって前記音情報を伝達することを特徴とする携帯機器の使用方法。
  10. 　前記第１部材を耳に接触させて前記音情報を伝達することを特徴とする請求項９に記載の携帯機器の使用方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111373472A (zh) * 2017-11-21 2020-07-03 日东电工株式会社 消音系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002356660A (ja) * 2001-03-29 2002-12-13 Sekisui Chem Co Ltd 両面粘着テープ及び接合体
JP2004187031A (ja) * 2002-12-04 2004-07-02 Temuko Japan:Kk 骨伝導スピーカーを用いた携帯電話機
JP2005236352A (ja) * 2004-02-17 2005-09-02 Authentic Ltd 表示装置用パネル型スピーカ
JP2006229506A (ja) * 2005-02-16 2006-08-31 Citizen Electronics Co Ltd 平面スピーカ用エキサイタの固定構造
JP2011097143A (ja) * 2009-10-27 2011-05-12 Panasonic Electric Works Co Ltd 圧電スピーカおよびこれを用いた警報機付きセンサ
JP2011148853A (ja) * 2010-01-19 2011-08-04 Dic Corp 両面粘着テープ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002356660A (ja) * 2001-03-29 2002-12-13 Sekisui Chem Co Ltd 両面粘着テープ及び接合体
JP2004187031A (ja) * 2002-12-04 2004-07-02 Temuko Japan:Kk 骨伝導スピーカーを用いた携帯電話機
JP2005236352A (ja) * 2004-02-17 2005-09-02 Authentic Ltd 表示装置用パネル型スピーカ
JP2006229506A (ja) * 2005-02-16 2006-08-31 Citizen Electronics Co Ltd 平面スピーカ用エキサイタの固定構造
JP2011097143A (ja) * 2009-10-27 2011-05-12 Panasonic Electric Works Co Ltd 圧電スピーカおよびこれを用いた警報機付きセンサ
JP2011148853A (ja) * 2010-01-19 2011-08-04 Dic Corp 両面粘着テープ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111373472A (zh) * 2017-11-21 2020-07-03 日东电工株式会社 消音系统

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