WO2013164907A1 - 電子機器 - Google Patents

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WO2013164907A1
WO2013164907A1 PCT/JP2013/002816 JP2013002816W WO2013164907A1 WO 2013164907 A1 WO2013164907 A1 WO 2013164907A1 JP 2013002816 W JP2013002816 W JP 2013002816W WO 2013164907 A1 WO2013164907 A1 WO 2013164907A1
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housing
sound
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聡 水田
友彰 宮野
清和 佐藤
章朗 木原
俊 風間
泰宏 片山
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    • H04R2499/10General applications
    • H04R2499/11Transducers incorporated or for use in hand-held devices, e.g. mobile phones, PDA's, camera's

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device that vibrates a panel by applying a predetermined electric signal (audio signal) to a piezoelectric element and transmits vibration sound to a user by transmitting the vibration of the panel to a human body.
  • a predetermined electric signal audio signal
  • Patent Document 1 describes an electronic device such as a mobile phone that transmits air conduction sound and human body vibration 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.
  • human body vibration sound is sound transmitted to the user's auditory nerve through a part of the user's body (for example, the cartilage of the outer ear) that contacts the vibrating object. ing.
  • 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 can be appropriately used for an electronic device of a type that vibrates a panel attached to a housing.
  • An electronic apparatus includes a piezoelectric element, a panel to which the piezoelectric element is attached, which generates vibration sound that is vibrated by the piezoelectric element and transmits a part of a human body, and the panel.
  • a housing supported by the first principal surface; a microphone housed in the housing and disposed on a second principal surface different from the first principal surface; and the first to the microphone from the panel.
  • a buffer portion that weakens vibration transmitted through the first main surface and / or the second main surface.
  • the first main surface and the second main surface are opposed to each other, the buffer portion is provided in the housing, and the electronic device is configured so that the microphone is provided from the first side on which the panel is provided in the housing. It is good to have the rib extended in the direction which cross
  • the electronic device may include a vibration absorbing member between the microphone in the housing and the second main surface.
  • the buffer section may be provided in the housing and have a sound insulating wall surrounding the microphone.
  • the piezoelectric element may be attached closer to the first side in the direction from the first side to the second side of the panel.
  • the panel may have a display unit disposed closer to the microphone from a mounting position of the piezoelectric element in a plan view.
  • the length of the panel in the direction from the first side to the second side is preferably equal to or longer than the length from the antitragus to the lower leg of the antiaural ring.
  • the length in the direction intersecting with the direction from the first side to the second side is preferably equal to or longer than the length from the tragus to the antiaural ring.
  • the piezoelectric element may be bonded to the panel by a bonding member.
  • the joining member may be a non-heating type curable adhesive or a double-sided tape.
  • the panel may be joined to the casing by a joining member.
  • the joining member may be a non-heating type curable adhesive or a double-sided tape.
  • the panel may have a display unit disposed closer to the microphone from a mounting position of the piezoelectric element in a plan view.
  • the panel may constitute part or all of any one of a display unit, an input unit, and a cover of the display unit.
  • the joining portion of the piezoelectric element in the panel may be located outside the overlapping area between the panel and the display unit.
  • An electronic apparatus includes a piezoelectric element, a panel to which the piezoelectric element is attached, which generates vibration sound that is vibrated by the piezoelectric element and transmits a part of a human body, and the panel And a sound collecting section having a duct communicating from the surface of the casing to the inside thereof and a microphone disposed inside the casing.
  • the sound collection unit may have an opening of the duct in a region other than the panel on the surface of the housing.
  • the sound collection unit may have an opening of the duct on a surface intersecting the panel on the surface of the housing.
  • the housing may include a first member that supports the panel and a second member that is different from the first member to which the sound collection unit is attached.
  • the sound collection unit may be disposed on a second side opposite to the first side on which the piezoelectric element is disposed in a plan view of the housing.
  • the length in the direction from the side on which the piezoelectric element is disposed to the opposite side in the plan view of the panel is preferably equal to or longer than the length from the antitragus to the lower leg of the antiaural ring. Moreover, the length of the direction which cross
  • the piezoelectric element may be bonded to the panel by a bonding member.
  • the joining member may be a non-heating type curable adhesive or a double-sided tape.
  • the panel may be joined to the casing by a joining member.
  • the joining member may be a non-heating type curable adhesive or a double-sided tape.
  • the panel may have a display unit disposed closer to the microphone from a mounting position of the piezoelectric element in a plan view.
  • the panel may constitute part or all of any one of a display unit, an input unit, and a cover of the display unit.
  • the joining portion of the piezoelectric element in the panel may be located outside the overlapping area between the panel and the display unit.
  • the panel may constitute part or all of any one of a display unit, an input unit, and a cover of the display unit.
  • An electronic device includes a piezoelectric element, a panel that generates vibration sound that is vibrated by the piezoelectric element and transmits a part of a human body, and a housing that supports the panel.
  • a microphone mounted near a first end of the panel on the substrate in the housing; And a buffer member arranged in the vicinity of the microphone of the substrate and configured to contact the first end portion of the panel and buffer the vibration of the first end portion.
  • the mounting position of the piezoelectric element in the panel or the housing may be located in the vicinity of the second end facing the first end.
  • the electronic device may have a sound insulating wall provided in the casing and surrounding the microphone, and the buffer member may be bonded to the substrate and the sound insulating wall.
  • the buffer member can be prevented from being bonded to the first end of the panel.
  • the buffer member may be made of foamed rubber.
  • the panel may have a display unit disposed closer to the microphone from a mounting position of the piezoelectric element in a plan view.
  • the length of the panel in the direction from the first end portion to the second end portion may be equal to or longer than the length from the antitragus to the lower leg of the antiaural ring.
  • the length in the direction intersecting with the direction from the first end portion to the second end portion may be equal to or longer than the length from the tragus to the antiaural ring.
  • the piezoelectric element may be bonded to the panel by a bonding member.
  • the joining member may be a non-heating type curable adhesive or a double-sided tape.
  • the panel may be joined to the casing by a joining member.
  • the joining member may be a non-heating type curable adhesive or a double-sided tape.
  • the panel may constitute part or all of any one of a display unit, an input unit, and a cover of the display unit.
  • the joining portion of the piezoelectric element in the panel may be located outside the overlapping area between the panel and the display unit.
  • An electronic device includes a piezoelectric element, a panel to which the piezoelectric element is attached, and a vibration sound that is transmitted by vibrating the piezoelectric element and vibrating a part of a human body, and the panel And a mounting portion on which a microphone is mounted and fixed to the housing.
  • the electronic device further includes a shock-absorbing portion made of, for example, rubber, which is disposed between the mounting portion and the housing and cushions vibrations of the housing transmitted from the panel.
  • a shock-absorbing portion made of, for example, rubber, which is disposed between the mounting portion and the housing and cushions vibrations of the housing transmitted from the panel.
  • the mounting portion may be disposed on a second side opposite to the first side on which the piezoelectric element is disposed in a plan view of the housing.
  • the mounting portion is disposed on a second main surface opposite to the first main surface on which the panel of the casing is supported.
  • the microphone arranged on the second main surface collects sound for removal from the sound collected by the microphone further arranged on the first main surface side.
  • the first microphone is disposed on a first side on which the piezoelectric element is disposed in a plan view of the housing, and the second microphone is disposed on a second side opposite to the first side. May be arranged.
  • An imaging unit may be further mounted on the mounting unit.
  • the length in the direction from the side on which the piezoelectric element is disposed to the opposite side in the plan view of the panel is preferably equal to or longer than the length from the antitragus to the lower leg of the antiaural ring. Moreover, the length of the direction which cross
  • the piezoelectric element may be bonded to the panel by a bonding member.
  • the joining member may be a non-heating type curable adhesive or a double-sided tape.
  • the panel may be joined to the casing by a joining member.
  • the joining member may be a non-heating type curable adhesive or a double-sided tape.
  • the panel may have a display unit disposed closer to the microphone from a mounting position of the piezoelectric element in a plan view.
  • the panel may constitute part or all of any one of a display unit, an input unit, and a cover of the display unit.
  • the joining portion of the piezoelectric element in the panel may be located outside the overlapping area between the panel and the display unit.
  • the electronic apparatus according to the present invention can also be used appropriately for an electronic apparatus of a type that vibrates a panel attached to the housing.
  • 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, a microphone 42, a communication unit 44, 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 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 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 display unit 20 is bonded to the back surface of the panel 10 by a bonding member (for example, an adhesive).
  • the joining member is, for example, an elastic resin such as an optical elastic resin in which the refractive index of light to be transmitted is controlled.
  • the display unit 20 displays various information through the adhesive member and the panel 10. By bonding the display unit 20 to the back surface of the panel 10, the attenuation of vibration of the panel 10 can be adjusted as will be described later.
  • 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. Accordingly, even when the user presses the panel 10 against his / her body with a force of 3N or more (for example, a force of 5N to 10N), sufficient vibration is generated in the panel 10 and It is possible to generate a human body vibration sound through the section. Note that how much applied voltage is used can be appropriately adjusted according to the fixing strength of the panel 10 to the casing or the support member or the performance of the piezoelectric element 30.
  • the piezoelectric element 30 expands or contracts 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 directly bent by the piezoelectric element” means that expansion or contraction (bending) of the piezoelectric element bends the panel directly via the bonding member or via the bonding member and the reinforcing member 80 described later. Means that. For this reason, 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 applies an electrical signal corresponding to the audio signal related to the voice of the communication partner received by the communication unit 44 to the piezoelectric element 30 to generate air conduction sound and human body vibration sound corresponding to the audio signal. Can do.
  • the audio signal may relate to a ringing melody or a music piece including music.
  • 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 communication unit 44 converts the audio signal collected by the microphone 42 into a baseband signal, and transmits the baseband signal to the electronic device of the other party.
  • the communication unit 44 receives a baseband signal from the electronic device of the other party by wireless communication, and extracts a voice signal.
  • the extracted audio signal is output from the panel 10 as an air conduction sound or a bone conduction sound by the control unit 50.
  • 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 such a manner that a portion having a relatively large vibration amplitude and a portion having a relatively small vibration amplitude are distributed randomly or periodically throughout the panel 10 at first glance. 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 length direction is the longitudinal direction 2a in which the panel 10 extends, and the piezoelectric element 30 is disposed closer to one end from the center.
  • the width direction is a direction 2b orthogonal to the longitudinal direction.
  • the region having such a length and width may be a rectangular region, or may be an elliptical shape having the above length as the major axis and the 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. By having the dimensions and shapes as described above, the panel 10 can cover the user's ears and is tolerant of misalignment when applied to the ears.
  • the electronic device 1 When the electronic device 1 functions as a mobile phone, it transmits air conduction sound and human body vibration sound through a part of the user's body (for example, cartilage of the outer ear) to the user by vibration of the panel 10. Can do.
  • the vibration of the panel 10 generated by the piezoelectric element 30 When the vibration of the panel 10 generated by the piezoelectric element 30 generates sound transmitted to the inside of the human body, the sound transmitted to the inside of the human body vibrates the middle ear or the inner ear via the soft tissue (for example, cartilage) of the human body.
  • surroundings of the electronic device 1 by the vibration of air by the panel 10 vibrating is few compared with a 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
  • FIGS. 3B to 3D are cross-sectional views taken along the line bb in FIG. 3A.
  • the electronic device 1 shown in FIGS. 3A to 3D 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 front surface shown in FIG. 3A corresponds to the “first main surface” of the housing 60, and the back side corresponds to the “second main surface”.
  • the panel 10 and the input unit 40 are supported by the casing 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 control unit 50 is mounted on a circuit board 50 a provided on the back side of the panel 10 and the display unit 20.
  • 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.
  • the microphone 42 is disposed at the lower part of the panel 10.
  • the microphone 42 collects external sound through a sound collecting hole (sound passage hole) 42 a provided on the front surface of the housing 60.
  • the sound passage hole 42a is waterproofed by a waterproof sheet (for example, Gore-Tex (registered trademark)) (not shown).
  • the microphone 42 a is connected and fixed to a circuit board 50 b provided on the back side in the housing 60.
  • a buffer unit 31 that weakens the vibration B ⁇ b> 1 transmitted from the panel 10 toward the microphone 42 on the front surface of the housing 60 and / or the vibration B ⁇ b> 2 transmitted on the back surface is provided.
  • the buffer part 31 is provided between, for example, the rib 34 provided in the housing 60, the circuit board 50b, and the rear surface side of the housing housing 60, and either or both of the vibration absorbing members 36 bonded to both of them. including.
  • the housing 60 may be provided with a sound insulating wall 32 surrounding the microphone 42.
  • the rib 34 extends in a short direction that intersects the longitudinal direction from the upper side of the casing 60 where the panel 10 is provided toward the lower side of the casing 60 where the microphone 42 is provided. As shown in FIG. 3B, the rib 34 is provided integrally or separately with the housing 60 on either the front inner side or the rear inner surface of the housing 60, and has a height that makes contact with the other. .
  • the ribs 34 are formed of the same material as the housing 60, such as resin or metal. Further, the length of the rib 34 in the extending direction, that is, the length in the short direction of the housing 60 is preferably equal to the short direction of the housing 60.
  • Such a rib 34 can be divided into a two-chamber structure by separating the upper side 60a and the lower side 60b of the housing 60 as separate chambers. By doing so, the vibrations B1 and B2 transmitted from the upper side 60a to the lower side 60b on the front side and / or the back side of the housing 60 when the panel 10 vibrates by the piezoelectric element 30 can be attenuated. Thereby, in the lower side 60b, the sound generated by the vibration of the substrate and other components in the vicinity of the microphone 42 of the housing 60 can be suppressed. Therefore, noise mixed in the call voice can be reduced. Alternatively, it is possible to suppress so-called sound return (echo) in which call voice generated by the vibration of the panel 10 is collected by the microphone 42 and returned to the call partner.
  • echo so-called sound return
  • the rib 34 is provided on the front inner side of the housing 60 to increase the rigidity of the portion, and the front side of the housing 60 is changed from the upper side 60a to the lower side 60b.
  • the transmitted vibration B1 can be damped.
  • the rib 34 can be provided on the inner side of the rear surface of the housing 60 to increase the rigidity of the portion, and the rear surface side of the housing 60 is changed from the upper side 60a to the lower side 60b.
  • the transmitted vibration B2 can be attenuated.
  • the vibration absorbing member 36 is fixed to the inside of the back surface of the circuit board 50b and the housing 60 by bonding with an adhesive or a double-sided tape.
  • the vibration absorbing member 36 is a foam material such as sponge.
  • the sound insulation wall 32 provided around the microphone 42 is made of rubber, for example.
  • the sound insulation wall 32 is preferably provided so as to surround the entire circumference of the microphone 42. However, one or more places may be separated.
  • a case where the shape of the sound insulating wall 32 in a plan view is circular is illustrated, but the shape is not limited thereto.
  • the height of the sound insulation wall 32 is preferably such that the upper part is in contact with the front inner side of the housing 60. However, even if the height is less than this, it is included in the scope of the present invention.
  • the sound insulating wall 32 By providing the sound insulating wall 32, even if the casing 60 or various circuit components accommodated in the panel 10 vibrate due to the vibration of the panel 10 and sound is generated, the sound propagation in the internal space of the casing 60 can be blocked. . Therefore, noise and echo collected by the microphone 42 can be reduced.
  • FIG. 4 shows a modification of the buffer unit 31.
  • 4A and 4B show examples of the shape of the rib 34 in plan view.
  • the extension direction of the ribs 34 that is, the length in the short direction of the casing 60 is shown in FIG. 3A as being the same as the short direction of the casing 60.
  • the rib 34 may be bent so as to have a portion extending in the longitudinal direction of the housing 60, or the rib 34 may be provided intermittently as shown in FIG.
  • the rib 34 surrounds the microphone 42 so that the microphone 42 can be isolated from other parts of the housing 60, and vibration transmitted to the microphone 42. Can be weakened.
  • FIG. 4C shows an example of the shape of the rib 34 in the bb cross section.
  • the ribs 34 may be bent in the height direction. By doing so, the freedom degree of arrangement
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of vibration of the panel 10 of the electronic device 1 according to the first embodiment.
  • the piezoelectric element 30 is provided on the upper part of the panel 10, and the display unit 20 is attached to the panel 10.
  • 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. For this reason, 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.
  • 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.
  • 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 the line bb in FIG. 6 (a)
  • FIG. 6 (c) is taken along the 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, the electronic device 1 according to the second embodiment has a structure in which 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. It is.
  • the support part 90 is not limited to the structure as a part of the housing
  • the buffer portion 31 including the rib 34 and the vibration absorbing member 36 and the sound insulating wall 32 are provided as in the first embodiment. be able to. By doing so, noise and echo collected by the microphone 42 can be reduced.
  • 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. Even in this case, noise and echoes collected by the microphone 42 can be reduced by providing the buffer portion 31 including the rib 34 and / or the vibration absorbing member 36 and the sound insulating wall 32 around the microphone 42.
  • 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 bonding member that bonds the panel 10 and the piezoelectric element 30 and the bonding member that bonds the panel 10 and the housing 60 are described as the bonding member 70 having the same reference numeral. did.
  • the joining member used in the first embodiment and the second embodiment may be appropriately different depending on the member to be joined.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a mounting structure of the electronic device 1 according to the third embodiment.
  • 9A is a front (front) view
  • FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line bb in FIG. 9A.
  • the electronic device 1 shown in FIGS. 9A and 9B is a smartphone in which a touch panel, which is a glass plate, is arranged as a panel 10 on the front surface of a housing 60 (for example, a metal or resin case).
  • 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 control unit 50 is mounted on a circuit board 50 a provided on the back side of the panel 10 and the display unit 20. In FIG. 9, the communication unit 44 is not shown.
  • 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.
  • the microphone 42 is mounted on the circuit board 50 a in the housing 60.
  • the periphery of the microphone 42 is covered with a sound insulation wall 932.
  • the sound insulation wall 932 is made of rubber, for example, and forms a duct 932a communicating with the sound passage hole 942a.
  • the sound hole 942a is provided on the bottom surface of the housing 60, that is, the surface intersecting the front surface on which the panel 10 is provided.
  • the sound holes 942a are waterproofed by a waterproof sheet (eg, Gore-Tex (registered trademark)) (not shown).
  • the microphone 42 collects external sound through the sound hole 942a and the duct 932a.
  • the microphone 42 and the duct 932a constitute a “sound collecting unit” in the present embodiment.
  • the microphone 42 By arranging the microphone 42 in the duct 932a, when the panel 10 is vibrated by the piezoelectric element 30, the air conduction sound transmitted from the panel 10 into the housing 60 is shielded by the sound insulating wall 932 and is not easily transmitted to the microphone 42.
  • the sound transmission hole 942a through which the duct 932a communicates is provided on the bottom surface of the housing 60, so that vibration transmitted through the housing 60 from the panel 10 to the periphery of the sound transmission hole 942a is caused by the sound transmission hole 942a. It is attenuated more than the case where it is provided in front of Therefore, it is possible to suppress abnormal noise generated by vibration of the housing 60 and sound leakage of the call voice, and to reduce noise collected by the microphone 42 and sound return (echo) of the call voice.
  • the housing 60 is configured by combining a first member 62 to which the panel 10 is attached and a second member 64 of other portions.
  • the upper case including the front surface is an example of the first member 62
  • the rear case including the rear surface is an example of the second member 64.
  • the sound collection hole 942a of the sound collection unit is disposed on the second member 64, that is, the rear case side.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of vibration of the panel 10 of the electronic device 1 according to the third embodiment.
  • the piezoelectric element 30 is provided on the upper part of the panel 10, and 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 vibration in the panel 10 is attenuated as the position of the microphone 42 and the sound passage hole 942a ahead is approached. Can do. As a result, noise and echo collected by the microphone 42 can be reduced.
  • 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 vibration sound to it. Accordingly, air conduction sound and vibration sound can be transmitted to the user without causing the vibrating body to protrude from the outer surface of the housing 60, so that a very small vibrating body compared to the housing is brought into contact with the human body.
  • the usability is improved as compared with the electronic device described in 1.
  • the piezoelectric element 30 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.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a mounting structure of the electronic device 1 according to the fourth embodiment.
  • 11 (a) is a front (front) view
  • FIG. 11 (b) is a cross-sectional view taken along line bb in FIG. 11 (a)
  • FIG. 11 (c) is a line cc in FIG. 11 (a).
  • FIG. The electronic device 1 shown in FIG. 11 is a foldable mobile phone in which a cover panel (for example, an 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 fourth 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 fourth 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. It is.
  • the support part 90 is not limited to the structure as a part of the housing
  • the microphone 42 is provided on the back side of the operation button of the input unit 40.
  • the sound hole 942a is provided on the side surface of the housing 60, for example, and the sound insulating wall 932 that covers the microphone 42 forms a duct 932a that communicates with the sound hole 942a.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of vibration of the panel 10 of the electronic device 1 according to the fourth 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, and therefore the third embodiment shown in FIG.
  • 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 vibration sound by bringing his / her ear into contact with an arbitrary position of the panel 10 in addition to the air conduction sound through the air.
  • the angle at which the planes intersect is a right angle. It is not limited, and it is not limited to the case of intersecting in a straight line.
  • a sound passage hole is provided in a plane where the panel is provided or a plane which intersects the curved tangent plane, or a tangential plane which intersects the plane where the panel is provided or the curved tangential plane.
  • a case in which a sound passage hole is provided on a curved surface having a shape is also included in the third and fourth embodiments.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a mounting structure of the electronic device 1 according to the fifth embodiment.
  • 13A is a front view
  • FIG. 13B is a cross-sectional view taken along the line bb in FIG. 13A.
  • the electronic device 1 shown in FIGS. 13A and 13B is a smartphone in which a touch panel, which is a glass plate, is arranged as a panel 10 on the front surface of a housing 60 (for example, a metal or resin case).
  • 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 control unit 50 is mounted on a circuit board 50 a provided on the back side of the panel 10 and the display unit 20.
  • 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.
  • the microphone 42 is arranged near the lower end of the panel 10.
  • the vertical direction corresponds to the vertical direction of the drawing.
  • the microphone 42 may be arranged apart from the lower end portion of the panel 10 as shown in FIG. 13A, or overlaps with the lower end portion of the panel 10 as shown in FIG. 13C. May be arranged.
  • the microphone 42 collects external sound through a sound collection hole (sound passage hole) 1342 a provided on the front surface of the housing 60.
  • the sound passage hole 1342a is waterproofed by a waterproof sheet (for example, Gore-Tex (registered trademark)) (not shown).
  • the microphone 42 is mounted on a circuit board 50 a provided on the back side in the housing 60.
  • the microphone 42 is electrically connected to the corresponding electrode of the circuit board 50a and is fixed by an adhesive or the like.
  • a sound insulation wall 1332 is provided around the microphone 42.
  • the sound insulation wall 1332 is made of rubber such as foam rubber, for example.
  • the sound insulation wall 1332 is preferably provided so as to surround the entire circumference of the microphone 42. However, one or more places may be separated.
  • a case where the shape of the sound insulating wall 1332 in a plan view is circular is illustrated, but the shape is not limited thereto.
  • the height of the sound insulation wall 1332 is preferably such that the upper part comes into contact with the front inner wall of the housing 60. However, even if the height is less than this, it is included in the scope of the present invention.
  • a buffer member 1334 is disposed near the lower end of the panel 10 in the substrate 50a.
  • the buffer member 1334 is bonded and fixed to the substrate 50a.
  • a known adhesive or double-sided tape is used.
  • the buffer member 1334 is made of foamed rubber, for example.
  • the buffer member 1334 urges the lower end portion of the panel 10 in the front direction by its elastic force. Thereby, when the panel 10 vibrates with the piezoelectric element 30, the buffer member 1334 can attenuate the vibration of the lower end part of the panel 10 especially compared with the upper end part to which the piezoelectric element 10 is fixed.
  • the buffer member 1334 is not bonded to the lower end portion of the panel 10 so that the vibration of the panel 10 for outputting air conduction sound and vibration sound can be prevented from being excessively inhibited. At the same time, materials and man-hours required for bonding can be saved.
  • FIG. 13A shows a state in which the rectangular buffer member 1334 is in contact with the sound insulation wall 1332 so as to surround the upper half of the sound insulation wall 1332.
  • the buffer member 1334 comes into contact with the sound insulating wall 1332 and is preferably bonded to the sound insulating wall 1332, so that the space between the panel 10 and the sound insulating wall 1332 inside the housing is filled with the buffer member 1334.
  • a known adhesive or double-sided tape is used for the bonding.
  • the contact area between the buffer member 1332 and the sound insulating wall 1332 is smaller, for example, when the buffer member 1332 contacts only the upper part of the sound insulating wall 1332 or when the buffer member 1332 does not contact the sound insulating wall 1332, the scope of the present invention. include.
  • FIG. 13A shows a mode in which the length of the buffer member 1334 in the short direction of the panel 10 of the buffer member 1334 occupies a part of the length of the panel 10 in the short direction.
  • the shape and dimensions of the buffer member 1334 are not limited to the example shown here.
  • the buffer member 1334 may have an elliptical shape or the like extending in the short direction of the panel 10 instead of the rectangular shape.
  • the buffer member 1334 may have a dimension that extends across the entire short direction of the panel 10.
  • a plurality of buffer members 1334 may be provided in the vicinity of the microphone 42. In that case, one or more of the buffer members 1334 may be in contact with the microphone 42.
  • the vibration of the lower end of the panel 10 can be attenuated, and the microphone 42 collects air conduction sound and vibration sound generated by the vibration of the lower end of the panel 10 as noise and echo. Can avoid sound.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of vibration of the panel 10 of the electronic device 1 according to the fifth embodiment.
  • the piezoelectric element 30 is provided on the upper part of the panel 10, and 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. Further, the vibration in the panel 10 can be attenuated in the vicinity of the microphone 42. As a result, coupled with the action of the buffer member 1334, noise and echo collected by the microphone 42 can be reduced.
  • 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 vibration sound to it. Accordingly, air conduction sound and vibration sound can be transmitted to the user without causing the vibrating body to protrude from the outer surface of the housing 60, so that a very small vibrating body compared to the housing is brought into contact with the human body.
  • the usability is improved as compared with the electronic device described in 1.
  • the piezoelectric element 30 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.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a mounting structure of the electronic device 1 according to the sixth embodiment.
  • 15 (a) is a front view
  • FIG. 15 (b) is a cross-sectional view taken along line bb in FIG. 15 (a)
  • FIG. 15 (c) is taken along line cc in FIG. 5 (a). It is sectional drawing.
  • the electronic device 1 shown in FIG. 15 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 sixth 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 sixth 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. It is.
  • the support part 90 is not limited to the structure as a part of the housing
  • the microphone 42 is provided in the vicinity of the lower end portion of the panel 10, that is, the end portion facing the upper end portion to which the piezoelectric element 30 is fixed.
  • the microphone 42 is disposed between adjacent push buttons.
  • the microphone 24 is mounted on the substrate 50a.
  • a sound insulation wall 1332 provided around the microphone 42 is further shown.
  • a buffer member 1334 is disposed in the vicinity of the microphone 42 of the substrate 50a so as to contact the lower end of the panel 10. By doing so, the vibration of the panel 10 can be attenuated, and noise and echoes collected by the microphone 42 can be reduced.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of vibration of the panel 10 of the electronic device 1 according to the sixth 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, and therefore the fifth embodiment shown in FIG.
  • 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 vibration sound by bringing his / her ear into contact with an arbitrary position of the panel 10 in addition to the air conduction sound through the air. Also in this case, coupled with the action of the buffer member 1334, noise and echo collected by the microphone 42 can be effectively reduced.
  • the piezoelectric element may be arranged and fixed at the upper end portion of the housing instead of the upper end portion of the panel.
  • a corner portion of the upper end portion of the housing can be vibrated, and the corner portion can be vibrated by the tragus to hear the vibration sound.
  • by providing a buffer member on the substrate disposed in the housing near the microphone it is possible to reduce the generation of abnormal noise and the occurrence of rattling due to vibration.
  • FIG. 17 is a diagram showing functional blocks of an electronic device 1 according to another 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, microphones 42_1 and 42_2, a communication unit 44, an imaging device 46, 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 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 may be disposed apart from the panel 10 and supported by the housing of the electronic device 1.
  • the display unit 20 is bonded to the back surface of the panel 10 by a bonding member (for example, an adhesive).
  • the joining member is, for example, an elastic resin such as an optical elastic resin in which the refractive index of light to be transmitted is controlled.
  • the display unit 20 displays various information through the adhesive member and the panel 10. By bonding the display unit 20 to the back surface of the panel 10, the attenuation of vibration of the panel 10 can be adjusted as will be described later.
  • the piezoelectric element 30 is an element that expands and contracts or bends according to an electromechanical coupling coefficient of a 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 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
  • 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 by the control unit 50 to the piezoelectric element 30 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 vibration sound. It's okay. Accordingly, even when the user presses the panel 10 against his / her body with a force of 3N or more (for example, a force of 5N to 10N), sufficient vibration is generated in the panel 10 and Vibrating sound can be generated through the section. Note that how much applied voltage is used can be appropriately adjusted according to the fixing strength of the panel 10 to the casing or the support member or the performance of the piezoelectric element 30.
  • the control unit 50 applies an electrical signal to the piezoelectric element 30, the piezoelectric element 30 expands or contracts 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 generates air conduction sound, and also generates vibration sound through a part of the body when the user contacts a part of the body (for example, cartilage of the outer ear).
  • the control unit 50 may apply an electric signal corresponding to the audio signal related to the voice of the communication partner received by the communication unit 44 to the piezoelectric element 30 to generate air conduction sound and vibration sound corresponding to the audio signal. it can.
  • the audio signal may relate to a ringing melody or a music piece including music.
  • 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 communication unit 44 receives a baseband signal from the electronic device of the other party through wireless communication, and extracts a voice signal.
  • the extracted audio signal is output as air conduction sound or vibration sound from the panel 10 by the control unit 50. Further, the communication unit 44 converts the audio signal collected by the microphone 42_1 into a baseband signal, and transmits the baseband signal to the electronic device of the other party.
  • the microphone 42_1 for example, as a main microphone, collects a call voice generated by the user, converts it into a voice signal, and inputs the voice signal to the control unit 50.
  • the microphone 42_2 for example, as a sub microphone, collects ambient environmental sounds, converts them into audio signals, and inputs them to the control unit 50. In this case, the control unit 50 performs noise cancellation by subtracting the environmental sound collected by the sub-microphone 42_2 from the sound collected by the main microphone 42_1.
  • the imaging unit 46 includes, for example, an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary MOS), and a signal processing circuit that processes pixel signals generated by imaging.
  • the imaging unit 46 performs imaging in response to a control signal from the input unit 40 and sends captured image data to the control unit 50.
  • the control unit 50 outputs the captured image data to the display unit 20 or stores it in a storage medium built in or attached to the electronic device 1.
  • 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 at a certain moment, with a portion having a relatively large vibration amplitude and a portion having a relatively small vibration amplitude distributed randomly or periodically in a wide area of the panel 10. That is, a plurality of wave vibrations can be detected over a wide area (for example, substantially the entire area) of the 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. Note that the description of FIG. 2 is applied to a suitable shape and the like of the panel 10.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a mounting structure of the electronic device 1 according to the seventh embodiment.
  • 18A is a front view
  • FIG. 18B is a rear view
  • FIG. 18C is a cross-sectional view taken along line bb in FIGS. 18A and 18B.
  • An electronic device 1 shown in FIGS. 18A to 18C is a smartphone in which a touch panel, which is a glass plate, is arranged as a panel 10 on the front surface of a housing 60 (for example, a metal or resin case).
  • the front surface shown in FIG. 18A corresponds to the “first main surface” of the housing 60
  • the back surface shown in FIG. 18B corresponds to the “second main surface”.
  • the panel 10 and the input unit 40 are supported by the casing 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 control unit 50 is mounted on a circuit board 50 a provided on the back side of the panel 10 and the display unit 20.
  • 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.
  • the microphone 42_1 is mounted on the mounting portion 43_1, and the mounting portion 43_1 is disposed and fixed to the lower portion of the panel 10 on the front surface of the housing 60. At that position, the microphone 42_1 functions as a main microphone that collects the sound emitted by the user.
  • the microphone 42_2 is mounted on the mounting portion 43_2, and the mounting portion 43_2 is disposed and fixed on the rear surface of the housing 60. At that position, the microphone 42_2 functions as a sub-microphone that collects ambient environmental sounds.
  • the mounting portions 43_1 and 43_2 are both formed of a material such as resin or metal as a separate body from the housing 60.
  • the mounting portions 43_1 and 43_2 are provided with sound collection holes (sound passage holes) 1842a.
  • the sound passage hole 1842a is waterproofed by a waterproof sheet (eg, Gore-Tex (registered trademark)) (not shown).
  • the microphones 42_1 and 42_2 collect sound through the sound hole 1842a.
  • the microphones 42_1 and 42_2 are connected to the circuit board 50a in the housing 60.
  • the microphones 42 ⁇ / b> _ ⁇ b> 1 and 42 ⁇ / b> _ ⁇ b> 2 are mounted on the mounting portions 43 ⁇ / b> _ ⁇ b> 1 and 43 ⁇ / b> _ ⁇ b> 2, respectively, and the mounting portions 43 ⁇ / b> _ ⁇ b> 1 and 43 ⁇ /
  • the vibration is attenuated by passing through the mounting portions 43_1 and 43_2 that are separate from the housing 60, and is not easily transmitted directly to the microphones 42_1 and 42_2. Therefore, it is possible to suppress abnormal noise generated by vibration of the casing 60 and the microphone peripheral portion and sound leakage of the call voice.
  • the microphone 42_2 as a sub-microphone can efficiently collect the environmental sound without the surrounding environmental sound that should be collected by the microphone 42_2 being buried in the vibration sound of the housing 60 or the like. . Therefore, it is possible to perform noise cancellation processing with high accuracy.
  • a buffer unit 1845 is provided between the mounting units 43_1 and 43_2 and the housing 60.
  • the buffer 1845 is made of rubber, for example.
  • FIG. 18C shows an example in which the mounting portion 43_2 is disposed near the upper portion 60a of the housing 60.
  • the mounting portion 43_2 may be disposed near the lower portion 60b of the housing 60.
  • the upper portion 60a and the lower portion 60b of the housing 60 are defined with the midpoint of the length of the housing 60 in the longitudinal direction as a boundary.
  • the piezoelectric element 30 is provided in the upper part 60a.
  • the mounting portion 43_2 is disposed on the lower portion 60b side of the rear surface of the housing 60. In such a case, the distance from the piezoelectric element 30 that is a vibration generation source can be increased, and an effect of further damping the vibration transmitted from the panel 10 through the housing to the mounting portion 43_2 can be obtained.
  • the imaging unit 46 can be mounted on the mounting unit 43_2. By doing so, the imaging unit 46 can also be used as a part for fixing the imaging unit 46 to the housing 60, and the number of parts can be reduced and the cost can be reduced. Moreover, by mounting the imaging unit 46, the rigidity of the mounting unit 43_2 as a whole can be improved, and vibration can be further damped.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an example of vibration of the panel 10 of the electronic device 1 according to the seventh embodiment.
  • the piezoelectric element 30 is provided on the upper part of the panel 10, and 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. Further, the vibration in the panel 10 can be sufficiently damped in the vicinity of the microphone 42_1. As a result, noise and echo collected by the microphone 42_1 can be reduced.
  • 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 vibration sound to it. Accordingly, air conduction sound and vibration sound can be transmitted to the user without causing the vibrating body to protrude from the outer surface of the housing 60, so that a very small vibrating body compared to the housing is brought into contact with the human body.
  • the usability is improved as compared with the electronic device described in 1.
  • the piezoelectric element 30 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.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a mounting structure of the electronic device 1 according to the eighth embodiment.
  • 20 (a) is a front view
  • FIG. 20 (b) is a cross-sectional view taken along the line bb in FIG. 20 (a)
  • FIG. 20 (c) is taken along the line cc in FIG. 20 (a). It is sectional drawing.
  • the electronic device 1 shown in FIG. 20 is a foldable mobile phone in which a cover panel (for example, an 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 eighth 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, the electronic apparatus 1 according to the eighth embodiment has a structure in which 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. It is.
  • the support part 90 is not limited to the structure as a part of the housing
  • FIG. 20 shows a microphone 42_2 as a sub-microphone provided on the back surface of the housing 60.
  • the main microphone 42_1 is provided on the side of the casing 61 that is folded in a pair with the casing 60, for example.
  • the microphone 42_2 is mounted on the mounting portion 43_2 and fixed to the housing 60. More preferably, a buffer portion 1845 is provided between the mounting portion 43_2 and the housing 60.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating an example of vibration of the panel 10 of the electronic device 1 according to the eighth 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 vibration sound by bringing his / her ear into contact with an arbitrary position of the panel 10 in addition to the air conduction sound through the air.

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Abstract

 筺体に取り付けられるパネルを振動させるタイプの電子機器にも適切に使用できる電子機器を提供する。 圧電素子と、前記圧電素子が取り付けられ、当該圧電素子により振動し、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、前記パネルを第1の前記主面で支持する筐体と、前記筐体内に収容されるとともに第2の前記主面に配置されるマイクロフォンとを有する電子機器に、前記パネルから前記マイクロフォンに前記第1の主面及び/または第2の主面を介して伝わる振動を弱める緩衝部を設け、マイクロフォンが集音する雑音を低減させる。

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2012-104859号(2012年5月1日出願)、2012-115074号(2012年5月18日出願)、2012-110920号(2012年5月14日出願)及び2012-104855号(2012年5月1日出願)の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
 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、気導音と人体振動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、人体振動音とは、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
 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、筺体に取り付けられるパネルを振動させた場合の課題については何ら検討されていない。
 本発明の目的は、筺体に取り付けられるパネルを振動させるタイプの電子機器にも適切に使用できる電子機器を提供することにある。
 本発明の第1側面における電子機器は、圧電素子と、前記圧電素子が取り付けられ、当該圧電素子により振動し、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、前記パネルを第1の前記主面で支持する筐体と、前記筐体内に収容されるとともに前記第1の主面とは異なる第2の主面に配置されるマイクロフォンと、前記パネルから前記マイクロフォンに前記第1の主面及び/または第2の主面を介して伝わる振動を弱める緩衝部と、を有することを特徴とする。
 前記第1の主面と第2の主面は対向しており、前記緩衝部は前記筐体内に設けられ、前記電子機器は、前記筐体における前記パネルが設けられる第1の側から前記マイクロフォンが設けられる第2の側へ向かう方向と交差する方向に延在するリブを有するとよい。
 前記電子機器は、前記筐体内の前記マイクロフォンと前記第2の主面との間に、振動吸収部材を有するとよい。
 前記緩衝部は、前記筐体内に設けられ、前記マイクロフォンを囲む遮音壁を有するとよい。
 前記圧電素子は、前記パネルの前記第1の側から第2の側へ向かう方向における前記第1の側寄りに取り付けられるとよい。
 前記パネルは、平面視における前記圧電素子の取付位置から前記マイクロフォン寄りに配置される表示部を有するとよい。
 前記パネルの前記第1の側から第2の側へ向かう方向における長さは、対耳珠から対耳輪下脚までの長さ以上であるとよい。また、前記第1の側から第2の側へ向かう方向と交差する方向の長さは、耳珠から対耳輪までの長さ以上であるとよい。
 前記圧電素子は、前記パネルに接合部材により接合されるとよい。さらに、前記接合部材は、非加熱型硬化性の接着材、または両面テープであるとよい。
 前記パネルは、前記筐体に接合部材により接合されるとよい。さらに、前記接合部材は、非加熱型硬化性の接着材、または両面テープであるとよい。
 前記パネルは、平面視における前記圧電素子の取付位置から前記マイクロフォン寄りに配置される表示部を有するとよい。
 前記パネルは、表示部、入力部、表示部のカバーのうちいずれかの一部または全部を構成するとよい。
 前記パネルにおける前記圧電素子の接合部分は、前記パネルと前記表示部との重複領域の外部に位置するとよい。
 本発明の第2の側面における電子機器は、圧電素子と、前記圧電素子が取り付けられ、当該圧電素子により振動し、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、前記パネルを支持する筐体と、前記筐体の表面から内部に連通するダクトと、その内部に配置されるマイクロフォンとを有する集音部と、を有することを特徴とする。
 前記集音部は、前記筐体の表面における前記パネル以外の領域に前記ダクトの開口を有するとよい。また、前記集音部は、前記筐体の表面における前記パネルと交差する面上に前記ダクトの開口を有するとよい。
 前記筐体は、前記パネルを支持する第1部材と、前記集音部が取り付けられる、当該第1部材とは別の第2部材とを有するとよい。
 前記集音部は、前記筐体の平面視における前記圧電素子が配置される第1の側と反対側の第2の側に配置されるとよい。
 前記パネルの平面視における前記圧電素子が配置される側から反対の側へ向かう方向における長さは、対耳珠から対耳輪下脚までの長さ以上であるとよい。また、前記方向と交差する方向の長さは、耳珠から対耳輪までの長さ以上であるとよい。
 前記圧電素子は、前記パネルに接合部材により接合されるとよい。さらに、前記接合部材は、非加熱型硬化性の接着材、または両面テープであるとよい。
 前記パネルは、前記筐体に接合部材により接合されるとよい。さらに、前記接合部材は、非加熱型硬化性の接着材、または両面テープであるとよい。
 前記パネルは、平面視における前記圧電素子の取付位置から前記マイクロフォン寄りに配置される表示部を有するとよい。
 前記パネルは、表示部、入力部、表示部のカバーのうちいずれかの一部または全部を構成するとよい。
 前記パネルにおける前記圧電素子の接合部分は、前記パネルと表示部との重複領域の外部に位置するとよい。
 前記パネルは、表示部、入力部、表示部のカバーのうちいずれかの一部または全部を構成するとよい。
 本発明の第3の側面における電子機器は、圧電素子と、前記圧電素子により振動し、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、前記パネルを支持する筐体と、前記筐体内の基板における前記パネルの第1の端部付近に搭載されるマイクロフォンと、
 前記基板における前記マイクロフォン付近に配置され、前記パネルの第1の端部に接触して当該第1の端部の振動を緩衝する緩衝部材と、を有することを特徴とする。
 前記パネルまたは前記筐体における前記圧電素子の取付位置は、前記第1の端部と対向する第2の端部付近に位置するとよい。
 本発明における電子機器は、前記筐体内に設けられ前記マイクロフォンを囲む遮音壁を有し、前記緩衝部材は前記基板及び前記遮音壁に接着されるとよい。
 前記緩衝部材は、前記パネルの前記第1の端部に接着されないようにすることができる。また、前記緩衝部材は、発泡ゴム製であるとよい。
 前記パネルは、平面視における前記圧電素子の取付位置から前記マイクロフォン寄りに配置される表示部を有するとよい。
 前記パネルの前記第1の端部から前記第2の端部へ向かう方向における長さは、対耳珠から対耳輪下脚までの長さ以上であるとよい。また、前記第1の端部から第2の端部へ向かう方向と交差する方向の長さは、耳珠から対耳輪までの長さ以上であるとよい。
 前記圧電素子は、前記パネルに接合部材により接合されるとよい。さらに、前記接合部材は、非加熱型硬化性の接着材、または両面テープであるとよい。
 前記パネルは、前記筐体に接合部材により接合されるとよい。さらに、前記接合部材は、非加熱型硬化性の接着材、または両面テープであるとよい。
 前記パネルは、表示部、入力部、表示部のカバーのうちいずれかの一部または全部を構成するとよい。
 前記パネルにおける前記圧電素子の接合部分は、前記パネルと前記表示部との重複領域の外部に位置するとよい。
 本発明の第4の側面における電子機器は、圧電素子と、前記圧電素子が取り付けられ、当該圧電素子により振動し、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、前記パネルを支持する筐体と、マイクロフォンが搭載され前記筐体に固定される搭載部と、を有することを特徴とする。
 前記電子機器は、前記搭載部と前記筐体との間に配置され、前記パネルから伝わる前記筐体の振動を緩衝する、たとえばゴム製の緩衝部をさらに有することを特徴とする。
 前記搭載部は、前記筐体の平面視における前記圧電素子が配置される第1の側と反対側の第2の側に配置されるとよい。
 前記搭載部は、前記筐体における前記パネルが支持される第1の主面と反対側の第2の主面に配置される。その場合、前記第2の主面に配置されるマイクロフォンは、前記第1の主面側にさらに配置されるマイクロフォンで集音される音声から除去するための音声を集音することを特徴とする。また、前記第1のマイクロフォンは、前記筐体の平面視における前記圧電素子が配置される第1の側に配置され、前記第2のマイクロフォンは、前記第1の側と反対の第2の側に配置されてもよい。そして、前記搭載部には、さらに撮像部が搭載されてもよい。
 前記パネルの平面視における前記圧電素子が配置される側から反対の側へ向かう方向における長さは、対耳珠から対耳輪下脚までの長さ以上であるとよい。また、前記方向と交差する方向の長さは、耳珠から対耳輪までの長さ以上であるとよい。
 前記圧電素子は、前記パネルに接合部材により接合されるとよい。さらに、前記接合部材は、非加熱型硬化性の接着材、または両面テープであるとよい。
 前記パネルは、前記筐体に接合部材により接合されるとよい。さらに、前記接合部材は、非加熱型硬化性の接着材、または両面テープであるとよい。
 前記パネルは、平面視における前記圧電素子の取付位置から前記マイクロフォン寄りに配置される表示部を有するとよい。
 前記パネルは、表示部、入力部、表示部のカバーのうちいずれかの一部または全部を構成するとよい。
 前記パネルにおける前記圧電素子の接合部分は、前記パネルと表示部との重複領域の外部に位置するとよい。
 本発明に係る電子機器は、筺体に取り付けられるパネルを振動させるタイプの電子機器にも適切に使用できる。
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実施形態における変形例を示す図である。 第1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。 第3実施形態に係る電子機器の実装構造を示す図である。 第3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4実施形態に係る電子機器の実装構造を示す図である。 第4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5実施形態に係る電子機器の実装構造を示す図である。 第5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6実施形態に係る電子機器の実装構造を示す図である。 第6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。 別の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。 第7実施形態に係る電子機器の実装構造を示す図である。 第7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8実施形態に係る電子機器の実装構造を示す図である。 第8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。
 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、マイクロフォン42と、通信部44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。
 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に接合部材(たとえば接着剤)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。好適な例では、表示部20は、接合部材(例えば接着剤)によりパネル10の背面に接合される。接合部材は、たとえば、透過させる光の屈折率を制御した、光学弾性樹脂などの弾性樹脂である。表示部20は、接着部材とパネル10を透過して種々の情報を表示する。表示部20をパネル10の背面に接合することで、後述するように、パネル10の振動の減衰量を調節できる。
 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(たとえば16層または24層積層した)積層型ユニモルフ素子、また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。制御部50は、例えば通信部44が受信した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。
 通信部44は、マイクロフォン42が集音した音声信号をベースバンド信号に変換し、そのベースバンド信号を通話相手の電子機器に向けて送信する。また、通信部44は、通話相手の電子機器からのベースバンド信号を無線通信により受信し、音声信号を抽出する。抽出した音声信号は、制御部50によりパネル10から気導音や骨導音として出力される。
 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、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。長さ方向は、ここでは、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を有することで、パネル10は、ユーザ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。
 上記の電子機器1は、携帯電話機として機能するとき、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。圧電素子30が発生させるパネル10の振動が人体内部に伝わる音を発生させる場合、人体内部に伝わる音は、人体のやわらかい組織(例えば軟骨)を経由して、中耳或いは内耳を振動させる。そして、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実施形態]
 図3は第1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)~(d)は図3(a)におけるb-b線に沿った断面図である。図3(a)~(d)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。図3(a)に示す正面が、筐体60の「第1の主面」に対応し、背面側が「第2の主面」に対応する。
 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。制御部50は、パネル10、表示部20の背面側に設けられる回路基板50aに実装される。
 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。
 マイクロフォン42は、パネル10の下部に配置される。マイクロフォン42は、筐体60の正面に設けられた集音用の孔(通音孔)42aを介して外部の音声を集音する。通音孔42aには、図示を省略する防水シート(たとえばゴアテックス(登録商標))により防水加工が施される。マイクロフォン42aは、筐体60内の背面側に設けられる回路基板50bに接続されて固定される。
 筐体60において、パネル10とマイクロフォン42との間には、パネル10からマイクロフォン42に向けて筐体60の前面を伝わる振動B1及び/または背面を伝わる振動B2を弱める緩衝部31が設けられる。緩衝部31は、たとえば、筐体60内に設けられるリブ34、回路基板50bと筐体筐体60の背面側との間に設けられ、両者に接着される振動吸収部材36のいずれかまたは両方を含む。これに加えて、筐体60には、マイクロフォン42を囲む遮音壁32を設けてもよい。
 リブ34は、パネル10が設けられる筐体60の上部側からマイクロフォン42が設けられる筐体60の下部側に向かう長手方向と交差する短手方向に延在する。リブ34は、図3(b)に示すように、筐体60の正面内側及び背面内側のいずれか一方に筐体60と一体または別体として設けられ、他方に当接するような高さを有する。リブ34は、たとえば、筐体60と同じ樹脂や金属等の材質で形成される。また、リブ34のその延在方向、すなわち筐体60の短手方向における長さは、筐体60の短手方向と同等であるのが好ましい。このようなリブ34は、筐体60の上部側60aと下部側60bとを別室として区切り、二室構造とすることができる。そうすることで、パネル10が圧電素子30により振動するときに筐体60の正面側、及び/または背面側を上部側60aから下部側60bに伝わる振動B1、B2を減衰させることができる。これにより、下部側60bにおいて、筐体60のマイクロフォン42付近の基板やその他の部品が振動して発生する音を抑制できる。よって、通話音声に混入する雑音を低減できる。あるいは、パネル10が振動することで生成される通話音声がマイクロフォン42に集音されて通話相手に戻る、いわゆる音戻り(エコー)を抑制できる。
 なお、リブ34の高さが筐体60の正面内側から背面内側に達しない場合も、本発明の範囲に含まれる。たとえば、図3(c)に示すように、リブ34を筐体60の正面内側に設けることでその部分の剛性を高めることができ、筐体60の正面側を上部側60aから下部側60bに伝わる振動B1を減衰させることができる。または、図3(d)に示すように、リブ34を筐体60の背面内側に設けることでその部位の剛性を高めることができ、筐体60の背面側を上部側60aから下部側60bに伝わる振動B2を減衰させることができる。
 振動吸収部材36は、回路基板50b及び筐体60の背面内側に、接着剤や両面テープなどの接着により固定される。振動吸収部材36は、スポンジなどの発砲材である。振動吸収部材36を設けることで、マイクロフォン42を設けた基板50bに筐体60の背面側から伝わる振動B2を吸収でき、基板50bが振動して発する音を低減できる。よって、マイクロフォン42が集音する雑音を低減できる。
 マイクロフォン42の周囲に設けられる遮音壁32は、たとえばゴム製である。遮音壁32は、マイクロフォン42の全周を囲むように設けられることが好ましい。ただし、1以上の箇所が分離していてもよい。また、ここでは、平面視における遮音壁32の形状が円形の場合を図示しているが、形状はこれに限定されない。さらに、遮音壁32の高さは、上部が筐体60の正面内側に当接することが望ましい。ただし、高さがこれに満たない場合であっても本発明の範囲に含まれる。遮音壁32を設けることで、パネル10の振動により筐体60またはこれに収容される各種回路部品が振動して音が発生しても、筐体60の内部空間における音の伝搬を遮ることができる。よって、マイクロフォン42が集音する雑音やエコーを低減できる。
 図4は、緩衝部31の変形例を示す。図4(a)、(b)は、平面視におけるリブ34の形状例を示す。リブ34の延在方向、すなわち筐体60の短手方向における長さについて、図3(a)では筐体60の短手方向と同等の場合を示したが、たとえば図4(a)に示すように、リブ34を屈曲させ、筐体60の長手方向に延在する部分を有するようにしてもよいし、図4(b)に示すように、リブ34を間欠的に設けてもよい。また、図4(a)の場合に示すように、たとえばリブ34がマイクロフォン42を囲むようにすることで、マイクロフォン42を筐体60の他の部分から隔離することができ、マイクロフォン42に伝わる振動を弱めることができる。
 図4(c)は、b-b断面におけるリブ34の形状例を示す。リブ34は、その高さ方向において屈曲させて設けてもよい。そうすることで、筐体60内の回路部品等の配置の自由度を高めることができる。
 図5は、第1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実施形態に係る電子機器1では、パネル10の上部に圧電素子30が設けられ、表示部20がパネル10に取り付けられている。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、パネル10における振動をマイクロフォン42近傍で十分に減衰させることができる。その結果、マイクロフォン42が集音する雑音やエコーを低減できる。
 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。
 [第2実施形態]
 図6は第2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。
 図6に示す構成において、筐体60にマイクロフォン42を設ける場合であっても、第1実施形態と同様に、リブ34や振動吸収部材36を含む緩衝部31や遮音壁32の一方または両方を設けることができる。そうすることで、マイクロフォン42が集音する雑音やエコーを低減できる。
 図7は、第2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。この場合であっても、マイクロフォン42の周囲にリブ34及び/または振動吸収部材36を含む緩衝部31や、遮音壁32を設けることで、マイクロフォン42が集音する雑音やエコーを低減できる。
 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。
 第1、第2の実施形態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。なお、このことは、後述する他の実施形態についても同様である。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。
 なお、第1実施形態および第2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。
[第3実施形態]
図9は第3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9(a)は正面(前面)図、図9(b)は図9(a)におけるb-b線に沿った断面図である。図9(a)、(b)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。制御部50は、パネル10、表示部20の背面側に設けられる回路基板50aに実装される。なお、図9では、通信部44の図示は省略される。
 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。
 マイクロフォン42は、筐体60内の回路基板50a上に搭載される。マイクロフォン42は、その周囲を遮音壁932により覆われる。遮音壁932は、たとえばラバー製であり、通音孔942aに連通するダクト932aを形成する。通音孔942aは、筐体60の底面、すなわちパネル10が設けられる前面と交差する面に設けられる。通音孔942aは、図示を省略する防水シート(たとえばゴアテックス(登録商標))により防水加工が施される。マイクロフォン42は、通音孔942a、ダクト932aを介して外部の音を集音する。マイクロフォン42とダクト932aが、本実施形態における「集音部」を構成する。
 マイクロフォン42がダクト932a内に配置されることで、パネル10が圧電素子30により振動するとき、パネル10から筐体60内に伝わる気導音が遮音壁932により遮蔽され、マイクロフォン42に伝わりにくくなる。また、ダクト932aが連通する通音孔942aが筐体60の底面に設けられることで、パネル10から通音孔942a周辺部まで筐体60を伝わる振動が、通音孔942aがたとえば筐体60の前面に設けられる場合よりも減衰される。よって、筐体60が振動することで発生する異音や、通話音声の音漏れを抑制でき、マイクロフォン42が集音する雑音や通話音声の音戻り(エコー)を低減できる。
 また、好ましい態様では、筐体60は、パネル10が取り付けられる第1部材62と、その他の部分の第2部材64とが組み合わせられて構成される。たとえば、図9(a)、(b)の例では、前面を含むアッパーケースが第1部材62の例であり、背面を含むリアケースが第2部材64の例である。かかる構成において、集音部の通音孔942aは、第2の部材64、すなわちリアケース側に配置される。かかる構成とすることで、パネル10の振動が第1部材62からこれとは不連続な第2部材64に伝わるときに、1つの連続した部材を伝わる場合より減衰する。よって、通音孔942a付近の筐体の振動を抑えることができ、マイクロフォン42が集音する雑音や通話音声の音戻り(エコー)を低減できる。
 図10は、第3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3実施形態に係る電子機器1では、パネル10の上部に圧電素子30が設けられ、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。また、パネル10の下部側にダクト932aとマイクロフォン42とを有する集音部を設けたことで、パネル10にける振動を、マイクロフォン42やその先の通音孔942aの位置に近づくにつれて減衰することができる。その結果、マイクロフォン42が集音する雑音やエコーを低減できる。
 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4実施形態]
 図11は第4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11(a)は正面(前面)図、図11(b)は図11(a)におけるb-b線に沿った断面図、図11(c)は図11(a)におけるc-c線に沿った断面図である。図11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(たとえばアクリル板)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4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4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4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4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4実施形態では、マイクロフォン42は入力部40の操作ボタンの背面側に設けられる。この例では、通音孔942aは、たとえば筐体60の側面に設けられ、マイクロフォン42を覆う遮音壁932により、通音孔942aに連通するダクト932aが形成される。このような構成によれば、パネル10が圧電素子30により振動したとき、その振動はパネル10の下部に向かって減衰するので、パネル10の振動に起因して筐体60が振動することで発生する異音や、通話音声の音漏れを抑制でき、ダクト932a内のマイクロフォン42が通音孔942aを介して集音する雑音や通話音声の音戻り(エコー)を低減できる。
 図12は、第4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4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10に示す第3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振動音を聞くことができる。
 第3、第4実施形態では、パネルが筐体の正面に配置される場合において、通音孔が筐体の底面または側面に設けられる場合を示したが、通音孔の位置はこれに限られず、たとえば筐体の背面に設けられてもよい。また、矩形形状の筐体を例として示したが、筐体の形状は矩形形状以外であってもよく、たとえば扁平な楕円形状などであってもよい。また、上述の説明では、パネルが設けられる平面(筐体正面)と直交する平面(筐体底面または側面)に通音孔が設けられる例を示したが、平面同士が交わる角度は、直角に限られず、また、直線で交わる場合に限られない。別言すれば、筐体が曲面を有する場合、パネルが設けられる平面または曲面の接平面と交わる平面に通音孔が設けられる場合や、パネルが設けられる平面または曲面の接平面と交わる接平面を有する曲面に通音孔が設けられる場合も、第3、第4実施形態に含まれる。
[第5実施形態]
 図13は第5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13(a)は正面図、図13(b)は図13(a)におけるb-b線に沿った断面図である。図13(a)、(b)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。制御部50は、パネル10、表示部20の背面側に設けられる回路基板50aに実装される。
 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。
 マイクロフォン42は、パネル10の下端部付近に配置される。なお、以下では、電子機器1、筐体60、及びパネル10の上下方向に言及するときは、それぞれの上下方向は図面の上下方向に対応する。ここでは、マイクロフォン42をパネル10の短手方向のほぼ中央に配置した例が示されるが、左右のいずれかに偏った位置であってもよい。また、マイクロフォン42は、図13(a)に示すように、パネル10の下端部から離間して配置してもよいし、図13(c)に示すように、パネル10の下端部に重複して配置してもよい。マイクロフォン42は、筐体60の正面に設けられた集音用の孔(通音孔)1342aを介して外部の音声を集音する。通音孔1342aには、図示を省略する防水シート(たとえばゴアテックス(登録商標))により防水加工が施される。マイクロフォン42は、筐体60内の背面側に設けられる回路基板50aに搭載される。マイクロフォン42は、回路基板50aの対応する電極に電気的に接続されるとともに接着材等により固定される。
 マイクロフォン42の周囲には、遮音壁1332が設けられる。遮音壁1332は、たとえば発泡ゴムなどのゴム製である。遮音壁1332は、マイクロフォン42の全周を囲むように設けられることが好ましい。ただし、1以上の箇所が分離していてもよい。また、ここでは、平面視における遮音壁1332の形状が円形の場合を図示しているが、形状はこれに限定されない。さらに、遮音壁1332の高さは、上部が筐体60の正面内壁に当接することが望ましい。ただし、高さがこれに満たない場合であっても本発明の範囲に含まれる。遮音壁1332を設けることで、パネル10の振動により筐体60またはこれに収容される各種回路部品が振動して音が発生しても、筐体60の内部空間における音の伝搬を遮ることができる。よって、マイクロフォン42が集音する雑音やエコーを低減できる。
 筐体60内では、基板50aにおけるパネル10の下端部付近に、緩衝部材1334が配置される。緩衝部材1334は、基板50aに接着して固定される。接着には、たとえば公知の接着材や両面テープが用いられる。緩衝部材1334は、たとえば、発泡ゴム製である。緩衝部材1334は、その弾性力でパネル10の下端部を正面方向に付勢する。これにより、緩衝部材1334は、パネル10が圧電素子30により振動するとき、特にパネル10の下端部の振動を圧電素子10が固定される上端部に比べて減衰させることができる。また、好ましくは、緩衝部材1334をパネル10の下端部に接着しないことで、気導音や振動音を出力するためのパネル10の振動を阻害しすぎないようにすることができる。それとともに、接着に要する材料や工数を節約できる。
 図13(a)では、矩形状の緩衝部材1334が遮音壁1332の上半分を取り囲むようにして遮音壁1332に接触した態様が示される。緩衝部材1334が遮音壁1332と接触し、好ましくは遮音壁1332と接着されることで、筐体内部のパネル10と遮音壁1332との間の空間が緩衝部材1334により充填される。接着には、たとえば、公知の接着材や両面テープが用いられる。そうすることで、そうでない場合よりも、パネル10の下端部が振動して発生する気導音を吸収したり、振動を減衰させて振動音を抑制したりすることができる。ただし、緩衝部材1332と遮音壁1332との接触面積がより小さい場合、たとえば緩衝部材1332が遮音壁1332の上部とのみ接する場合や、緩衝部材1332が遮音壁1332と接触していない場合も、本発明の範囲に含まれる。
 また、図13(a)では、緩衝部材1334のパネル10の短手方向における緩衝部材1334の長さが、パネル10の短手方向の長さの一部を占める態様が示される。ただし、緩衝部材1334の形状や寸法はここに示す例に限られない。たとえば、緩衝部材1334は、矩形状の代わりに、パネル10の短手方向に延在する楕円形状等であってもよい。また、緩衝部材1334は、パネル10の短手方向全域に延在する寸法を有してもよい。さらに、複数の緩衝部材1334をマイクロフォン42の付近に設ける構成としてもよい。その場合、緩衝部材1334の1つ以上がマイクロフォン42に接触しているとよい。
 上記のような緩衝部材1334を設けることで、パネル10の下端部の振動を減衰させることができ、パネル10の下端部の振動により生じる気導音や振動音をマイクロフォン42が雑音やエコーとして集音することを回避できる。
 図14は、第5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5実施形態に係る電子機器1では、パネル10の上部に圧電素子30が設けられ、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。また、パネル10にける振動をマイクロフォン42の近傍で減衰できる。その結果、緩衝部材1334の作用と相俟って、マイクロフォン42が集音する雑音やエコーを低減できる。
 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6実施形態]
 図15は第6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15(a)は正面図、図15(b)は図15(a)におけるb-b線に沿った断面図、図15(c)は図5(a)におけるc-c線に沿った断面図である。図15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6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6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6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6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。
 図15に示す構成において、筐体60にマイクロフォン42を設ける場合であっても、第5実施形態と同様に、緩衝部材1334や遮音壁1332の一方または両方を設けることができる。マイクロフォン42は、パネル10の下端部、すなわち圧電素子30が固定される上端部と対向する端部付近に設けられる。ここでは、プッシュボタンと筐体60との間の隙間を集音孔として用いるために、隣接するプッシュボタンの間にマイクロフォン42が配置される。マイクロフォン24は、基板50aに搭載される。ここでは、さらに、マイクロフォン42の周囲に設けられる遮音壁1332が示される。そして、基板50aのマイクロフォン42の付近には、パネル10の下端部に接触するようにして緩衝部材1334が配置される。このようにすることで、パネル10の振動を減衰させることができ、マイクロフォン42が集音する雑音やエコーを低減できる。
 図16は、第6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6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14に示す第5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振動音を聞くことができる。この場合も、緩衝部材1334の作用と相俟って、マイクロフォン42が集音する雑音やエコーを効果的に低減できる。
 上述の実施例においては、いずれも圧電素子が、パネルの上端部ではなく、筺体の上端部に配置され、固定されていてもよい。この場合、筺体の上端部の例えば角部を振動させて、耳珠に角部を振動させて振動音を聞くことができる。そして、この際も、マイク近傍の筺体内に配置された基板に緩衝部材を設けることにより、振動による異音の発生やカタツキの発生を低減できる。
 さらに、諸図面を参照しながら、本発明の別の実施態様を詳細に説明する。図17は、本発明の別の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、マイクロフォン42_1、42_2と、通信部44と、撮像装置46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。
 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。好適な例では、表示部20は、接合部材(例えば接着剤)によりパネル10の背面に接合される。接合部材は、たとえば、透過させる光の屈折率を制御した、光学弾性樹脂などの弾性樹脂である。表示部20は、接着部材とパネル10を透過して種々の情報を表示する。表示部20をパネル10の背面に接合することで、後述するように、パネル10の振動の減衰量を調節できる。
 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屈曲する素子である。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、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。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、例えば通信部44が受信した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。
 通信部44は、通話相手の電子機器からのベースバンド信号を無線通信により受信し、音声信号を抽出する。抽出した音声信号は、制御部50によりパネル10から気導音や振動音として出力される。また、通信部44は、マイクロフォン42_1が集音した音声信号をベースバンド信号に変換し、そのベースバンド信号を通話相手の電子機器に向けて送信する。
 マイクロフォン42_1は、たとえば、メインマイクロフォンとして、ユーザの発する通話音声を集音して音声信号に変換し、制御部50に入力する。また、マイクロフォン42_2は、たとえば、サブマイクロフォンとして、周囲の環境音を集音して音声信号に変換し、制御部50に入力する。この場合、制御部50では、メインマイクロフォン42_1で集音した音声からサブマイクロフォンで42_2集音した環境音を差し引くノイズキャンセルが行われる。
 撮像部46は、たとえばCCD(Charge Coupled Device)またはCMOS(Complementary MOS)などのイメージセンサと、撮像により生成された画素信号を処理する信号処理回路とを有する。撮像部46は、入力部40からの制御信号に応答して撮像を行い、撮像画像データを制御部50に送る。制御部50は、撮像画像データを表示部20に出力したり、電子機器1に内蔵または装着される記憶媒体に格納したりする。
 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の広い領域において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の広い領域(例えば略全域)にわたって、複数の波の振動が検出されるようにすることもできる。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。
なお、パネル10の好適な形状等については、図2の説明が適用される。
[第7実施形態]
 図18は第7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18(a)は正面図、図18(b)は背面図、図18(c)は図18(a)、(b)におけるb-b線に沿った断面図である。図18(a)~(c)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。図18(a)に示す正面が筐体60の「第1の主面」に対応し、図18(b)に示す背面が「第2の主面」に対応する。
 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。制御部50は、パネル10、表示部20の背面側に設けられる回路基板50aに実装される。
 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。
 マイクロフォン42_1は搭載部43_1に搭載され、搭載部43_1ごと筐体60前面のパネル10の下部に配置して固定される。その位置で、マイクロフォン42_1は、ユーザが発する音声を集音するメインマイクロフォンとして機能する。一方、マイクロフォン42_2は搭載部43_2に搭載され、搭載部43_2ごと筐体60背面に配置して固定される。その位置で、マイクロフォン42_2は、周囲の環境音を集音するサブマイクロフォンとして機能する。搭載部43_1、43_2は、いずれも、筐体60とは別体として、樹脂、金属等の材質により形成される。また、搭載部43_1、43_2には、集音用の孔(通音孔)1842aが設けられる。通音孔1842aには、図示を省略する防水シート(たとえばゴアテックス(登録商標))により防水加工が施される。マイクロフォン42_1、42_2は、通音孔1842aを介して集音を行う。また、マイクロフォン42_1、42_2は、筐体60内にて回路基板50aに接続される。
 マイクロフォン42_1、42_2がそれぞれ搭載部43_1、43_2に搭載され、搭載部43_1、43_2が筐体60に固定されることで、パネル10が圧電素子30により振動するとき、パネル10から筐体60に伝わる振動が、筐体60とは別体の搭載部43_1、43_2を経ることで減衰され、直接的にマイクロフォン42_1、42_2に伝わりにくくなる。よって、筐体60やマイクロフォン周辺部が振動することで発生する異音や、通話音声の音漏れを抑制できる。よって、マイクロフォン42_1、42_2が集音する雑音や通話音声の音戻り(エコー)を低減できる。特に、サブマイクロフォンとしてのマイクロフォン42_2は、上記のような作用により、本来集音すべき周囲の環境音が筐体60等の振動音に埋もれたりすることなく、効率的に環境音を集音できる。よって、ノイズキャンセル処理を精度よく行うことが可能になる。
 さらに、好適には、搭載部43_1、43_2と筐体60の間には、緩衝部1845が設けられる。緩衝部1845は、たとえばゴム製である。これにより筐体60から搭載部43_1、43_2に伝わる振動を一層減衰させることができる。よって、マイクロフォン42_1、42_2が集音する雑音や通話音声の音戻り(エコー)を低減できる。
 また、図18(c)では、搭載部43_2を筐体60の上部60a寄りに配置した例を示した。かかる配置は、ユーザが筐体60を把持する手の位置からずれており、周囲の環境音を集音するのに好適である。ただし、搭載部43_2は、筐体60の下部60b寄りに配置してもよい。ここで、筐体60の上部60a、下部60bは、筐体60の長手方向の長さの中点を境界として定義される。たとえば、上部60aには、圧電素子30が設けられる。一方、搭載部43_2は筐体60背面の下部60b側に配置される。そうした場合、振動発生源である圧電素子30からの距離を長くすることができ、パネル10から筐体を伝わる振動が搭載部43_2に達するまでに一層減衰するという効果が得られる。
 なお、搭載部43_2には、撮像部46を搭載することができる。そうすることで、撮像部46を筐体60に固定するための部品と兼用することができ、部品点数削減や低コスト化が可能になる。また、撮像部46を搭載することで搭載部43_2全体としての剛性を向上させ、振動を一層減衰させることができる。
 図19は、第7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7実施形態に係る電子機器1では、パネル10の上部に圧電素子30が設けられ、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。また、パネル10にける振動をマイクロフォン42_1の近傍にて十分減衰させることができる。その結果、マイクロフォン42_1が集音する雑音やエコーを低減できる。
 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8実施形態]
 図20は第8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20(a)は正面図、図20(b)は図20(a)におけるb-b線に沿った断面図、図20(c)は図20(a)におけるc-c線に沿った断面図である。図20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(たとえばアクリル板)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8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8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8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8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。
 図20では、筐体60の背面に設けられるサブマイクロフォンとしてのマイクロフォン42_2が示される。メインマイクロフォン42_1は、たとえば、筐体60と対をなして折り畳まれる筐体61側に設けられる。マイクロフォン42_2は、第7実施形態と同様に、搭載部43_2に搭載して筐体60に固定される。より好適には、搭載部43_2と筐体60の間に、緩衝部1845が設けられる。かかる構成にすることで、マイクロフォン42_2が集音する筐体60由来の雑音やエコーを低減させて周囲の環境音集音でき、効率よいノイズキャンセルが可能になる。
 図21は、第8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8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19に示す第7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振動音を聞くことができる。
 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。
 1 電子機器
 10 パネル
 20 表示部
 30 圧電素子
 31 緩衝部
 32 遮音壁
 34 リブ
 36 振動吸収部材
 40 入力部
 42、42_1、42_2 マイクロフォン
 50 制御部
 60 筐体
 70 接合部材
 80 補強部材
 90 支持部
 932、1332 遮音壁
 932a ダクト
 942a、1842a 通音孔
 1334 緩衝部材
 1845 緩衝部

Claims (69)

  1.  圧電素子と、
     前記圧電素子が取り付けられ、当該圧電素子により振動し、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、
     前記パネルを第1の前記主面で支持する筐体と、
     前記筐体内に収容されるとともに、前記第1の主面とは異なる第2の主面に配置されるマイクロフォンと、
     前記パネルから前記マイクロフォンに前記第1の主面及び/または第2の主面を介して伝わる振動を弱める緩衝部と、
    を有する電子機器。
  2.  請求項1において、
     前記第1の主面と第2の主面とは対向しており、
     前記緩衝部は、前記筐体内に設けられ、前記筐体における前記パネルが設けられる第1の側から前記マイクロフォンが設けられる第2の側へ向かう方向と交差する方向に延在するリブを有する、
    電子機器。
  3.  請求項1または2において、
     前記筐体内の前記マイクロフォンと前記第2の主面との間に、振動吸収部材を有する、
    電子機器。
  4.  請求項1乃至3のいずれかにおいて、
     前記筐体内に設けられ、前記マイクロフォンを囲む遮音壁を有する、
    電子機器。
  5.  請求項1乃至4のいずれかにおいて、
     前記圧電素子は、前記パネルの前記第1の側から第2の側へ向かう方向における前記第1の側寄りに取り付けられる、
    電子機器。
  6.  請求項1乃至5のいずれかにおいて、
     前記パネルは、平面視における前記圧電素子の取付位置から前記マイクロフォン寄りに配置される表示部を有する
    電子機器。
  7.  請求項1乃至6のいずれかにおいて、
     前記パネルの前記第1の側から第2の側へ向かう方向における長さは、対耳珠から対耳輪下脚までの長さ以上である、
    電子機器。
  8.  請求項1乃至7のいずれかにおいて、
     前記パネルの前記第1の側から第2の側へ向かう方向と交差する方向の長さは、耳珠から対耳輪までの長さ以上である、
    電子機器。
  9.  請求項1乃至8のいずれかにおいて、
     前記圧電素子は、前記パネルに接合部材により接合される、
    電子機器。
  10.  請求項9において、
     前記接合部材は、非加熱型硬化性の接着材である、
    電子機器。
  11.  請求項9において、
     前記接合部材は、両面テープである、
    電子機器。
  12.  請求項1乃至8のいずれかにおいて、
     前記パネルは、前記筐体に接合部材により接合される、
    電子機器。
  13.  請求項12において、
     前記接合部材は、非加熱型硬化性の接着材である、
    電子機器。
  14.  請求項12において、
     前記接合部材は、両面テープである、
    電子機器。
  15.  請求項1乃至14のいずれかにおいて、
     前記パネルは、表示部、入力部、表示部のカバーのうちいずれかの一部または全部を構成する、
    電子機器。
  16.  請求項6乃至15において、
     前記パネルにおける前記圧電素子の接合部分は、前記パネルと前記表示部との重複領域の外部に位置する、
    電子機器。
  17.  請求項1乃至16のいずれかにおいて、前記パネルは前記振動音と気導音とを発生させる、電子機器。
  18.  圧電素子と、
     前記圧電素子が取り付けられ、当該圧電素子により振動し、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、
     前記パネルを支持する筐体と、
     前記筐体の表面から内部に連通するダクトと、その内部に配置されるマイクロフォンとを有する集音部とを有する電子機器。
  19.  請求項18において、
     前記集音部は、前記筐体の表面における前記パネル以外の領域に前記ダクトの開口を有する、電子機器。
  20.  請求項19において、
     前記集音部は、前記筐体の表面における前記パネルと交差する面上に前記ダクトの開口を有する、電子機器。
  21.  請求項18乃至20のいずれかにおいて、
     前記筐体は、前記パネルを支持する第1部材と、前記集音部が取り付けられる、当該第1部材とは別の第2部材とを有する、電子機器。
  22.  請求項18乃至21のいずれかにおいて、
     前記集音部は、前記筐体の平面視における前記圧電素子が配置される第1の側と反対側の第2の側に配置される電子機器。
  23.  請求項18乃至22のいずれかにおいて、
     前記パネルの平面視における前記圧電素子が配置される側から反対の側へ向かう方向における長さは、対耳珠から対耳輪下脚までの長さ以上である、電子機器。
  24.  請求項18乃至23のいずれかにおいて、
     前記パネルの平面視における前記圧電素子が配置される側から反対の側へ向かう方向と交差する方向における長さは、耳珠から対耳輪までの長さ以上である、電子機器。
  25.  請求項18乃至24のいずれかにおいて、
     前記圧電素子は、前記パネルに接合部材により接合される、電子機器。
  26.  請求項25において、
     前記接合部材は、非加熱型硬化性の接着材である、電子機器。
  27.  請求項25において、
     前記接合部材は、両面テープである、電子機器。
  28.  請求項25において、
     前記パネルにおける前記圧電素子の接合部分は、前記パネルと表示部との重複領域の外部に位置する、電子機器。
  29.  請求項18乃至28のいずれかにおいて、
     前記パネルは、前記筐体に接合部材により接合される、電子機器。
  30.  請求項19において、
     前記接合部材は、非加熱型硬化性の接着材である、電子機器。
  31.  請求項19において、
     前記接合部材は、両面テープである、電子機器。
  32.  請求項18乃至31のいずれかにおいて、
     前記パネルは、表示部、入力部、表示部のカバーのうちいずれかの一部または全部を構成する、電子機器。
  33.  請求項18乃至32のいずれかにおいて、前記パネルは前記振動音と気導音とを発生させる、電子機器。
  34.  圧電素子と、
     前記圧電素子により振動し、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、
     前記パネルを支持する筐体と、
     前記筐体内の基板における前記パネルの第1の端部付近に搭載されるマイクロフォンと、
     前記基板における前記マイクロフォン付近に配置され、前記パネルの第1の端部に接触して当該第1の端部の振動を緩衝する緩衝部材と、
    を有する電子機器。
  35.  請求項34において、
     前記パネルまたは前記筐体における前記圧電素子の取付位置は、前記第1の端部と対向する第2の端部付近に位置する、電子機器。
  36.  請求項34または35において、
     前記筐体内に設けられ前記マイクロフォンを囲む遮音壁を有し、
     前記緩衝部材は前記基板及び前記遮音壁に接着される、電子機器。
  37.  請求項34乃至36のいずれかにおいて、
     前記緩衝部材は、前記パネルの前記第1の端部に接着されない、電子機器。
  38.  請求項34乃至37のいずれかにおいて、
     前記緩衝部材は、発泡ゴム製である、電子機器。
  39.  請求項34乃至38のいずれかにおいて、
     前記パネルは、平面視における前記圧電素子の取付位置から前記マイクロフォン寄りに配置される表示部を有する、電子機器。
  40.  請求項35乃至39のいずれかにおいて、
     前記パネルの前記第1の端部から前記第2の端部へ向かう方向における長さは、対耳珠から対耳輪下脚までの長さ以上である、電子機器。
  41.  請求項35乃至40のいずれかにおいて、
     前記パネルの前記第1の端部から第2の端部へ向かう方向と交差する方向の長さは、耳珠から対耳輪までの長さ以上である、電子機器。
  42.  請求項34乃至41のいずれかにおいて、
     前記圧電素子は、前記パネルに接合部材により接合される、電子機器。
  43.  請求項42において、
     前記接合部材は、非加熱型硬化性の接着材である、電子機器。
  44.  請求項42において、
     前記接合部材は、両面テープである、電子機器。
  45.  請求項42において、
     前記パネルにおける前記圧電素子の接合部分は、前記パネルと表示部との重複領域の外部に位置する、電子機器。
  46.  請求項34乃至42のいずれかにおいて、
     前記パネルは、前記筐体に接合部材により接合される、電子機器。
  47.  請求項46において、
     前記接合部材は、非加熱型硬化性の接着材である、電子機器。
  48.  請求項46において、
     前記接合部材は、両面テープである、電子機器。
  49.  請求項34乃至48のいずれかにおいて、
     前記パネルは、表示部、入力部、表示部のカバーのうちいずれかの一部または全部を構成する、電子機器。
  50.  請求項34乃至49のいずれかにおいて、前記パネルは前記振動音と気導音とを発生させる、電子機器。
  51.  圧電素子と、
     前記圧電素子が取り付けられ、当該圧電素子により振動し、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、
     前記パネルを支持する筐体と、
     マイクロフォンが搭載され前記筐体に固定される搭載部と、
    を有する電子機器。
  52.  請求項51において、
     前記搭載部と前記筐体との間に配置され、前記パネルから伝わる前記筐体の振動を緩衝する緩衝部をさらに有する
    電子機器。
  53.  請求項52において、
     前記緩衝部はゴム製である、
    電子機器。
  54.  請求項51乃至53のいずれかにおいて、
     前記搭載部は、前記筐体の平面視における前記圧電素子が配置される第1の側と反対側の第2の側に配置される
    電子機器。
  55.  請求項51乃至54のいずれかにおいて、
     前記搭載部は、前記筐体における前記パネルが支持される第1の主面と反対側の第2の主面に配置される
    電子機器。
  56.  請求項55において、
     前記マイクロフォンは、前記第1の主面側にさらに配置される第1のマイクロフォンで集音される音声から除去するための音声を集音する第2のマイクロフォンである電子機器。
  57.  請求項56において、
     前記第1のマイクロフォンは、前記筐体の平面視における前記圧電素子が配置される第1の側に配置され、前記第2のマイクロフォンは、前記第1の側と反対の第2の側に配置される電子機器。
  58.  請求項55において、
     前記搭載部には、さらに撮像部が搭載される
    電子機器。
  59.  請求項51乃至58のいずれかにおいて、
     前記パネルの平面視における前記圧電素子が配置される側から反対の側へ向かう方向における長さは、対耳珠から対耳輪下脚までの長さ以上である、
    電子機器。
  60.  請求項51乃至59のいずれかにおいて、
     前記パネルの平面視における前記圧電素子が配置される側から反対の側へ向かう方向と交差する方向における長さは、耳珠から対耳輪までの長さ以上である、
    電子機器。
  61.  請求項1乃至10のいずれかにおいて、
     前記圧電素子は、前記パネルに接合部材により接合される、
    電子機器。
  62.  請求項61において、
     前記接合部材は、非加熱型硬化性の接着材である、
    電子機器。
  63.  請求項61において、
     前記接合部材は、両面テープである、
    電子機器。
  64.  請求項51乃至63のいずれかにおいて、
     前記パネルは、前記筐体に接合部材により接合される、
    電子機器。
  65.  請求項64において、
     前記接合部材は、非加熱型硬化性の接着材である、
    電子機器。
  66.  請求項64において、
     前記接合部材は、両面テープである、
    電子機器。
  67.  請求項51乃至66のいずれかにおいて、
     前記パネルは、表示部、入力部、表示部のカバーのうちいずれかの一部または全部を構成する、
    電子機器。
  68.  請求項51乃至66のいずれかにおいて、
     前記パネルにおける前記圧電素子の接合部分は、前記パネルと表示部との重複領域の外部に位置する、
    電子機器。
  69.  請求項51乃至68のいずれかにおいて、前記パネルは前記振動音と気導音とを発生させる、電子機器。
     
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