JP5969817B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

この発明は、圧電素子に所定の電気信号（音声信号）を印加することでパネルを振動させ、当該パネルの振動を人体に伝達させることにより気導音と振動音と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、骨導音とは、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湾曲振動し、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

特許文献１に記載の電子機器は、携帯電話などの筐体の外面に振動体が取り付けられる。そのため、筺体に振動板としてのパネルを取り付けた電子機器については何ら検討されていない。

本発明の目的は、パネルを振動させ気導音と振動音と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。

本発明の一側面における電子機器は、長尺状の圧電素子と、前記圧電素子が固定されるパネルと、前記パネルを支持する筐体と、を有し、前記パネルは、前記圧電素子の長手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パネルが曲げられ、当該パネルに接触する耳の接触領域が振動して音を伝える電子機器であって、前記パネルの前記接触領域における前記筐体内部からの圧力が、当該接触領域と異なる領域における前記筐体内部からの圧力より小さいことを特徴とする。

本発明の別の側面における電子機器は、筐体と、圧電素子と、前記筐体に取り付けられ、人体の一部と接触する接触領域を有し、前記圧電素子により振動し、気導音と、前記人体の一部を振動させて伝える振動音とを発生させるパネルと、前記パネルの前記接触領域に対して前記筺体の内部から接触する第１弾性部材と、前記パネルの前記接触領域と異なる領域に対して前記筺体の内部から接触する第２弾性部材と、を備え、前記第１弾性部材は、前記第２弾性部材より変形しやすいことを特徴とする。

上記側面における電子機器は、前記筺体の内部に配置される内部部材をさらに備え、前記第１弾性部材は、前記パネルと前記内部部材との間に配置されるとよい。また、前記第１弾性部材は、前記内部部材の外周部に沿って配置されるとよい。

上記側面における電子機器は、前記第１弾性部材により、前記パネルと前記内部部材とで形成される空間に水又は塵が侵入することが低減されることを特徴とする。

本発明のさらに別の側面における電子機器は、筐体と、圧電素子と、前記筐体に取り付けられ、前記圧電素子により振動し、気導音と、人体の一部を振動させて伝える振動音とを発生させるパネルと、前記筺体の内部に配置される内部部材と、前記パネルと前記内部部材との間に配置される弾性部材と、を備え、前記パネルは、前記圧電素子が搭載される搭載領域を有し、前記パネルと前記内部部材とは、前記弾性部材の前記搭載領域に近い側に位置する部分が前記弾性部材の前記搭載領域から遠い側に位置する部分よりも弱く圧縮されるよう相対的に傾いて配置されることを特徴とする。

前記パネルは、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とよい。

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とよい。また、前記パネルが表示パネルのとき、前記圧電素子は、前記表示パネルにおける表示領域の外側に配置されているとよい。

前記パネルは、当該パネルのいずれの箇所においても気導音と振動音とを伝えるための変形が発生するとよい。

前記パネルは、その振動領域において、当該パネルの主面と交差する方向に振動する箇所を複数有し、当該箇所の各々において、前記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動するとよい。

本発明によれば、パネルを振動させ気導音と振動音とを発生させるタイプの電子機器において、筐体からパネルに作用する圧力が考慮された電子機器を提供することが可能となる。

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。 接触領域について説明する図である。 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。 パネルの支持構造について説明する図である。 支持部材について説明する図である。 電子機器の第１の態様を示す図である。 支持部材の例を示す図である。 電子機器の第２の態様を示す図である。 支持部材の例を示す図である。 支持部材の別の例を示す図である。 第１の実施形態におけるパネルの周波数特性を示す図である。 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。 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、表示部２０、圧電素子３０、入力部４０、制御部５０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。

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、パネル１０の背面に配設される。表示部２０は、パネル１０と離間して配設され、電子機器１の筐体により支持される。

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、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）が印加されると湾曲する。

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、伸縮または湾曲した状態でも、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、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３Ｎ以上の力（例えば５Ｎ〜１０Ｎの力）で自身の体にパネル１０を押し付けた場合であっても、パネル１０に十分な振動を発生させ、利用者の体の一部を介する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湾曲する。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の伸縮または湾曲にあわせて変形し、パネル１０が振動する。このため、パネル１０は、気導音を発生させるとともに、利用者が体の一部（例えば外耳の軟骨）を接触させた場合、体の一部を介する振動音を発生させる。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一見パネル１０の略全体にランダムにあるいは周期的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、例えば、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耳と接触することが想定される（または接触する）。以下、パネル１０において人体の一部（例えば耳）の接触が想定される領域を接触領域という。パネル１０は、少なくともこの接触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接触領域が振動すればよい。ここで、長さ方向は、この例ではパネル１０が延在する長手方向２ａであり、その中心から一方の端部寄りに圧電素子３０が配置される。また、幅方向は、長手方向と直交する方向２ｂである。かかる長さおよび幅を有する接触領域は、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。

上記のような寸法や形状の接触領域を有することで、パネル１０は、ユーザーの耳を覆うことができ、耳に当てたときの位置ずれに対して寛容になる。なお、接触領域は、図３に示すように、最小でも圧電素子３０の下端部からパネル１０の長手方向２ａの中点までの領域１１を含むものとする。以下では、かかる領域１１を接触領域として説明する。接触領域は、パネル１０において圧電素子３０が搭載される搭載領域と一部が重なってもよい。接触領域は、搭載領域全体を含んでもよい。

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４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４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるｂ−ｂ線に沿った断面図である。図４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は支持部材４２により表示部２０に支持され、表示部２０は接合部材４４により筐体６０のインサート板金４６に接合されて支持される。支持部材４２は、たとえばスポンジなどの発泡性の弾性部材である。支持部材４２によって、パネル１０と表示部２０との間に水や塵が侵入することを低減できる。また、接合部材４４は、たとえば両面テープや接着材である。また、入力部４０は筐体６０に支持される。圧電素子３０は、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。

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。

ここで、図５を用いて、パネル１０の支持構造について説明する。図５には、電子機器１のパネル部分の分解図が模式的に示される。筐体６０には、アルミニウムなどのインサート板金４６が挿入されて固定される。インサート板金４６には接合部材４４が積層して取り付けられる。接合部材４４は、ここでは、両面テープであり、その上に積層される表示部２０の外周に沿って配設される。表示部２０は、接合部材４４によりインサート板金４６に接合される。表示部２０には、その外周に沿って支持部材４２が配設される。ここでは、支持部材４２は、スポンジである。そして、支持部材４２に、パネル１０が積層して取り付けられる。なお、支持部材４２と表示部２０、支持部材４２とパネル１０は、それぞれ接着材等で接着される。なお、パネル１０には、表示部２０（支持部材４２）と重複しない位置に、圧電素子３０が取り付けられる。

支持部材４２は、スポンジなどの発泡性の弾性部材である。支持部材４２は、例えば、高密度で均一なセル構造を持つマイクロセルポリマーシート（マイクロセルウレタンフォーム）である。このマイクロセルポリマーシートは、例えばＰＥＴ基材に発泡体が支持されて構成される。発泡体の発泡構造は、例えば独立発泡構造であるが、これに限られるものではない。

図６は、支持部材４２について説明する図である。図６には、筐体６０における支持部材４２の配置が示される。パネル１０は、支持部材４４を介して筐体６０からの圧力が作用する。たとえば、図６（ａ）に示すＸ−Ｘの部分断面図において、背面側から順に、筐体６０、インサート板金４６、接合部材４４、表示部２０、支持部材４２、パネル１０という積層構造を通じ、パネル１０には支持部材４２を介して筐体６０からの圧力が作用する。すると、圧電素子３０によるパネル１０の振動は、パネル１０の長手方向にそって接触領域１１へ伝わる際、圧電素子３０の近傍に配置された支持部材４２から圧力を受ける部分で減衰する。そこで、第１の実施形態では、パネル１０の接触領域１１における筐体６０からの圧力が、接触領域１１と異なるその他の領域、たとえば、パネル１０の下方の領域１１´における筐体６０からの圧力より小さいことを特徴とする。領域１１´における筐体６０からの圧力は、たとえば、領域１１´において支持部材４２を介して筐体６０から作用する圧力である。そうすることで、振動が減衰しすぎることを防止し、パネル１０の気導音や振動音において良好な音圧を得ることができる。以下、具体的な態様について説明する。

[第１の態様]
図７は、第１の態様を示す図である。第１の態様では、電子機器１００は、接触領域１１と異なるその他の領域１１´でパネル１０を支持する支持部材４２を有し、接触領域１１では支持部材４２以上の弾性力によりパネル１０を支持する支持部材を有さない。たとえば、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、接触領域側１１において支持部材４２の一部を設けない。好適には、図７（ａ）に示すように、圧電素子３０に最も近い上端部の一辺を省略することが可能である。あるいは、図７（ｂ）に示すように、上端部の一辺の一部を省略することも可能である。省略される部分の位置はここに示す例に限られないが、圧電素子３０に最も近い部分であることが好ましい。また、その長さは、圧電素子３０の長手方向の長さ以上であることが好ましい。そうすることで、圧電素子３０からの振動を減衰させる筐体６０からの圧力を低減できる。また、支持部材４２の上端部の一辺またはその一部を省略しても、残りの部分を介してパネル１０と表示部２０とを接合するので、支持部材４２の全体的な内圧は、電子機器１００を落下したときの衝撃から表示部２０のＬＣＤを保護するために必要な程度に保たれる。

また、たとえば、図７（ｃ）、（ｄ）に示すように、接触領域側１１において支持部材４２より変形しやすい支持部材４２ｂによりパネル１０を支持する。たとえば、支持部材４２ｂは、例えば、支持部材４２に用いられるスポンジより変形しやすいスポンジが適宜用いられる。支持部材４２ｂは、例えば、ポリオレフィン系発泡体から成る薄層クリーンフォームである。変形のしやすさは、例えば、ＪＩＳ規格に準拠したスプリング式硬さ試験機又は針入度計で測定されるものである。支持部材４２ｂは、支持部材４２より変形しやすければよく、上記の薄層クリーンフォームに限られない。支持部材４２ｂは、支持部材４２と同じマイクロセルポリマーシートであって、支持部材４２よりも薄いものであってもよい。

好適には、図７（ｃ）に示すように、圧電素子３０に最も近い上端部の一辺に支持部材４２ｂを適用することが可能である。あるいは、図７（ｄ）に示すように、上端部の一辺の一部に適用してもよい。適用される部分の位置はここに示す例に限られないが、圧電素子３０に最も近い部分であることが好ましい。また、その長さは、圧電素子３０の長手方向の長さ以上であることが好ましい。そうすることで、圧電素子３０からの振動を減衰させる筐体６０からの圧力を低減できる。なお、図７（ｃ）、（ｄ）の態様は、図７（ａ）、（ｂ）と比べた場合、パネル１０と表示部２０との間への異物の侵入を防止する上で有利である。

さらに、たとえば図８（ａ）に示すように、支持部材４２に、接触領域１１に対応する部分を除いて剛性部材４２ｃを積層してもよい。剛性部材４２ｃは、たとえば支持部材４２に重畳する寸法を有し、上端部の一辺を省略した「コ」の字型のＰＥＴシートである。剛性部材４２ｃが積層された部分では、パネル１０を取り付けたときに支持部材４２が剛性部材４２ｃの厚みの分圧縮され、支持部材４２ｃの内圧が相対的に高くなる。その一方で、領域１１´の剛性部材４２ｃが積層されない部分では、内圧が相対的に低くなる。そのため、接触領域１１の圧電素子３０の近傍において筐体６０からの圧力を低減でき、パネル１０の振動が阻害されにくくなる。

あるいは、図８（ｂ）に示すように、支持部材４２を全体的に用いつつ、接触領域１１付近の圧電素子３０近傍に、剛性部材４２ｄを設置(接着)してもよい。剛性部材４２ｄは、たとえば、ＰＥＴシートの切片である。剛性部材４２ｄの寸法は、たとえば、圧電素子３０の短手方向の長さを一辺とする矩形形状である。また、その厚さは、剛性部材４２ｄがパネル１０を支持することで、接触領域１１における支持部材４２の内圧が、その他領域１１´での内圧と比べて相対的に低下する程度が好ましい。また、ＰＥＴシート等を付加する代わりに、筐体６０側、たとえばインサート板金に凸部を成型して剛性部材を形成してもよい。かかる剛性部材を設けることで、圧電素子３０からの振動を減衰させる筐体６０からの圧力を低減できる。図８（ｂ）に示すように、パネル１０と筺体６０との間に剛性部材４２ｄを配置する場合には、パネル１０と剛性部材４２ｄとの間にスポンジ又は両面テープ等の弾性部材を配置することが好ましい。これにより、パネル１０が振動する際にパネル１０と剛性部材４２ｄとが接触することに起因する音のビリつきを低減できる。

[第２の態様]
図９は、第２の態様における電子機器１の長手方向における断面図を模式的に示す。第２の態様では、筐体６０は、内部部材（表示部２０）に対しパネル１０を支持する弾性部材（支持部材４２）を有し、接触領域１１における表示部２０と筐体６０との距離ｄ９０が、その他の領域１１´におけるパネル１０と筐体６０との距離ｄ９２より小さいことを特徴とする。そうすることで、パネル１０を取り付けたときに、接触領域１１ではその他領域１１´より支持部材４２、つまりスポンジを圧縮する圧力が弱くなり、反作用として支持部材４２からパネル１０に作用する圧力を弱くできる。よって、圧電素子３０からの振動を減衰させる筐体６０からの圧力を低減できる。なお、本第２の態様において、支持部材の厚さは一定であるとする。

具体的には、内部部材（表示部２０）は、その他領域１１´で表示部２０がパネル１０に向かって傾斜するように、筐体６０（具体的には筐体６０に固定されるインサート板金４６）に対し表示部２０を支持する支持部材２２を有する。かかる支持部材２２の作用で、その他領域１１´において表示部２０がパネル１０に向かって傾斜するとともに支持部材４２を圧縮する。

図１０は、支持部材２２の具体例を示す図である。図１０には、表示部２０に対応するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）モジュールの構造例が、正面図及び両側面図により示される。表示部２０は、支持部材２２に対応するツメ部２２＿１〜２２＿４を有する。ツメ部２２＿１〜２２＿４は、インサート板金４６に対し表示部２０の側面部で当接し、インサート板金４６から表示部２０を離間させる。ここで、接触領域１１に対応するツメ部２２＿１、２２＿２の高さより、その他領域１１´に対応するツメ部２２＿３、２２＿４の高さの方が高い。そうすることで、インサート板金４６に対する表示部２０の距離を、接触領域１１よりその他領域１１´の方で大きくすることができる。よって、その他領域１１´において表示部２０がパネル１０に向かって傾斜するとともに支持部材４２を圧縮することができる。

なお、ツメ部２２＿１〜２２＿４をＬＣＤモジュールの上端部や下端部に設けずに側面部に設けたことで、パネル１０の長手方向に振動が伝わるときにその影響で各ツメ部がビリつくことを低減できる。

図１１は、支持部材２２の別の具体例を示す図である。図１１には、表示部２０をインサート板金４６に接合する接合部材４４の例が、筐体６０の平面図により模式的に示される。ここでは、接合部材４４は、ある程度の厚みを有する両面テープである。たとえば、図１１（ａ）に示すように、接触領域側１１において接合部材４４の一部、好適には、圧電素子３０に最も近い上端部の一辺が省略される。さらに好適には、図１１（ｂ）に示すように、接触領域側１１において、接合部材４４の代わりにより薄い両面テープである接合部材４４ｂが用いられる。そうすることで、インサート板金４６に対する表示部２０の距離を、接触領域１１よりその他領域１１´の方で大きくすることができる。よって、その他領域１１´において表示部２０がパネル１０に向かって傾斜し、パネル１０を取り付けたときに支持部材４２を圧縮することができる。

パネル１０と表示部２０とを相対的に傾けるための構成は、上述のものに限られない。例えば、筺体６０においてパネル１０が取り付けられる部分（筺体６０の外周を成す壁部）の高さを、筺体６０の底面からの高さが、パネル１０において圧電素子３０が搭載される側の端部から反対側の端部にかけて漸次低くなるように形成する。そして、筺体６０の底面と平行に表示部２０を配置し、パネル１０を筺体６０の壁部に配置することでパネル１０と表示部２０とを相対的に傾けることができる。

図１２は、第１の実施形態におけるパネル１０の周波数特性を示す図である。図１２では、パネル１０に均等な圧力が作用する場合の周波数特性１２１との比較において、接触領域での筐体からの圧力を弱めた場合のパネル１０の周波数特性１２２が示される。横軸は周波数を、縦軸は音圧を示す。図示するように、接触領域での筐体からの圧力を弱めた場合の方が、音圧特性が周波数の全域において改善される。

また、図１３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。図１３では、パネル１０に均等な圧力が作用する場合（図１３（ａ））との比較において、接触領域での筐体からの圧力を弱めた場合（図１３（ｂ））のパネル１０の振動の例が示される。パネル１０に筐体から均等な圧力が作用する場合、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。一方、接触領域での筐体からの圧力を弱めた場合には、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。たとえば、ここでは、パネル１０の長手方向２ａにわたって、振動が図１３（ａ）の場合ほど減衰せずに伝わる様子が示される。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。

（第２の実施形態）
図１４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１４（ａ）は正面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）におけるｂ−ｂ線に沿った断面図、図１４（ｃ）は図１４（ａ）におけるｃ−ｃ線に沿った断面図である。図１４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、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。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。

かかる構造の場合も、パネル１０の取付けにおいて、第１の実施形態における第１、第２の態様を適用することができる。そうすることで、パネル１０の接触領域における音圧特性を改善できる。

このように、第２の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１５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。

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。

上述した実施形態をまとめると、次の付記のとおりとなる。

（付記１）
筐体と、
圧電素子と、
前記筐体に取り付けられ、人体の一部と接触する接触領域を有し、前記圧電素子により振動して気導音と前記人体の一部を振動させて伝える振動音とを発生させるパネルとを有し、
前記パネルの前記接触領域における前記筐体からの圧力が、当該接触領域と異なるその他の領域における前記筐体からの圧力より小さいことを特徴とする、
電子機器。

（付記２）
付記１において、
前記筐体は、前記その他の領域で前記パネルを支持する第１の支持部材を有し、前記接触領域で前記第１の支持部材以上の弾性力により前記パネルを指示する支持部材を有さない、電子機器。

（付記３）
付記２において、
前記筐体は、前記接触領域で前記第１の支持部材より小さい弾性力により前記パネルを支持する第２の支持部材を有する、電子機器。

（付記４）
付記２において、
前記筐体は、前記接触領域で前記第１の支持部材と第１の剛性部材とにより前記パネルを支持し、前記その他の領域で前記第１の支持部材により前記パネルを支持する、電子機器。

（付記５）
付記４において、
前記筐体は、前記その他の領域で前記第１の支持部材と前記第１の剛性部材より厚みが小さい第２の剛性部材とにより前記パネルを支持する、電子機器。

（付記６）
付記１において、
前記筐体は、当該筐体内の内部部材に対し前記パネルを支持する弾性部材を有し、
前記接触領域における前記内部部材と前記筐体との距離が、前記その他の領域における前記内部部材と前記筐体との距離より大きいことを特徴とする、電子機器。

（付記７）
付記６において、
前記内部部材は、前記その他領域で当該内部部材が前記パネルに向かって傾斜するように前記筐体に対し当該内部部材を支持する支持部材を有する、電子機器。

（付記８）
付記１乃至７のいずれかにおいて、
前記接触領域は、対耳珠から対耳輪下脚までの長さ以上の距離と、耳珠から対耳輪までの長さ以上の距離とを有する、電子機器。

（付記９）
付記１乃至８のいずれかにおいて、
前記パネルは、その全域が振動する、電子機器。

（付記１０）
付記１乃至９のいずれかにおいて、
前記圧電素子は、前記パネルにおける表示部との重複領域の外側に配置される電子機器。

１ 電子機器
１０ パネル
２０ 表示部
３０ 圧電素子
４０ 入力部
４２ 支持部材
４４ 接合部材
４６ インサート板金
５０ 制御部
６０ 筐体
７０ 接合部材
８０ 補強部材
９０ 支持部

Claims (11)

1. 長尺状の圧電素子と、
   前記圧電素子が固定されるパネルと、
   前記パネルを支持する筐体と、を有し、
   前記パネルは、前記圧電素子の長手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パネルが曲げられ、当該パネルに接触する耳の接触領域が振動して音を伝える電子機器であって、
   前記パネルの前記接触領域における前記筐体内部からの圧力が、当該接触領域と異なる領域における前記筐体内部からの圧力より小さいことを特徴とする、
   電子機器。
2. 筐体と、
   圧電素子と、
   前記筐体に取り付けられ、人体の一部と接触する接触領域を有し、前記圧電素子により振動し、気導音と、前記人体の一部を振動させて伝える振動音とを発生させるパネルと、 前記パネルの前記接触領域に対して前記筺体の内部から接触する第１弾性部材と、
   前記パネルの前記接触領域と異なる領域に対して前記筺体の内部から接触する第２弾性部材と、を備え、
   前記第１弾性部材は、前記第２弾性部材より変形しやすい
   電子機器。
3. 前記筺体の内部に配置される内部部材をさらに備え、
   前記第１弾性部材は、前記パネルと前記内部部材との間に配置される
   請求項２に記載の電子機器。
4. 前記第１弾性部材は、前記内部部材の外周部に沿って配置される
   請求項３に記載の電子機器。
5. 前記第１弾性部材により、前記パネルと前記内部部材とで形成される空間に水又は塵が侵入することが低減される
   請求項４に記載の電子機器。
6. 筐体と、
   圧電素子と、
   前記筐体に取り付けられ、前記圧電素子により振動し、気導音と、人体の一部を振動させて伝える振動音とを発生させるパネルと、
   前記筺体の内部に配置される内部部材と、
   前記パネルと前記内部部材との間に配置される弾性部材と、を備え、
   前記パネルは、前記圧電素子が搭載される搭載領域を有し、
   前記パネルと前記内部部材とは、前記弾性部材の前記搭載領域に近い側に位置する部分が前記弾性部材の前記搭載領域から遠い側に位置する部分よりも弱く圧縮されるよう相対的に傾いて配置される
   電子機器。
7. 前記パネルは、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乃至請求項６のいずれか一項に記載の電子機器。
8. 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１乃至請求項７のいずれか一項に記載の電子機器。
9. 前記パネルが表示パネルのとき、
   前記圧電素子は、前記表示パネルにおける表示領域の外側に配置されている、
   請求項８記載の電子機器。
10. 前記パネルは、当該パネルのいずれの箇所においても気導音と振動音とを伝えるための変形が発生する
    請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の電子機器。
11. 前記パネルは、その振動領域において、当該パネルの主面と交差する方向に振動する箇所を複数有し、当該箇所の各々において、前記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動する
    請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の電子機器。

Images