WO2014174835A1 - 電子機器 - Google Patents

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WO2014174835A1
WO2014174835A1 PCT/JP2014/002264 JP2014002264W WO2014174835A1 WO 2014174835 A1 WO2014174835 A1 WO 2014174835A1 JP 2014002264 W JP2014002264 W JP 2014002264W WO 2014174835 A1 WO2014174835 A1 WO 2014174835A1
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piezoelectric element
electronic device
sound
recess
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PCT/JP2014/002264
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Inventor
渡部　貴昭
Original Assignee
京セラ株式会社
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Publication date
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    • H04R2499/10—General applications
    • H04R2499/11—Transducers incorporated or for use in hand-held devices, e.g. mobile phones, PDA's, camera's

Definitions

  • a member to which the piezoelectric element is attached is vibrated by applying a predetermined electric signal (audio signal) to the piezoelectric element, and the vibration of the member is transmitted to the human body to be transmitted through a part of the human body.
  • the present invention relates to an electronic device that transmits vibration sound to a user.
  • Patent Document 1 describes an electronic device such as a mobile phone that conveys air conduction sound and bone conduction sound to a user.
  • air conduction sound is sound transmitted to the auditory nerve of a user by vibration of air that is caused by vibration of an object being transmitted to the eardrum through the external auditory canal.
  • the vibration sound is a sound transmitted to the user's auditory nerve via a part of the user's body (for example, the cartilage of the outer ear) that contacts the vibrating object. Yes.
  • Patent Document 1 In the telephone set described in Patent Document 1, it is described that a short plate-like vibrating body made of a piezoelectric bimorph and a flexible material is attached to the outer surface of a housing via an elastic member. Further, in Patent Document 1, when a voltage is applied to the piezoelectric bimorph of the vibrating body, the vibrating body bends and vibrates as the piezoelectric material expands and contracts in the longitudinal direction, and the user contacts the vibrating body with the auricle. And air conduction sound and vibration sound are transmitted to the user.
  • An object of the present invention is to provide an electronic device that operates satisfactorily and is a type of electronic device that generates vibration sound by vibrating a member to which a piezoelectric element is attached by the piezoelectric element.
  • An electronic apparatus includes a piezoelectric element, a member to which the piezoelectric element is attached, the member deformed due to deformation of the piezoelectric element, and a contact portion of a human body that is in contact with the deforming member vibrates.
  • the electronic device transmits sound, and the member has a recess, and the piezoelectric element is attached to the recess of the member.
  • an electronic device that operates satisfactorily and is a type of electronic device that generates vibration sound by vibrating a member to which the piezoelectric element is attached by the piezoelectric element.
  • FIG. 1 is a diagram showing functional blocks of an electronic device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the electronic device 1 is, for example, a mobile phone (smart phone), and includes a panel 10, a display unit 20, a piezoelectric element 30, an input unit 40, and a control unit 50.
  • the panel 10 is a touch panel that detects contact, a cover panel that protects the display unit 20, or the like.
  • the panel 10 is made of, for example, glass or a synthetic resin such as acrylic.
  • the shape of the panel 10 may be a plate shape.
  • the panel 10 may be a flat plate or a curved panel whose surface is smoothly inclined.
  • a detection method of the touch panel 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 can be used.
  • the panel 10 is an example of a member (attachment member) to which a piezoelectric element is attached.
  • the display unit 20 is a display device such as a liquid crystal display, an organic EL display, or an inorganic EL display.
  • the display unit 20 is provided on the back surface of the panel 10.
  • the display unit 20 is disposed on the back surface of the panel 10 by a bonding member (for example, an adhesive).
  • the display unit 20 may be bonded to the panel 10 with a bonding member (for example, an adhesive), or may be spaced apart from the panel 10 and supported by the casing of the electronic device 1.
  • the piezoelectric element 30 is an element that expands or contracts (bends) according to the electromechanical coupling coefficient of the constituent material by applying an electric signal (voltage).
  • the piezoelectric element 30 may be a unimorph, bimorph, or multilayer piezoelectric element.
  • the stacked piezoelectric element includes a stacked unimorph element in which unimorphs are stacked (for example, 16 layers or 24 layers), or a stacked bimorph element in which bimorphs are stacked (for example, 16 layers or 24 layers are stacked).
  • the laminated piezoelectric element 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 plurality of dielectric layers.
  • PZT lead zirconate titanate
  • a unimorph expands and contracts when an electric signal (voltage) is applied, and a bimorph bends when an electric signal (voltage) is applied.
  • the piezoelectric element 30 is disposed on the back surface of the panel 10 (the surface on the inner side of the electronic device 1).
  • the piezoelectric element 30 is attached to the panel 10 by a joining member (for example, double-sided tape).
  • the piezoelectric element 30 may be attached to the panel 10 via an intermediate member (for example, a sheet metal).
  • the piezoelectric element 30 is spaced from the inner surface of the housing 60 by a predetermined distance while being disposed on the back surface of the panel 10.
  • the piezoelectric element 30 may be separated from the surface on the inner side of the housing 60 by a predetermined distance even in a stretched or bent state. That is, the distance between the piezoelectric element 30 and the inner surface of the housing 60 is preferably larger than the maximum deformation amount of the piezoelectric element 30.
  • the input unit 40 receives an operation input from the user, and includes, for example, an operation button (operation key).
  • an operation button operation key
  • the panel 10 can also accept the operation input from a user by detecting the contact from a user.
  • the control unit 50 is a processor that controls the electronic device 1.
  • the controller 50 applies a predetermined electrical signal (voltage corresponding to the audio signal) to the piezoelectric element 30.
  • the voltage applied to the piezoelectric element 30 by the control unit 50 is, for example, ⁇ 15 V, which is higher than ⁇ 5 V, which is an applied voltage of a so-called panel speaker for the purpose of conducting sound by air conduction sound instead of human body vibration sound. It may be.
  • ⁇ 15 V which is higher than ⁇ 5 V
  • a so-called panel speaker for the purpose of conducting sound by air conduction sound instead of human body vibration sound. It may be.
  • the panel 10 is sufficiently vibrated to generate It is possible to generate a human body vibration sound through the section.
  • the piezoelectric element 30 expands or contracts or bends in the longitudinal direction.
  • the panel 10 to which the piezoelectric element 30 is attached is deformed in accordance with expansion / contraction or bending of the piezoelectric element 30, and the panel 10 vibrates.
  • the panel 10 is bent by expansion / contraction or bending of the piezoelectric element 30.
  • the panel 10 is bent directly by the piezoelectric element 30.
  • the panel 10 is directly bent by the piezoelectric element means that the panel is specified by the inertial force of the piezoelectric actuator configured by arranging the piezoelectric element in the casing as used in a conventional panel speaker. This is different from the phenomenon in which the panel is deformed by exciting the region.
  • the panel 10 is bent directly by the piezoelectric element means that the expansion or contraction or bending (curving) of the piezoelectric element is directly applied to the panel via the bonding member or via the bonding member and the reinforcing member 80 described later. Means bending.
  • the panel 10 generates air conduction sound and, when the user contacts a part of the body (for example, cartilage of the outer ear), generates a human body vibration sound through the part of the body.
  • the control unit 50 can generate an air conduction sound and a human body vibration sound corresponding to the voice signal by applying an electrical signal corresponding to the voice signal related to the voice of the other party to the piezoelectric element 30, for example.
  • the audio signal may relate to a ringing melody or a music piece including music. Note that the audio signal applied to the electrical signal may be based on music data stored in the internal memory of the electronic device 1, or music data stored in an external server or the like is reproduced via a network. May be.
  • the panel 10 vibrates not only in the attachment region to which the piezoelectric element 30 is attached, but also in a region away from the attachment region.
  • the panel 10 has a plurality of locations that vibrate in a direction intersecting the main surface of the panel 10 in the vibrating region, and the amplitude value of the vibration is increased from positive to negative with time in each of the plurality of locations. Or vice versa.
  • the panel 10 vibrates in a manner that a portion having a relatively large vibration amplitude and a portion having a relatively small vibration amplitude are randomly distributed over the entire panel 10. That is, vibrations of a plurality of waves are detected over the entire panel 10.
  • the control unit 50 does not attenuate the piezoelectric element 30 in order to prevent the above-described vibration of the panel 10 from being attenuated.
  • the applied voltage may be ⁇ 15V. Therefore, the user can hear the sound by bringing his / her ear into contact with a region away from the above-described region where the panel 10 is attached.
  • the panel 10 may be approximately the same size as the user's ear.
  • the panel 10 may be larger than the user's ear, as shown in FIG.
  • Panel 10 is an area wider than an area having a length corresponding to the distance from the lower leg of the anti-annulus (lower anti-limb) to the anti-tragus and a width corresponding to the distance from the tragus to the anti-annulus. Should just vibrate.
  • the panel 10 preferably has a length corresponding to the distance between a portion near the upper leg of the ankle ring (upper pair leg) in the ear ring and the earlobe, and a distance between the tragus and a portion near the ear ring in the ear ring. It suffices that a region having a width corresponding to is vibrated.
  • the region having the above length and width may be a rectangular region, or may be an elliptical shape having the above length as the major axis and the above width as the minor axis.
  • the average size of Japanese ears can be found by referring to the Japanese human body size database (1992-1994) created by the Human Life Engineering Research Center (HQL). If the panel 10 is larger than the average size of Japanese ears, the panel 10 is considered to be large enough to cover the entire foreign ear.
  • the electronic device 1 can transmit air conduction sound and human body vibration sound via a part of the user's body (for example, cartilage of the outer ear) to the user by the vibration of the panel 10. Therefore, when outputting a sound having a volume equivalent to that of a conventional dynamic receiver, the sound transmitted to the periphery of the electronic device 1 due to the vibration of the air due to the vibration of the panel 10 is less than that of the dynamic receiver. Therefore, it is suitable, for example, when listening to a recorded message on a train or the like.
  • the electronic device 1 transmits a human body vibration sound by the vibration of the panel 10, even if the user wears an earphone or a headphone, for example, the user can bring the earphone into contact with the electronic device 1 by touching them. Or you can hear sound through headphones and body parts.
  • the electronic device 1 transmits sound to the user by the vibration of the panel 10. Therefore, when the electronic device 1 does not include a separate dynamic receiver, it is not necessary to form an opening (sound outlet) for sound transmission in the housing, and the waterproof structure of the electronic device 1 can be simplified.
  • the sound emission port is preferably closed by a member that allows gas to pass but not liquid.
  • a member that allows gas to pass but not liquid is Gore-Tex (registered trademark).
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a mounting structure of the electronic device 1 according to the first embodiment.
  • 3A is a front view
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line bb in FIG. 3A.
  • FIG. 3C is an enlarged view showing the upper part of the electronic device 1 in FIG. However, it should be noted that FIG. 3C is different from FIG.
  • the electronic device 1 shown in FIG. 3 is a smartphone in which a touch panel, which is a glass plate, is arranged on the front surface of a housing 60 (for example, a metal or resin case) as the panel 10.
  • the panel 10 and the input unit 40 are supported by a housing 60, and the display unit 20 and the piezoelectric element 30 are bonded to the panel 10 by a joining member 70, respectively.
  • the joining member 70 is an adhesive having a thermosetting property or an ultraviolet curable property, a double-sided tape, or the like, and may be, for example, an optical elastic resin that is a colorless and transparent acrylic ultraviolet curable adhesive.
  • the panel 10, the display part 20, and the piezoelectric element 30 are each substantially rectangular.
  • the panel 10 has a recess 10a.
  • the panel 10 is disposed in the housing 60 with the surface on which the recess 10 a is formed facing the inner side of the electronic device 1.
  • the bottom surface is substantially parallel to the outer surface of the panel 10.
  • the side surface of the recess 10a is substantially perpendicular to the outer surface.
  • the depth of the recess 10 a is approximately half the thickness of the panel 10. That is, in the panel 10, the thickness of the region where the recess 10a is formed is approximately half the thickness of the other regions.
  • the recess 10a can be formed by cutting the surface of the panel 10 with a wheel cutter using diamond, for example.
  • the recess 10a can also be formed by picosecond pulse laser processing, for example.
  • recess 10a is formed in a region where an electrode for detecting contact is not disposed.
  • the piezoelectric element 30 is disposed in the recess 10 a formed in the panel 10.
  • the piezoelectric element 30 is bonded to the bottom surface of the recess 10a through the bonding member 70 described above.
  • the display unit 20 is disposed approximately at the center of the panel 10 in the short direction.
  • the piezoelectric element 30 is disposed at a predetermined distance from an end portion in the longitudinal direction of the panel 10 and is arranged in the vicinity of the end portion so that the longitudinal direction of the piezoelectric element 30 is along the short side of the panel 10.
  • the display unit 20 and the piezoelectric element 30 are arranged side by side in a direction parallel to the inner surface of the panel 10.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of vibration of the panel 10 of the electronic device 1 according to the first embodiment.
  • the display unit 20 is attached to the panel 10.
  • the lower part of the panel 10 is less likely to vibrate than the upper part of the panel 10 to which the piezoelectric element 30 is attached. Therefore, sound leakage due to vibration of the lower portion of the panel 10 at the lower portion of the panel 10 can be reduced.
  • the upper part of the panel 10 is directly bent by the piezoelectric element 30, and the vibration is attenuated at the lower part as compared with the upper part.
  • the panel 10 is bent by the piezoelectric element 30 so that the portion directly above the piezoelectric element 30 protrudes higher than the surrounding area in the long side direction of the piezoelectric element 30.
  • the panel 10 is deformed due to the deformation of the piezoelectric element 30 attached to the back surface of the panel 10, and the object that contacts the deformed panel 10 is detected. It conveys air conduction sound and human body vibration sound. Accordingly, since the air conduction sound and the human body vibration sound can be transmitted to the user without causing the vibration body to protrude from the outer surface of the housing 60, a patent that makes a vibration body that is much smaller than the housing contact the human body. Usability is improved as compared with the electronic device described in Document 1. In addition, since it is not necessary to put the user's ears on the piezoelectric element itself, the piezoelectric element 30 itself is not easily damaged. Further, when the case 60 is deformed instead of the panel 10, the user tends to drop the terminal when generating vibration, whereas when the panel 10 is vibrated, Things are hard to happen.
  • the piezoelectric element 30 is joined to the panel 10 by a joining member 70.
  • the joining member 70 can be a non-heating type curable adhesive.
  • thermal stress shrinkage hardly occurs between the piezoelectric element 30 and the panel 10 at the time of curing.
  • the joining member 70 can be a double-sided tape.
  • the piezoelectric element 30 is disposed in the recess 10 a formed in the panel 10. As described above, the region where the recess 10a is formed in the panel 10 is thinner than the other regions. Since the piezoelectric element 30 is disposed in a relatively thin portion of the panel 10, the region where the recess 10 a is formed in the panel 10 is caused by deformation of the piezoelectric element 30 as compared with other regions. The degree to which it can be bent directly is large.
  • the electronic apparatus 1 compared to the case where the recess 10 a is not formed in the panel 10 and the piezoelectric element 30 is attached to the panel 10 and the panel 10 is bent directly, the user
  • a part of the human body for example, an ear
  • the bending deformation of the panel 10 is efficiently transmitted to the user.
  • the area of the panel 10 where the recess 10a is formed is less rigid than the other areas.
  • the region of the panel 10 where the piezoelectric element 30 is not mounted has a higher rigidity than the region where the piezoelectric element 30 is mounted.
  • the lower part of the panel 10 is less likely to vibrate than the upper part of the panel 10 to which the piezoelectric element 30 is attached. Therefore, sound leakage due to vibration of the lower portion of the panel 10 at the lower portion of the panel 10 can be reduced.
  • the piezoelectric element 30 is disposed in the recess 10a formed in the panel 10, compared to the case where the recess 10a is not formed in the panel 10, for example, the electronic device 1 is subjected to external force by dropping the electronic device 1 or the like. When added, it becomes difficult for an electronic component or the like disposed inside the electronic device 1 to contact the piezoelectric element 30. That is, the piezoelectric element 30 is not easily damaged.
  • FIG. 5A is a diagram showing a mounting structure according to the first modification.
  • FIG. 5B is a diagram showing a mounting structure according to the second modification.
  • FIG. 5C is a diagram illustrating a piezoelectric element according to a third modification.
  • FIG. 5D is a diagram illustrating a mounting structure according to the third modification.
  • FIG. 5E is a diagram illustrating a mounting structure according to a fourth modification.
  • 5 (a), 5 (b), 5 (d), and 5 (e) are views seen from the same direction as FIG. 3 (c).
  • description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted, and different portions will be mainly described.
  • the first modification shown in FIG. 5A is different from FIG. 3C in the shape of the recess 10a. That is, the recessed part 10a is a shape where the edge part inclines gently.
  • the recess 10a has an R-shaped edge. Compared with a structure in which the edge of the recess 10a is gently inclined, as shown in FIG. 3C, the corner of the recess 10a is disposed when the piezoelectric element 30 is disposed in the recess 10a. This makes it difficult for the piezoelectric element 30 to be damaged.
  • the main surface of the piezoelectric element 30 that is not attached to the panel 10 (the surface on the inner side of the electronic device 1) is substantially flush with the main surface of the panel 10 on the inner side of the electronic device. It has become. That is, the piezoelectric element 30 disposed in the recess 10a does not protrude to the inside of the electronic device 1 compared to the main surface of the panel on the inside of the electronic device.
  • the main surface of the piezoelectric element 30 that is not attached to the panel 10 (the surface on the inner side of the electronic device 1) is located on the outer side of the electronic device 1 as compared to the surface of the panel 10 on the inner side of the electronic device. Also good. Thereby, for example, when an external force is applied to the electronic device 1 by dropping the electronic device 1, the piezoelectric element 30 is less likely to be damaged.
  • the cross-sectional shape of the recess 10a is a curved surface.
  • the curved surface include a semicircular arc shape, a semi-elliptical arc shape, and a parabolic shape.
  • the joining member 70 is an elastic adhesive.
  • the elastic adhesive is, for example, a silicone adhesive, a modified silicone adhesive, and a synthetic rubber adhesive.
  • the adhesiveness can be secured, but the adhesive is cured, so that the deformation of the piezoelectric element 30 may not be sufficiently transmitted to the panel 10. Since the elastic adhesive is rich in elasticity after curing as compared with the epoxy-based adhesive, the deformation of the piezoelectric element 30 can be transmitted to the panel 10 even after curing while adhering both.
  • FIG. 5C is a perspective view of the piezoelectric element 30 according to the third modification.
  • the piezoelectric element has a first main surface 30a and a second main surface 30b.
  • the first main surface 30a has a shape in which a central portion protrudes from both end portions in a direction perpendicular to the second main surface 30b (upward direction in the figure). Note that the state in which the central portion protrudes from both end portions does not have to occur over the entire length direction (the depth direction in the drawing).
  • the protruding amount with respect to both ends of the central portion in the direction perpendicular to the second main surface 30b is set to, for example, about 7% to 30% of the thickness of the piezoelectric element 30.
  • the piezoelectric element 30 is a rectangular parallelepiped having a length of 23.5 mm, a width of 3.3 mm, and a thickness of 0.5 mm excluding the protruding portion
  • the protruding amount is about 0.05 mm. In this way, when the piezoelectric element 30 having a substantially flat plate shape but having a structure in which the principal surface on one side protrudes is used, as shown in FIG.
  • the piezoelectric element 30 is attached to the side surface of the recess 10a via the bonding member 70.
  • Panel 10 is flat and has a main surface exposed to the outside of electronic device 1 and a main surface exposed to the inside.
  • the recessed part 10a shown in FIG.5 (e) is substantially perpendicular
  • the piezoelectric element 30 is attached to a surface substantially perpendicular to the main surface of the panel 10. Thereby, thickness reduction of the electronic device 1 can be achieved.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a mounting structure of the electronic device 1 according to the second embodiment.
  • 6 (a) is a front view
  • FIG. 6 (b) is a cross-sectional view taken along line bb in FIG. 6 (a)
  • FIG. 6 (c) is taken along line cc in FIG. 6 (a). It is sectional drawing.
  • the electronic device 1 shown in FIG. 6 is a foldable mobile phone in which a cover panel (acrylic plate) that protects the display unit 20 as the panel 10 is arranged on the front surface of the upper housing 60.
  • a reinforcing member 80 is disposed between the panel 10 and the piezoelectric element 30.
  • the reinforcing member 80 is a resin plate including, for example, a resin plate, sheet metal, or glass fiber. That is, the electronic device 1 according to the second embodiment has a structure in which the piezoelectric element 30 and the reinforcing member 80 are bonded by the bonding member 70, and the reinforcing member 80 and the panel 10 are bonded by the bonding member 70.
  • the display unit 20 is not bonded to the panel 10 but is supported by the housing 60. That is, in the electronic device 1 according to the second embodiment, the display unit 20 is separated from the panel 10, and the display unit 20 and the support unit 90 that is a part of the housing 60 are bonded by the bonding member 70. Structure.
  • the support part 90 is not limited to the structure as a part of the housing
  • a configuration in which the piezoelectric element 30 and the reinforcing member 80 are disposed in the concave portion 10a formed in the panel 10 can be adopted as in the first embodiment.
  • the structure which concerns on the modification shown in FIG. 5 is also employable suitably.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of vibration of the panel 10 of the electronic device 1 according to the second embodiment.
  • the panel 10 is an acrylic plate having a lower rigidity than the glass plate, and the display unit 20 is not bonded to the back surface of the panel 10.
  • the amplitude generated by the piezoelectric element 30 is increased.
  • the panel 10 vibrates not only in the attachment region to which the piezoelectric element 30 is attached, but also in a region away from the attachment region. For this reason, the user can hear the human body vibration sound by bringing his / her ear into contact with an arbitrary position of the panel 10 in addition to the air conduction sound via air.
  • the reinforcing member 80 and the panel 10 are deformed due to the deformation of the piezoelectric element 30 attached to the panel 10 via the reinforcing member 80, and the deformation is performed.
  • the air conduction sound and the human body vibration sound are transmitted to the object in contact with the panel 10.
  • the piezoelectric element 30 is attached to the surface of the panel 10 on the inside of the housing 60. For this reason, the air conduction sound and the human body vibration sound can be transmitted to the user without causing the vibrating body to protrude from the outer surface of the housing 60.
  • the panel 10 is deformed to transmit air conduction sound and human body vibration sound not only in the attachment region to which the piezoelectric element 30 is attached but also in any part of the panel 10. For this reason, the user can hear the human body vibration sound by bringing his / her ear into contact with an arbitrary position of the panel 10 in addition to the air conduction sound via air.
  • the reinforcing member 80 between the piezoelectric element 30 and the panel 10, for example, when an external force is applied to the panel 10, the external force is transmitted to the piezoelectric element 30 and the piezoelectric element 30 may be damaged. Can be reduced. Moreover, even if the panel 10 is brought into strong contact with the human body, the vibration of the panel 10 can be hardly attenuated. Further, by disposing the reinforcing member 80 between the piezoelectric element 30 and the panel 10, the resonance frequency of the panel 10 is lowered, and the acoustic characteristics in the low frequency band are improved. Instead of the reinforcing member 80, a plate-like weight may be attached to the piezoelectric element 30 by the joining member 70.
  • the panel 10 may be joined to the housing 60 by a joining member 70.
  • the joining member 70 can be a non-heating type curable adhesive. Accordingly, there is an advantage that thermal stress shrinkage hardly occurs between the housing 60 and the panel 10 at the time of curing.
  • the joining member 70 can be a double-sided tape. Thereby, there exists an advantage that the shrinkage stress like the time of use of an adhesive agent does not generate
  • the piezoelectric element 30 may be disposed at the center of the panel 10.
  • the vibration of the piezoelectric element 30 is evenly transmitted to the entire panel 10 to improve the quality of the air conduction sound, and the user can listen to various positions of the panel 10.
  • the human body vibration sound can be recognized even if it is touched.
  • a plurality of piezoelectric elements 30 may be mounted.
  • the piezoelectric element 30 is attached to the panel 10, but may be attached to a location different from the panel 10.
  • the piezoelectric element 30 may be attached to a battery lid that is attached to the housing 60 and covers the battery. Since the battery lid is often attached to a surface different from the panel 10 in the electronic device 1 such as a mobile phone, according to such a configuration, the user places a part of the body (for example, an ear) on the surface different from the panel 10. You can hear the sound by touching.
  • the panel 10 can constitute a part or all of any of a display panel, an operation panel, a cover panel, and a lid panel for making the rechargeable battery removable.
  • the piezoelectric element 30 is disposed outside the display area for the display function.
  • the operation panel includes the touch panel of the first embodiment.
  • the operation panel includes a sheet key that is a member that constitutes one surface of the operation unit side body, in which, for example, a key top of an operation key is integrally formed in a folding mobile phone.
  • the recess 10a may be formed on the surface of the panel 10 on the outside of the electronic device 1, and the piezoelectric element 30 may be disposed in the recess 10a.
  • the member (attachment member) to which the piezoelectric element is attached is not limited to the panel 10, and may be the housing 60, for example.
  • the attachment member may be, for example, an acrylic panel that configures the external appearance of the electronic device 1, and may be an acrylic panel that exposes the light receiving surface of the camera module or the infrared module.
  • the attachment member may be a connector cap that covers a connector such as a microUSB.
  • the bonding member that bonds the panel 10 and the piezoelectric element 30, the bonding member that bonds the panel 10 and the housing 60, and the like have the same reference numerals.
  • the joining member used in the first embodiment and the second embodiment may be appropriately different depending on the member to be joined.

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Abstract

　圧電素子が取り付けられる部材を圧電素子によって振動させて振動音を発生させるタイプの電子機器であって良好に動作する電子機器を提供する。本発明に係る電子機器１は、圧電素子３０と、当該圧電素子が取り付けられるパネル１０とを有し、圧電素子３０の変形に起因してパネル１０が変形し、当該変形するパネル１０に接触している人体の接触部位が振動して音を伝える電子機器であって、パネル１０には凹部１０ａが形成され、圧電素子３０は、凹部１０ａに取り付けられる。

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２０１３－０９３７８４号（２０１３年４月２６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。
　この発明は、圧電素子に所定の電気信号（音声信号）を印加することで圧電素子が取り付けられる部材を振動させ、当該部材の振動を人体に伝達させることにより、人体の一部を介して伝わる振動音を利用者に伝える電子機器に関する。
　特許文献１には、携帯電話などの電子機器として、気導音と骨導音とを利用者に伝えるものが記載されている。また、特許文献１には、気導音とは、物体の振動に起因する空気の振動が外耳道を通って鼓膜に伝わり、鼓膜が振動することによって利用者の聴覚神経に伝わる音であることが記載されている。また、特許文献１には、振動音とは、振動する物体に接触する利用者の体の一部（例えば外耳の軟骨）を介して利用者の聴覚神経に伝わる音であることが記載されている。
　特許文献１に記載された電話機では、圧電バイモルフ及び可撓性物質からなる短形板状の振動体が、筐体の外面に弾性部材を介して取り付けられる旨が記載されている。また、特許文献１には、この振動体の圧電バイモルフに電圧が印加されると、圧電材料が長手方向に伸縮することにより振動体が屈曲振動し、利用者が耳介に振動体を接触させると、気導音と振動音とが利用者に伝えられることが記載されている。
特開２００５－３４８１９３号公報
　本発明の目的は、圧電素子が取り付けられる部材を圧電素子によって振動させて振動音を発生させるタイプの電子機器であって良好に動作する電子機器を提供することにある。
　本発明による電子機器は、圧電素子と、当該圧電素子が取り付けられる部材と、前記圧電素子の変形に起因して前記部材が変形し、当該変形する部材に接触している人体の接触部位が振動して音を伝える電子機器であって、前記部材には凹部が形成され、前記圧電素子は、前記部材の前記凹部に取り付けられる。
　本発明によれば、圧電素子が取り付けられる部材を圧電素子によって振動させて振動音を発生させるタイプの電子機器であって良好に動作する電子機器を提供できる。
本発明の一実施形態に係る電子機器の機能ブロックを示す図である。 パネルの好適な形状を示す図である。 第１の実施形態に係る電子機器の実装構造を示す図である。 第１の実施形態に係る電子機器のパネルの振動の一例を示す図である。 第１の実施形態の変形例に係る電子機器の実装構造を示す図である。 第２の実施形態に係る電子機器の実装構造を示す図である。 第２の実施形態に係る電子機器のパネルの振動の一例を示す図である。 パネルと筐体との接合例を示す図である。
　以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電子機器１の機能ブロックを示す図である。電子機器１は、例えば携帯電話（スマートフォン）であって、パネル１０と、表示部２０と、圧電素子３０と、入力部４０と、制御部５０と、を備える。
　パネル１０は、接触を検出するタッチパネル、または表示部２０を保護するカバーパネル等である。パネル１０は、例えばガラス、またはアクリル等の合成樹脂により形成される。パネル１０の形状は板状であるとよい。パネル１０は、平板であってもよいし、表面が滑らかに傾斜する曲面パネルであってもよい。パネル１０は、タッチパネルである場合、利用者の指、ペン、又はスタイラスペン等の接触を検出する。タッチパネルの検出方式は、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を用いることができる。パネル１０は、圧電素子が取り付けられる部材（取付部材）の一例である。
　表示部２０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。表示部２０は、パネル１０の背面に設けられる。表示部２０は、接合部材（例えば接着剤）によりパネル１０の背面に配設される。表示部２０は、パネル１０に接合部材（例えば接着剤）により接着されてもよいし、パネル１０と離間して配設され、電子機器１の筐体により支持されてもよい。
　圧電素子３０は、電気信号（電圧）を印加することで、構成材料の電気機械結合係数に従い伸縮または屈曲（湾曲）する素子である。これらの素子は、例えばセラミック製や水晶からなるものが用いられる。圧電素子３０は、ユニモルフ、バイモルフまたは積層型圧電素子であってよい。積層型圧電素子には、ユニモルフを積層した（例えば１６層または２４層積層した）積層型ユニモルフ素子、又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。積層型の圧電素子は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる複数の誘電体層と、該複数の誘電体層間に配置された電極層との積層構造体から構成される。ユニモルフは、電気信号（電圧）が印加されると伸縮し、バイモルフは、電気信号（電圧）が印加されると屈曲する。
　圧電素子３０は、パネル１０の背面（電子機器１の内部側の面）に配置される。圧電素子３０は、接合部材（例えば両面テープ）によりパネル１０に取り付けられる。圧電素子３０は、中間部材（例えば板金）を介してパネル１０に取り付けられてもよい。圧電素子３０は、パネル１０の背面に配置された状態で、筐体６０の内部側の表面と所定の距離だけ離間している。圧電素子３０は、伸縮または屈曲した状態でも、筐体６０の内部側の表面と所定の距離だけ離間しているとよい。すなわち、圧電素子３０と筐体６０の内部側の面との間の距離は、圧電素子３０の最大変形量よりも大きいとよい。
　入力部４０は、利用者からの操作入力を受け付けるものであり、例えば、操作ボタン（操作キー）から構成される。なお、パネル１０がタッチパネルである場合には、パネル１０も利用者からの接触を検出することにより、利用者からの操作入力を受け付けることができる。
　制御部５０は、電子機器１を制御するプロセッサである。制御部５０は、圧電素子３０に所定の電気信号（音声信号に応じた電圧）を印加する。制御部５０が圧電素子３０に対して印加する電圧は、例えば、人体振動音ではなく気導音による音の伝導を目的とした所謂パネルスピーカの印加電圧である±５Ｖよりも高い、±１５Ｖであってよい。これにより、利用者が例えば３Ｎ以上の力（５Ｎ～１０Ｎの力）で自身の体にパネル１０を押し付けた場合であっても、パネル１０に十分な振動を発生させ、利用者の体の一部を介する人体振動音を発生させることができる。尚、どの程度の印加電圧を用いるかは、パネル１０の筐体または支持部材に対する固定強度もしくは圧電素子３０の性能に応じて適宜調整可能である。制御部５０が圧電素子３０に電気信号を印加すると、圧電素子３０は長手方向に伸縮または屈曲する。このとき、圧電素子３０が取り付けられたパネル１０は、圧電素子３０の伸縮または屈曲にあわせて変形し、パネル１０が振動する。パネル１０は、圧電素子３０の伸縮または屈曲によって湾曲する。パネル１０は、圧電素子３０によって直接的に曲げられる。「パネル１０が圧電素子によって直接的に曲げられる」とは、従来のパネルスピーカで採用されているような、圧電素子をケーシング内に配設して構成される圧電アクチュエータの慣性力によりパネルの特定の領域が加振されてパネルが変形する現象とは異なる。「パネル１０が圧電素子によって直接的に曲げられる」とは、圧電素子の伸縮または屈曲（湾曲）が、接合部材を介して、或いは接合部材及び後述の補強部材８０を介して、直にパネルを曲げることを意味する。このため、パネル１０は、気導音を発生させるとともに、利用者が体の一部（例えば外耳の軟骨）を接触させた場合、体の一部を介する人体振動音を発生させる。例えば、制御部５０は、例えば通話相手の音声に係る音声信号に応じた電気信号を圧電素子３０に印加させ、その音声信号に対応する気導音及び人体振動音を発生させることができる。音声信号は、着信メロディ、または音楽を含む楽曲等に係るものであってもよい。なお、電気信号にかかる音声信号は、電子機器１の内部メモリに記憶された音楽データに基づくものでもよいし、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。
　パネル１０は、圧電素子３０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１０は、振動する領域において、当該パネル１０の主面と交差する方向に振動する箇所を複数有し、当該複数の箇所の各々において、振動の振幅の値が、時間とともにプラスからマイナスに、あるいはその逆に変化する。パネル１０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１０の略全体に一見ランダムに分布した振動をする。即ちパネル１０全域にわたって、複数の波の振動が検出される。利用者が例えば５Ｎ～１０Ｎの力で自身の体にパネル１０を押し付けた場合であっても、パネル１０の上述したような振動が減衰しないためには、制御部５０が圧電素子３０に対して印加する電圧は、±１５Ｖであってよい。そのため、利用者は、上述したパネル１０の取付領域から離れた領域に耳を接触させて音を聞くことができる。
　ここで、パネル１０は、利用者の耳とほぼ同じ大きさであってよい。また、パネル１０は、図２に示すように、利用者の耳よりも大きいものであってもよい。この場合、利用者が音を聞く際、電子機器１のパネル１０により耳全体が覆われやすいことから、周囲音（ノイズ）を外耳道に入りにくくできる。パネル１０は、対耳輪下脚（下対輪脚）から対耳珠までの間の距離に相当する長さと、耳珠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。パネル１０は、好ましくは、耳輪における対耳輪上脚（上対輪脚）近傍の部位から耳垂までの間の距離に相当する長さと、耳珠から耳輪における対耳輪近傍の部位までの間の距離に相当する幅を有する領域が振動すればよい。上記の長さおよび幅を有する領域は、長方形状の領域であってもよいし、上記の長さを長径、上記の幅を短径とする楕円形状であってもよい。日本人の耳の平均的な大きさは、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、パネル１０が日本人の耳の平均的な大きさ以上の大きさであれば、パネル１０は概ね外国人の耳全体を覆うことができる大きさであると考えられる。
　上記の電子機器１は、パネル１０の振動により、気導音と、利用者の体の一部（例えば外耳の軟骨）を介する人体振動音とを利用者に伝えることができる。そのため、従来のダイナミックレシーバと同等の音量の音を出力する場合、パネル１０が振動することで空気の振動により電子機器１の周囲へ伝わる音は、ダイナミックレシーバと比較して少ない。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等に適している。
　また、上記の電子機器１は、パネル１０の振動によって人体振動音を伝えるため、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１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。
　上記の電子機器１は、パネル１０の振動により利用者に音を伝える。そのため、電子機器１が別途ダイナミックレシーバを備えない場合、音声伝達のための開口部（放音口）を筐体に形成する必要がなく、電子機器１の防水構造が簡略化できる。尚、電子機器１がダイナミックレシーバを備える場合、放音口は、気体は通すが液体は通さない部材によって閉塞されるとよい。気体は通すが液体は通さない部材は、例えばゴアテックス（登録商標）である。
（第１の実施形態）
　図３は第１の実施形態に係る電子機器１の実装構造を示す図である。図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるｂ－ｂ線に沿った断面図である。図３（ｃ）は、図３（ｂ）における電子機器１上部を拡大して示す図である。ただし、図３（ｃ）では、図３（ｂ）と図の向きが異なることに留意されたい。
　図３に示す電子機器１は、パネル１０としてガラス板であるタッチパネルが筐体６０（例えば金属や樹脂のケース）の前面に配されたスマートフォンである。パネル１０及び入力部４０は筐体６０に支持され、表示部２０および圧電素子３０は、それぞれ接合部材７０によりパネル１０に接着されている。接合部材７０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り、例えば無色透明のアクリル系紫外線硬化型接着剤である光学弾性樹脂でもよい。パネル１０、表示部２０および圧電素子３０は、それぞれ略長方形状である。
　図３（ｃ）を参照して、電子機器１における、パネル１０に対する圧電素子３０の取付構造を説明する。図３（ｃ）に示すように、パネル１０には、凹部１０ａが形成されている。パネル１０は、凹部１０ａが形成された面が電子機器１の内部側を向いた状態で、筐体６０に配置される。凹部１０ａを構成する面のうち底面は、パネル１０の外表面に対して略平行である。凹部１０ａの側面は、外表面に対して略垂直である。凹部１０ａの深さは、パネル１０の厚さの略半分である。すなわち、パネル１０は、凹部１０ａが形成される領域の厚さが、その他の領域の厚さの略半分である。凹部１０ａは、例えばダイヤモンドを用いたホイールカッターによりパネル１０の表面を削ることで形成することができる。凹部１０ａは、例えばピコ秒パルスレーザ加工によって形成することもできる。パネル１０がタッチパネルである場合、凹部１０ａは、接触を検出するための電極が配置されない領域に形成される。
　そして、圧電素子３０は、パネル１０に形成された凹部１０ａに配置される。圧電素子３０は、上記の接合部材７０を介して、凹部１０ａの底面に接着される。
　表示部２０は、パネル１０の短手方向におけるほぼ中央に配置される。圧電素子３０は、パネル１０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３０の長手方向がパネル１０の短辺に沿うように配置される。表示部２０と圧電素子３０とは、パネル１０の内部側の面に平行な方向において並んで配置される。
　図４は、第１の実施形態に係る電子機器１のパネル１０の振動の一例を示す図である。第１の実施形態に係る電子機器１では、表示部２０がパネル１０に取り付けられている。このため、パネル１０の下部は、圧電素子３０が取り付けられたパネル１０の上部に比して振動しにくくなる。そのため、パネル１０の下部において、パネル１０の下部が振動することによる音漏れが低減できる。パネル１０は、圧電素子３０によってその上部が直接的に曲げられ、当該上部に比して下部では振動が減衰する。パネル１０は、圧電素子３０の長辺方向において該圧電素子３０の直上がその周囲と比較して最も高く隆起するように、圧電素子３０によって曲げられる。
　このように、本実施形態に係る電子機器１によれば、パネル１０の背面に取り付けられた圧電素子３０の変形に起因してパネル１０が変形し、当該変形するパネル１０に接触する対象物に対して気導音と人体振動音とを伝える。これにより、振動体を筐体６０の外面に突出させることなく気導音と人体振動音とを利用者に伝えることができるため、筐体に比べて非常に小さな振動体を人体に接触させる特許文献１に記載の電子機器よりも使い勝手が向上する。また、圧電素子自体に利用者の耳を当てる必要がないので圧電素子３０そのものが破損しにくい。また、パネル１０ではなく筐体６０を変形させる場合には、振動を発生させる際に、利用者が端末を落としてしまいやすいのに対して、パネル１０を振動させた場合には、このようなことが起きにくい。
　また、圧電素子３０はパネル１０に接合部材７０により接合されている。これにより、圧電素子３０の変形の自由度を阻害しにくい状態で圧電素子３０をパネル１０に取り付けることができる。また、接合部材７０は、非加熱型硬化性の接着剤とすることができる。これにより、硬化時に、圧電素子３０とパネル１０との間に熱応力収縮が発生しにくいという利点がある。また、接合部材７０は、両面テープとすることができる。これにより、圧電素子３０とパネル１０との間に接着剤使用時のような収縮応力がかかりにくいという利点がある。
　また、圧電素子３０は、パネル１０に形成された凹部１０ａに配置される。上述した通り、パネル１０において凹部１０ａが形成される領域は、その他の領域に比して厚さが薄くなっている。パネル１０において相対的に厚さが薄い部分に圧電素子３０が配置されるため、パネル１０は、凹部１０ａが形成される領域が、その他の領域に比して、圧電素子３０の変形に起因して直接的に曲げられる程度が大きい。したがって、本実施形態に係る電子機器１によれば、パネル１０に凹部１０ａが形成されずかつパネル１０に圧電素子３０が取り付けられてパネル１０が直接的に曲げられる場合と比較して、利用者がパネル１０における圧電素子３０の搭載領域に人体の一部（例えば耳）を接触させたときに、パネル１０の曲がり変形が利用者に効率良く伝わる。
　また、パネル１０において凹部１０ａが形成される領域は、その他の領域に比して剛性が小さい。換言すれば、パネル１０の圧電素子３０が搭載されない領域は、圧電素子３０が搭載される領域に比して剛性が大きい。このため、パネル１０の下部は、圧電素子３０が取り付けられたパネル１０の上部に比して振動しにくくなる。そのため、パネル１０の下部において、パネル１０の下部が振動することによる音漏れが低減できる。
　また、圧電素子３０は、パネル１０に形成された凹部１０ａに配置されるため、パネル１０に凹部１０ａが形成されない場合と比較して、例えば電子機器１を落とすなどして電子機器１に外力が加わった場合に、電子機器１の内部に配置される電子部品等が圧電素子３０に対して接触しにくくなる。すなわち、圧電素子３０が破損しにくい。
（第１の実施形態の変形例）
　次に、図５を参照して、第１の実施形態の変形例について説明する。図５（ａ）は、第１変形例に係る実装構造を示す図である。図５（ｂ）は、第２変形例に係る実装構造を示す図である。図５（ｃ）は、第３変形例に係る圧電素子を示す図である。図５（ｄ）は、第３変形例に係る実装構造を示す図である。図５（ｅ）は、第４変形例に係る実装構造を示す図である。図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｄ）、図５（ｅ）は、図３（ｃ）と同様の方向から視た図である。以下、上述の第１実施形態と同様の構成については説明を省略し、主として異なる部分について説明を行う。
　図５（ａ）に示す第１の変形例は、図３（ｃ）と比較して、凹部１０ａの形状が異なる。すなわち、凹部１０ａは、その縁部がなだらかに傾斜する形状である。凹部１０ａは、その縁部がＲ形状となっている。凹部１０ａの縁部がなだらかに傾斜している構成により、図３（ｃ）のような縁部が垂直な構造と比較して、凹部１０ａに圧電素子３０を配置する際に、凹部１０ａの角で圧電素子３０が破損しにくくなる。
　また、図５（ａ）では、圧電素子３０のパネル１０に貼り付けられない側の主面（電子機器１の内部側の面）が、パネル１０の電子機器内部側の主面と略面一になっている。すなわち、凹部１０ａに配置された圧電素子３０は、パネルの電子機器内部側の主面と比較して、電子機器１の内部側に突出しない。圧電素子３０のパネル１０に貼り付けられない側の主面（電子機器１の内部側の面）は、パネル１０の電子機器内部側の面に比して電子機器１の外部側に位置してもよい。これにより、例えば電子機器１を落とすなどして電子機器１に外力が加わった場合に、圧電素子３０が破損しにくくなる。
　図５（ｂ）に示す第２の変形例は、凹部１０ａの断面形状が、曲面である。曲面は、例えば半円弧状、半楕円弧状、放物線状が挙げられる。そして、図５（ｂ）においては、接合部材７０は、弾性接着剤である。弾性接着剤は、例えば、シリコーン系接着剤、変成シリコーン系接着剤及び合成ゴム系接着剤である。断面曲面状の凹部１０ａに対して、平板状の圧電素子３０を接着する場合、接合部材７０として両面テープを用いると、両者の接着面の形状の相違に起因して、両者が十分に接着されない可能性がある。また、例えば両者をエポキシ樹脂系接着剤で接着した場合、接着性は確保できるものの、接着剤が硬化するため、圧電素子３０の変形がパネル１０に十分伝わらない可能性がある。弾性接着剤は、エポキシ系接着剤と比較して、硬化後の弾性に富むため、両者を接着しつつ、硬化後も圧電素子３０の変形をパネル１０に伝えることができる。
　第３の変形例を、図５（ｃ）及び図５（ｄ）により説明する。図５（ｃ）は、第３の変形例に係る圧電素子３０の斜視図である。圧電素子は、第１主面３０ａと第２主面３０ｂとを有する。第１主面３０ａは、第２主面３０ｂに垂直な方向（図の上方向）において、中央部が両端部よりも突出した形状を有している。なお、中央部が両端部よりも突出している状態が、長さ方向（図における奥行き方向）の全体に亘って生じていなくともよい。また、第１主面３０ａにおいて、第２主面３０ｂに垂直な方向における中央部の両端部に対する突出量は、例えば、圧電素子３０の厚みの７％～３０％程度に設定される。例えば、圧電素子３０が、長さ２３．５ｍｍ、幅３．３ｍｍ、突出部を除く厚み０．５ｍｍの直方体である場合、突出量は約０．０５ｍｍである。このように、おおよそ平板状であるが一方側の主面が突出する構造を有する圧電素子３０を用いた場合、図５（ｄ）に示すように、凹部１０ａの断面形状が曲面であっても、圧電素子３０とパネル１０双方の接着面の形状が類似しているため、接合部材７０として両面テープを使用した場合でも両者を十分に接着できる。
　図５（ｅ）に示す第４の変形例は、圧電素子３０が接合部材７０を介して凹部１０ａの側面に取り付けられる。パネル１０は、平板状であり、電子機器１外部側に露出する主面と、内部側に露出する主面を有する。そして、図５（ｅ）に示す凹部１０ａは、主面に対して略垂直である。圧電素子３０は、パネル１０の主面に対して略垂直な面に取り付けられる。これにより、電子機器１の薄型化を図ることができる。
（第２の実施形態）
　図６は第２の実施形態に係る電子機器１の実装構造を示す図である。図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）は図６（ａ）におけるｂ－ｂ線に沿った断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）におけるｃ－ｃ線に沿った断面図である。図６に示す電子機器１はパネル１０として表示部２０を保護するカバーパネル（アクリル板）が上側の筐体６０の前面に配された折りたたみ式の携帯電話である。第２の実施形態では、パネル１０と圧電素子３０との間には、補強部材８０が配置される。補強部材８０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。すなわち、第２の実施形態に係る電子機器１は、圧電素子３０と補強部材８０とが接合部材７０により接着され、さらに補強部材８０とパネル１０とが接合部材７０により接着される構造である。また、第２の実施形態では、表示部２０は、パネル１０に接着されるのではなく、筐体６０によって支持されている。すなわち、第２の実施形態に係る電子機器１は、表示部２０がパネル１０と離間しており、表示部２０と筐体６０の一部である支持部９０とが接合部材７０により接着される構造である。なお、支持部９０は、筐体６０の一部としての構成に限定されず、金属や樹脂等により筐体６０から独立した部材として構成することが可能である。
　第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、パネル１０に形成された凹部１０ａに圧電素子３０及び補強部材８０が配置される構成を採用することができる。また、図５に示す変形例に係る構造も適宜採用することができる。
　図７は、第２の実施形態に係る電子機器１のパネル１０の振動の一例を示す図である。第２の実施形態に係る電子機器１では、パネル１０がガラス板と比較し剛性の低いアクリル板であり、また、パネル１０の背面に表示部２０が接着されていないため、図４に示す第１の実施形態に係る電子機器１に比べ、圧電素子３０により生じる振幅が大きくなる。また、パネル１０は、圧電素子３０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。このため、利用者は、空気を介する気導音に加え、パネル１０の任意の位置に耳を接触させて人体振動音を聞くことができる。
　このように、本実施形態に係る電子機器１によれば、パネル１０に補強部材８０を介して取り付けられた圧電素子３０の変形に起因して補強部材８０およびパネル１０が変形し、当該変形するパネル１０に接触する対象物に対して気導音と人体振動音とを伝える。これにより、振動体自体を耳に当てることなく気導音と人体振動音とを利用者に伝えることができる。また、圧電素子３０は、パネル１０の筐体６０内部側の面に取り付けられる。このため、振動体を筐体６０の外面に突出させることなく気導音と人体振動音とを利用者に伝えることができる。また、パネル１０は、圧電素子３０が取り付けられた取付領域だけでなく、パネル１０のいずれの箇所においても気導音と人体振動音とを伝えるための変形が発生する。このため、利用者は、空気を介する気導音に加え、パネル１０の任意の位置に耳を接触させて人体振動音を聞くことができる。
　また、圧電素子３０とパネル１０との間に補強部材８０を配置することで、例えばパネル１０に外力が加わった場合に、その外力が圧電素子３０に伝達され圧電素子３０が破損する可能性を低減することができる。また、人体にパネル１０を強く接触させても、パネル１０の振動が減衰しにくくできる。また、圧電素子３０とパネル１０との間に補強部材８０を配置することで、パネル１０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。なお、補強部材８０に換えて、板状の錘を接合部材７０により圧電素子３０に取り付けてもよい。
　本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
　例えば、図８に示すとおり、パネル１０が筐体６０に接合部材７０により接合されている構成としても良い。このように、筐体６０にパネル１０からの振動がダイレクトに伝わりにくくすることで、筐体自体が大きく振動する場合と比較して、ユーザーが電子機器１を落としてしまう恐れを低減できる。また、接合部材７０は、非加熱型硬化性の接着剤とすることができる。これにより、硬化時に、筐体６０とパネル１０との間に熱応力収縮が発生しにくいという利点がある。また、接合部材７０は、両面テープとすることができる。これにより、筐体６０とパネル１０との間に接着剤使用時のような収縮応力が発生しにくいという利点がある。
　例えば、パネル１０と表示部２０とが重畳しない構成である場合、圧電素子３０は、パネル１０の中央に配設されてもよい。圧電素子３０がパネル１０の中央に配設された場合、圧電素子３０の振動がパネル１０全体に均等に伝わり、気導音の品質を向上させたり、利用者が耳をパネル１０の様々な位置に接触させても人体振動音を認識させたりすることができる。なお、上述の実施形態と同様に、圧電素子３０は複数個搭載してもよい。
　また、上記の電子機器１においては、圧電素子３０はパネル１０に貼り付けられているが、パネル１０と異なる場所に取り付けられてもよい。例えば、圧電素子３０は、筐体６０に取り付けられてバッテリを覆うバッテリリッドに貼り付けられてもよい。バッテリリッドは携帯電話機等の電子機器１においてパネル１０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１０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、パネル１０は、表示パネル、操作パネル、カバーパネル、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ことができる。特に、パネル１０が表示パネルのとき、圧電素子３０は、表示機能のための表示領域の外側に配置される。これにより、表示を阻害しにくいという利点がある。操作パネルは、第1実施形態のタッチパネルを含む。また、操作パネルは、例えば折畳型携帯電話において操作キーのキートップが一体に形成され操作部側筐体の一面を構成する部材であるシートキーを含む。
　また、凹部１０ａは、パネル１０の電子機器１の外部側の面に形成され、圧電素子３０が当該凹部１０ａに配置されていてもよい。また、圧電素子が取り付けられる部材（取付部材）は、パネル１０に限られず、例えば筐体６０であってもよい。取付部材は、例えば、電子機器１の外観を構成するアクリルパネルであって、カメラモジュール或いは赤外線モジュールの受光面を露出させるためのアクリルパネルであってもよい。取付部材は、例えばｍｉｃｒｏＵＳＢ等のコネクタを覆うコネクタキャップであってもよい。
　なお、第１の実施形態および第２の実施形態では、パネル１０と圧電素子３０とを接着する接合部材およびパネル１０と筐体６０とを接着する接合部材等を同一の符号を有する接合部材７０として説明した。しかしながら、第１実施形態および第２実施形態で用いられる接合部材は、接合する対象である部材に応じて適宜異なるものが用いられてよい。
１　電子機器
１０　パネル
１０ａ　凹部
２０　表示部
３０　圧電素子
４０　入力部
５０　制御部
６０　筐体
７０　接合部材
８０　補強部材
９０　支持部

Claims (6)

  1. 　圧電素子と、
    　当該圧電素子が取り付けられる部材と、
    　前記圧電素子の変形に起因して前記部材が変形し、当該変形する部材に接触している人体の接触部位が振動して音を伝える電子機器であって、
    　前記部材には凹部が形成され、
    　前記圧電素子は、前記部材の前記凹部に取り付けられる
    　電子機器。
  2. 　前記部材は、人間の耳の対耳輪下脚から対耳珠までの間の距離に相当する長さと、耳珠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る、
    　請求項１に記載の電子機器。
  3. 　前記圧電素子の長辺方向において該圧電素子の直上がその周囲と比較して最も高く隆起するように、前記圧電素子によって前記部材が曲げられ、当該部材に接触している人体の接触部位が振動して音を伝える
    　請求項１に記載の電子機器。
  4. 　前記部材は、パネルである
    　請求項１に記載の電子機器。
  5. 　前記パネルは、表示パネル、操作パネル、カバーパネル、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４に記載の電子機器。
  6. 　前記パネルが表示パネルのとき、
    　前記凹部は、表示機能のための表示領域の外側に形成される、
    　請求項５に記載の電子機器。
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