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JP6216126B2 - Electronics - Google Patents

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JP6216126B2
JP6216126B2 JP2013037587A JP2013037587A JP6216126B2 JP 6216126 B2 JP6216126 B2 JP 6216126B2 JP 2013037587 A JP2013037587 A JP 2013037587A JP 2013037587 A JP2013037587 A JP 2013037587A JP 6216126 B2 JP6216126 B2 JP 6216126B2
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voltage
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聡 水田
聡 水田
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Description

この発明は、圧電素子に所定の電気信号(音声信号)を印加することで圧電素子により振動部を振動させ、人体の一部を振動させて伝える振動音を発生させる電子機器に関する。   The present invention relates to an electronic device that generates a vibration sound that is transmitted by vibrating a vibration part by applying a predetermined electrical signal (audio signal) to the piezoelectric element to vibrate a part of a human body.

特許文献1には、携帯電話などの電子機器として、気導音と骨導音とを利用者に伝えるものが記載されている。また、特許文献1には、気導音とは、物体の振動に起因する空気の振動が外耳道を通って鼓膜に伝わり、鼓膜が振動することによって利用者の聴覚神経に伝わる音であることが記載されている。また、特許文献1には、振動音とは、振動する物体に接触する利用者の体の一部(たとえば外耳の軟骨)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。   Patent Document 1 describes an electronic device such as a mobile phone that transmits air conduction sound and bone conduction sound to a user. According to Patent Document 1, 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. Have been described. Patent Document 1 describes that the vibration sound is a 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. Yes.

特許文献1に記載された電話機では、圧電素子(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、この振動部の圧電素子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ことで気導音と振動音とが利用者に伝えられ、振動体が振動部として機能することが記載されている。   In the telephone set described in Patent Document 1, it is described that a short plate-like vibrating body made of a piezoelectric element (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 element of the vibrating portion, the piezoelectric material expands and contracts in the longitudinal direction, so that the vibrating body bends and vibrates, and the user brings the vibrating body into contact with the auricle. Thus, it is described that the air conduction sound and the vibration sound are transmitted to the user, and the vibrating body functions as a vibrating portion.

特開2005−348193号公報JP 2005-348193 A

特許文献1に記載の電子機器においては、振動部に取り付けられる圧電素子の消費電力について何ら検討されていない。   In the electronic device described in Patent Document 1, no consideration has been given to the power consumption of the piezoelectric element attached to the vibrating portion.

本発明の目的は、振動部を圧電素子により振動させ振動音を発生させる電子機器において、圧電素子の消費電力を考慮した電子機器を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an electronic device that takes into account the power consumption of the piezoelectric element in an electronic device that generates a vibration sound by vibrating a vibrating portion with a piezoelectric element.

本発明の一側面における電子機器は、接触または押圧する人体の部位を振動させて伝わる振動音を発生させる振動部と、前記振動部に積み重ねて取り付けられる、第1の圧電素子および当該第1の圧電素子より容量値が大きい第2の圧電素子と、を有し、前記第1の圧電素子に第1の信号が、前記第2の圧電素子に第2の信号がそれぞれ入力され、前記第1の圧電素子および前記第2の圧電素子の振動により、低域の周波数帯域と高域の周波数帯域で前記振動音を発生させ、前記低域の周波数帯域では前記第2の信号の電圧は前記第1の信号の電圧以上であり、前記高域の周波数帯域では前記第2の信号の電圧は前記第1の信号の電圧より小さいことを特徴とする。また、電子機器に、前記低域の周波数帯域では、前記第1の信号と前記第2の信号のうち前記第2の信号の電圧を大きくし、前記高域の周波数帯域では、前記第1の信号と前記第2の信号のうち前記第2の信号の電圧を小さくするように制御する制御部を設けてもよい。 Electronic device according to one aspect of the present invention includes a vibration unit for generating a vibration sound transmitted by vibrating the parts of the body in contact with or pressed, mounted stacked on the vibrating section, the first piezoelectric element and the first A second piezoelectric element having a capacitance value larger than that of the piezoelectric element , wherein the first signal is input to the first piezoelectric element, and the second signal is input to the second piezoelectric element. The vibration sound is generated in a low frequency band and a high frequency band by the vibration of the piezoelectric element and the second piezoelectric element, and the voltage of the second signal is the first in the low frequency band. The voltage of the second signal is lower than the voltage of the first signal in the high frequency band . In addition, in the electronic device, the voltage of the second signal out of the first signal and the second signal is increased in the low frequency band, and the first signal is increased in the high frequency band. You may provide the control part which controls so that the voltage of a said 2nd signal may be made small among a signal and a said 2nd signal .

前記制御部は、前記第2の信号を周波数帯域に応じて可変制御する増幅器を備えてもよい。 The control unit may include an amplifier that variably controls the second signal according to a frequency band .

前記第1の圧電素子と前記第2の圧電素子とは、それぞれ異なる形状を有するとよい。さらに、前記第1の圧電素子と前記第2の圧電素子とは矩形板状であり、それぞれの少なくとも一辺の長さが異なるとよい。または、前記第1の圧電素子と前記第2の圧電素子とは、積み重ね方向における厚さがそれぞれ異なるとよい。さらに、前記第1の圧電素子と前記第2の圧電素子とは、積層型の圧電素子であって、それぞれの層数が異なるとよい。 The first piezoelectric element and the second piezoelectric element may have different shapes. Furthermore, the first piezoelectric element and the second piezoelectric element are preferably in the shape of a rectangular plate, and the length of at least one side of each is preferably different. Alternatively, the first piezoelectric element and the second piezoelectric element may have different thicknesses in the stacking direction. Furthermore, the first piezoelectric element and the second piezoelectric element may be stacked piezoelectric elements, and the number of layers may be different from each other.

前記振動部はパネルであるとよい。また、前記振動部は耳の大きさより大きいとよい。   The vibration unit may be a panel. Further, the vibrating part may be larger than the size of the ear.

前記振動部は表示部を有してもよい。また、前記第1の圧電素子と前記第2の圧電素子とは、前記振動部における前記表示部の取り付け位置とは異なる位置に取り付けられるとよい。 The vibration unit may include a display unit. The first piezoelectric element and the second piezoelectric element may be attached to a position different from the attachment position of the display unit in the vibration unit.

前記振動部は、押圧する人体の部位に3N以上の力で押圧される場合であっても当該部位を振動させて前記振動音を伝えるとよい。さらに、前記振動部は、押圧する人体の部位に5N以上の力で押圧される場合であっても当該部位を振動させて前記振動音を伝えるとよい。
また、前記制御部は、中域の周波数帯域では前記第2の信号の電圧を第1の電圧とし、前記低域の周波数帯では前記第2の信号の電圧を前記第1の電圧よりも増大した第2の電圧とし、前記高域の周波数帯では前記第2の信号の電圧を前記第1の電圧よりも抑制した第3の電圧とし、前記第1の電圧から前記第3の電圧への抑制量は、前記第1の電圧から前記第2の電圧への増加量よりも大きくなるよう制御してもよい。
Even when the vibration part is pressed against a part of the human body to be pressed with a force of 3N or more, the vibration part may vibrate the part and transmit the vibration sound. Furthermore, even if the vibration unit is pressed against a portion of the human body to be pressed with a force of 5N or more, the vibration portion is preferably transmitted by vibrating the portion.
Further, the control unit sets the voltage of the second signal as the first voltage in the middle frequency band, and increases the voltage of the second signal higher than the first voltage in the low frequency band. The second voltage is a third voltage in which the voltage of the second signal is suppressed more than the first voltage in the high frequency band, and the first voltage is changed to the third voltage. The suppression amount may be controlled to be larger than the increase amount from the first voltage to the second voltage.

以下において説明する実施形態によれば、振動部を圧電素子により振動させ振動音を発生させる電子機器であって、圧電素子の消費電力を考慮した電子機器を提供することが可能となる。   According to the embodiments described below, it is possible to provide an electronic device that generates vibration sound by vibrating a vibration unit using a piezoelectric element, in consideration of power consumption of the piezoelectric element.

電子機器の機能ブロックを示す図である。It is a figure which shows the functional block of an electronic device. 圧電素子の周波数特性について説明する図である。It is a figure explaining the frequency characteristic of a piezoelectric element. 制御部の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of a control part. パネルの形状と大きさの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the shape and magnitude | size of a panel. 第1の実施形態に係る電子機器の実装構造を示す図である。It is a figure which shows the mounting structure of the electronic device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるパネルの振動の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the vibration of the panel in 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る電子機器の実装構造を示す図である。It is a figure which shows the mounting structure of the electronic device which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態におけるパネルの振動の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the vibration of the panel in 2nd Embodiment. パネルの支持構造の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the support structure of a panel.

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

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、たとえば携帯電話(スマートフォン)であって、パネル10、表示部20、圧電素子30及び31、入力部40、制御部50を備える。   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, piezoelectric elements 30 and 31, an input unit 40, and a control unit 50.

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、たとえばガラス、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。   The panel 10 is a touch panel that detects contact or a cover panel that protects the display unit 20. Panel 10 is formed of synthetic resin such as glass or 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. When the panel 10 is a touch panel, the touch of a user's finger, pen, stylus pen, or the like is detected. As 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.

表示部20は、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、又は無機ELディスプレイ等の表示デバイスである。表示部20は、パネル10の背面に設けられる。表示部20は、パネル10の背面に配設される。表示部20は、パネル10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。   The display unit 20 is a display device such as a liquid crystal display, an organic EL display, or an inorganic EL display. The display unit 20 is provided on the back surface of the panel 10. The display unit 20 is disposed on the back surface of the panel 10. 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.

圧電素子30、31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、たと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、31は、たとえば、ユニモルフ素子やバイモルフ素子である。ユニモルフ素子は、電気信号(電圧)が印加されると伸縮し、バイモルフ素子は、電気信号(電圧)が印加されると屈曲する。または、圧電素子30、31は、積層型圧電素子であってもよい。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(たとえば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、たとえば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。   The piezoelectric elements 30 and 31 are elements that expand or contract or bend (bend) in accordance with an electromechanical coupling coefficient of a constituent material by applying an electric signal (voltage). For these elements, for example, those made of ceramic or quartz are used. The piezoelectric elements 30 and 31 are, for example, unimorph elements or bimorph elements. A unimorph element expands and contracts when an electric signal (voltage) is applied, and a bimorph element bends when an electric signal (voltage) is applied. Alternatively, the piezoelectric elements 30 and 31 may be stacked piezoelectric elements. 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.

圧電素子30、31は異なる容量値を有する。圧電素子30、31は、異なる形状を有することで、容量値を異にする。たとえば、圧電素子30、31が矩形板状の場合、それぞれの少なくとも一辺の長さ、及び/または厚さ(積層型の場合は層の厚さや層数)が異なるとよい。あるいは、圧電素子30、31を異なる材質で構成し、容量値が異なるようにしてもよい。そして、後に詳述するように、圧電素子30、31への入力信号が周波数帯域に応じて制御される。   The piezoelectric elements 30 and 31 have different capacitance values. The piezoelectric elements 30 and 31 have different capacities by having different shapes. For example, when the piezoelectric elements 30 and 31 are rectangular plates, the length and / or thickness (the thickness and the number of layers in the case of a laminated type) of at least one side may be different. Alternatively, the piezoelectric elements 30 and 31 may be made of different materials and have different capacitance values. As will be described in detail later, the input signals to the piezoelectric elements 30 and 31 are controlled according to the frequency band.

圧電素子30、31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。第1の圧電素子30は、たとえば接合部材(たとえば両面テープ)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(たとえば板金)を介してパネル10に取り付けられてもよい。また、第2の圧電素子31は、第1の圧電素子30に積み重ねて取り付けられる。圧電素子31は、たとえば接合部材(たとえば両面テープ)により圧電素子30に取り付けられる。   The piezoelectric elements 30 and 31 are disposed on the back surface of the panel 10 (the surface on the inner side of the electronic device 1). The first piezoelectric element 30 is attached to the panel 10 by, for example, 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 second piezoelectric element 31 is attached to the first piezoelectric element 30 in a stacked manner. The piezoelectric element 31 is attached to the piezoelectric element 30 by, for example, a joining member (for example, a double-sided tape).

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、たとえば、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。   The input unit 40 receives an operation input from a user, and includes, for example, operation buttons (operation keys). In addition, when the panel 10 is a touch panel, the panel 10 can also accept the operation input from a user by detecting the contact from a user.

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、31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、31に対して印加する電圧は、たとえば、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(たとえば5N〜10Nの力)で自身の体にパネル10を接触させ、あるいは押圧した(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て利用者の体の一部、すなわち接触部位または押圧部位を振動させることで、その部位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。   The control unit 50 is a processor that controls the electronic device 1. The control unit 50 applies a predetermined electrical signal (voltage corresponding to the audio signal) to the piezoelectric elements 30 and 31. The voltage applied to the piezoelectric elements 30 and 31 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 vibration sound. It may be. Thereby, even when the user touches or presses (presses) the panel 10 to 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. Then, by vibrating a part of the user's body, that is, the contact part or the pressing part, it is possible to generate a vibration sound through the part. 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.

制御部50が圧電素子30、31に電気信号を印加すると、圧電素子30、31は印加された電気信号の電圧(振幅)と周期に応じて伸縮または屈曲する。このとき、圧電素子30、31が取り付けられたパネル10は、圧電素子30、31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30,31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30,31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を加振し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(たとえば外耳の軟骨)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、たとえば通話相手の音声に係る音声信号に応じた電気信号を圧電素子30、31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。   When the control unit 50 applies an electrical signal to the piezoelectric elements 30 and 31, the piezoelectric elements 30 and 31 expand or contract or bend according to the voltage (amplitude) and period of the applied electrical signal. At this time, the panel 10 to which the piezoelectric elements 30 and 31 are attached is deformed according to expansion and contraction or bending of the piezoelectric elements 30 and 31, and the panel 10 vibrates. The panel 10 is bent by expansion / contraction or bending of the piezoelectric elements 30 and 31. The panel 10 is bent directly by the piezoelectric elements 30 and 31. “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 this area. “The panel 10 is bent directly by the piezoelectric element” means that expansion or contraction (bending) of the piezoelectric element directly bends the panel via the bonding member or the bonding member and the reinforcing member 80 described later. To do. For this reason, 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). For example, the control unit 50 can apply an electric signal corresponding to a voice signal related to the voice of the other party to the piezoelectric elements 30 and 31 to generate air conduction sound and vibration sound corresponding to the voice signal. The audio signal may relate to a ringing melody or a music piece including music. Note that the audio signal applied to the electrical signal may be based on music data stored in the internal memory of the electronic device 1, or music data stored in an external server or the like is reproduced via a network. May be.

さらに、制御部50は、圧電素子30、31に印加する電気信号の電圧(振幅)を、出力音声の周波数帯域に応じて異なるように制御する。具体的には、低域では圧電素子30、31のうち容量値が大きい方に印加する電気信号の電圧を大きくし、高域では容量値が大きい方に印加する電気信号の電圧を小さくするような制御が行われる。かかる制御のための構成として、制御部50は、たとえば圧電素子30、31のうち、容量値が大きい方の電気信号を帯域に応じて可変制御する増幅器を備える。または、制御部50は、圧電素子30、31ごとに電気信号を制御するDSP(Digital Signal Processor)を有してもよい。   Further, the control unit 50 controls the voltage (amplitude) of the electric signal applied to the piezoelectric elements 30 and 31 so as to differ according to the frequency band of the output sound. Specifically, the voltage of the electric signal applied to the larger capacitance value of the piezoelectric elements 30 and 31 is increased in the low band, and the voltage of the electric signal applied to the larger capacitance value is decreased in the high band. Control is performed. As a configuration for such control, the control unit 50 includes, for example, an amplifier that variably controls an electric signal having a larger capacitance value among the piezoelectric elements 30 and 31 according to a band. Alternatively, the control unit 50 may include a DSP (Digital Signal Processor) that controls an electric signal for each of the piezoelectric elements 30 and 31.

パネル10は、たとえば長方形状であり、圧電素子30、31が取り付けられた取付領域だけでなく、取付領域から離れた領域も振動する。パネル10は、振動する領域において、当該パネル10の主面と交差する方向に振動する箇所を複数有し、当該複数の箇所の各々において、振動の振幅の値が、時間とともにプラスからマイナスに、あるいはその逆に変化する。パネル10は、ある瞬間において、振動の振幅が相対的に大きい部分と振動の振幅が相対的に小さい部分とがパネル10の略全体に一見ランダムに分布した振動をする。即ちパネル10全域にわたって、複数の波の振動が検出される。利用者がたとえば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、31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。   The panel 10 has a rectangular shape, for example, and vibrates not only in the attachment region to which the piezoelectric elements 30 and 31 are 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. At a certain moment, the panel 10 vibrates in a manner that a portion having a relatively large vibration amplitude and a portion having a relatively small vibration amplitude are randomly distributed over the entire panel 10. That is, vibrations of a plurality of waves are detected over the entire panel 10. Even when the user presses the panel 10 against his / her body with a force of 5N to 10N, for example, the control unit 50 applies the piezoelectric elements 30 and 31 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.

ここで、図2を用いて、上記のような制御部50の制御の作用・効果について説明する。図2は、横軸を出力音声の周波数、縦軸を音圧として、圧電素子30、31の音圧周波数特性の例を示す。この音圧周波数特性は、概ね周波数に応じて増加する右肩上がりの形状を示し、3000Hz付近で共振点を有する。よって、比較的高域側(たとえば1500Hz以上の帯域)では、圧電素子30、31に印加される電気信号の電圧が同じであっても生成される音声の音圧が大きくなる。よって、高域側では、所望の音圧を得るための電圧は小さくてすむ。よって、高域側では、圧電素子30、31に印加する電気信号の電圧を小さくすることで、所望の音圧を確保しつつ、圧電素子30または31が消費する電流を抑えて消費電力を低減させることができる。ここで、圧電素子30、31は、その容量値が大きいほど消費電流が大きいので、圧電素子30、31のうち、容量値が大きい方の電圧を小さくすることでより大きい電流を抑制でき、より効率的に消費電力を低減させることができる。   Here, the operation and effect of the control of the control unit 50 as described above will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows an example of the sound pressure frequency characteristics of the piezoelectric elements 30 and 31 with the horizontal axis representing the frequency of the output sound and the vertical axis representing the sound pressure. This sound pressure frequency characteristic shows a shape that rises to the right generally according to the frequency, and has a resonance point in the vicinity of 3000 Hz. Therefore, on the relatively high frequency side (for example, a band of 1500 Hz or higher), even if the voltage of the electric signal applied to the piezoelectric elements 30 and 31 is the same, the sound pressure of the generated sound is increased. Therefore, a voltage for obtaining a desired sound pressure is small on the high frequency side. Therefore, on the high frequency side, by reducing the voltage of the electric signal applied to the piezoelectric elements 30 and 31, the current consumed by the piezoelectric element 30 or 31 is suppressed and the power consumption is reduced while ensuring the desired sound pressure. Can be made. Here, since the consumption current increases as the capacitance value of the piezoelectric elements 30 and 31 increases, a larger current can be suppressed by reducing the voltage of the piezoelectric elements 30 and 31 having the larger capacitance value. Power consumption can be reduced efficiently.

図3は、制御部50の動作例を示す。制御部50は、出力音声の700Hz未満を低域、700Hz以上1500Hz未満を中域、1500Hz以上を高域としたとき、図3に示すような電気信号の制御を行う。たとえば、圧電素子30の容量値が1μF、圧電素子31の容量値が2μFとする。制御部50は、容量値が小さい方の圧電素子30には低域〜高域で±10Vの電気号を印加する一方、容量値が大きい方の圧電素子31には、中域では圧電素子30と同じ±10Vの電気号を印加するが、高域では±(10−β)V(βは10以下の任意の正の数)の電気信号を印加する。すなわち、電気信号の電圧が抑えられる。このようにして、圧電素子31の消費電流を抑えて、圧電素子30、31全体としての消費電力を低減することができる。さらに、制御部50は、音圧周波数特性に応じて、低域では圧電素子31に印加する電気信号の電圧を増加させ、±(10+α)V(αは任意の正の数)の電気信号を印加するようにしてもよい。ここで、低域での電流増加量より高域での電流抑制量が大きくなるように制御することで、全体としての消費電力を抑制することができる。なお、αは任意の正の数としたが、圧電素子30、31に対する印加が許容される程度の電圧(圧電素子30、31の性能)、不図示のパワーアンプにより昇圧が可能な程度の電圧、また、パネルにより発生する音の音圧が上限に達して変化しない状態にならない程度に基づいて設定されることが好ましい。   FIG. 3 shows an operation example of the control unit 50. The control unit 50 controls the electrical signal as shown in FIG. 3 when the output audio is less than 700 Hz in the low frequency range, 700 Hz to less than 1500 Hz in the middle frequency range, and 1500 Hz or higher in the high frequency range. For example, the capacitance value of the piezoelectric element 30 is 1 μF, and the capacitance value of the piezoelectric element 31 is 2 μF. The controller 50 applies an electric signal of ± 10 V in the low to high range to the piezoelectric element 30 having the smaller capacitance value, while the piezoelectric element 30 in the middle range is applied to the piezoelectric element 31 having the larger capacitance value. The same electrical signal of ± 10V is applied, but an electrical signal of ± (10−β) V (β is an arbitrary positive number of 10 or less) is applied in the high frequency range. That is, the voltage of the electric signal is suppressed. In this way, the current consumption of the piezoelectric element 31 can be suppressed, and the power consumption of the piezoelectric elements 30 and 31 as a whole can be reduced. Further, the control unit 50 increases the voltage of the electric signal applied to the piezoelectric element 31 in the low frequency range according to the sound pressure frequency characteristic, and the electric power of ± (10 + α) V (α is an arbitrary positive number) A signal may be applied. Here, the power consumption as a whole can be suppressed by controlling the amount of current suppression in the high region to be larger than the amount of increase in current in the low region. Α is an arbitrary positive number, but a voltage that allows application to the piezoelectric elements 30 and 31 (performance of the piezoelectric elements 30 and 31) and a voltage that can be boosted by a power amplifier (not shown). Moreover, it is preferable that the sound pressure of the sound generated by the panel is set based on the extent that the sound pressure reaches the upper limit and does not change.

図4は、パネル10の形状と大きさの例を示す。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。   FIG. 4 shows an example of the shape and size of the panel 10. 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. In this case, when the user listens to the sound, the entire ear is easily covered with the panel 10 of the electronic device 1, so that it is difficult for ambient sounds (noise) to enter the ear canal. 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.

ここで、長さ方向は、この例ではパネル10が延在する長手方向2aであり、その中心から一方の端部寄りに圧電素子30、31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の領域を有することで、パネル10は、ユーザーの耳を覆うことができ、耳に当てたときの位置ずれに対して寛容になる。なお、かかる領域は、最小でも圧電素子30、31の下端部からパネル10の長手方向2aの中点までの領域を含むものとする。   Here, the length direction is the longitudinal direction 2a in which the panel 10 extends in this example, and the piezoelectric elements 30 and 31 are 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 area | region of the above dimensions and shapes, the panel 10 can cover a user's ear | edge and becomes tolerance with respect to the position shift when it touches on an ear | edge. Such a region includes at least the region from the lower end of the piezoelectric elements 30 and 31 to the midpoint of the longitudinal direction 2a of the panel 10.

上記の電子機器1は、パネル10の振動により、気導音と、利用者の体の一部(たとえば外耳の軟骨)を介して伝わる振動音とを利用者に伝えることができる。ここにおいて、パネル10が振動部の例である。そのため、従来のダイナミックレシーバと同等の音量の音を出力する場合、パネル10が振動することで空気の振動により電子機器1の周囲へ伝わる音は、ダイナミックレシーバと比較して少ない。したがって、たと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。   The electronic device 1 can transmit air conduction sound and vibration sound transmitted through a part of the user's body (for example, cartilage of the outer ear) to the user by the vibration of the panel 10. Here, the panel 10 is an example of a vibration part. Therefore, when outputting a sound having a volume equivalent to that of a conventional dynamic receiver, the sound transmitted to the periphery of the electronic device 1 due to the vibration of the air due to the vibration of the panel 10 is less than that of the dynamic receiver. Therefore, it is suitable, for example, when listening to a recorded message on a train.

また、上記の電子機器1は、パネル10の振動によって振動音を伝えるため、たと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。   In addition, since the electronic device 1 transmits vibration sound due to the vibration of the panel 10, even if the user wears an earphone or a headphone, for example, the user can contact the electronic device 1 with the earphone or the headphone so that the user can Sounds can be heard through headphones and body parts.

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、たとえばゴアテックス(登録商標)である。   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. In addition, when the electronic device 1 is provided with a dynamic receiver, the sound emission port is preferably closed by a member that allows gas to pass but not liquid. An example of the member that allows gas to pass but not liquid is Gore-Tex (registered trademark).

(第1の実施形態)
図5は第1の実施形態に係る電子機器1の実装構造を示す図である。図5(a)は正面図、図5(b)は図5(a)におけるb−b線に沿った断面図、そして図5(c)は図5(a)におけるc−c線に沿った断面図である。図5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(たと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。
(First embodiment)
FIG. 5 is a diagram illustrating a mounting structure of the electronic device 1 according to the first embodiment. 5 (a) is a front view, FIG. 5 (b) is a cross-sectional view taken along line bb in FIG. 5 (a), and FIG. 5 (c) is taken along line cc in FIG. 5 (a). FIG. The electronic device 1 shown in FIG. 5 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).

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、31は、それぞれパネル10に取り付けられる。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。   The panel 10 and the input unit 40 are supported by the housing 60, and the display unit 20 and the piezoelectric elements 30 and 31 are attached to the panel 10, respectively. The panel 10, the display part 20, and the piezoelectric element 30 are each substantially rectangular.

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、接合部材71によりパネル10に取り付けられる。接合部材71は、熱硬化性あるいは紫外線硬化性等を有する接着剤であり、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。好ましくは、表示部20は、パネル10と接触する全面でパネル10に接着される。そうすることで、表示部20がパネル10に接着された部分における振動板100の剛性を上げることができる。   The display unit 20 is disposed approximately at the center in the short direction of the panel 10 and is attached to the panel 10 by the joining member 71. The joining member 71 is an adhesive having a thermosetting property or an ultraviolet curable property, and may be, for example, an optical elastic resin that is a colorless and transparent acrylic ultraviolet curable adhesive. Preferably, the display unit 20 is bonded to the panel 10 on the entire surface in contact with the panel 10. By doing so, the rigidity of the diaphragm 100 in the portion where the display unit 20 is bonded to the panel 10 can be increased.

圧電素子30、31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、31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、31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。   The piezoelectric elements 30 and 31 are spaced apart from a longitudinal end of the panel 10 by a predetermined distance, and are arranged in the vicinity of the end so that the longitudinal direction of the piezoelectric elements 30 and 31 is along the short side of the panel 10. Is done. The display unit 20 and the piezoelectric elements 30 and 31 are arranged side by side in a direction parallel to the inner surface of the panel 10.

圧電素子30、31は、積み重ねてパネル10に取り付けられる。たとえば、第1の圧電素子30は、接合部材70によりパネル10に接着される。そして、第2の圧電素子31は、接合部材70により、第1の圧電素子30に積み重ねて接着される。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、たと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。また、弾性を有する両面テープを用いることで、圧電素子30、31各々の変形の自由度を確保しつつ、圧電素子30、31の双方が変形する際に、当該接合部材の弾性変形により当該変形に起因して接合部材から圧電素子30、31の各々が剥離しにくくなる。あるいは、接合部材70として、熱硬化性あるいは紫外線硬化性等を有する接着剤を用いてもよい。そうすることにより、圧電素子30とパネル10との間、または圧電素子30、31間に熱応力収縮が生じにくい態様で接着できる。さらに、ここで、圧電素子30とパネル10との間に用いる接合部材70と、圧電素子30、31間に用いる接合部材70とを異なる種類の材質で構成してもよい。   The piezoelectric elements 30 and 31 are stacked and attached to the panel 10. For example, the first piezoelectric element 30 is bonded to the panel 10 by the bonding member 70. The second piezoelectric element 31 is stacked and bonded to the first piezoelectric element 30 by the bonding member 70. 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. In addition, by using a double-sided tape having elasticity, when both of the piezoelectric elements 30 and 31 are deformed while ensuring the degree of freedom of deformation of each of the piezoelectric elements 30 and 31, the deformation is caused by the elastic deformation of the joining member. Due to the above, each of the piezoelectric elements 30 and 31 is difficult to peel off from the bonding member. Alternatively, as the joining member 70, an adhesive having thermosetting property or ultraviolet curable property may be used. By doing so, it is possible to bond the piezoelectric element 30 and the panel 10 or between the piezoelectric elements 30 and 31 in such a manner that thermal stress shrinkage hardly occurs. Furthermore, here, the joining member 70 used between the piezoelectric element 30 and the panel 10 and the joining member 70 used between the piezoelectric elements 30 and 31 may be made of different types of materials.

なお、圧電素子30、31は、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、31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、31と筐体60の内部側の面との間の距離は、圧電素子30、31の最大変形量よりも大きいとよい。   The piezoelectric elements 30 and 31 are separated from the inner surface of the housing 60 by a predetermined distance. The piezoelectric elements 30 and 31 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 elements 30 and 31 and the inner surface of the housing 60 is preferably larger than the maximum deformation amount of the piezoelectric elements 30 and 31.

第1の実施形態では、圧電素子30、31は異なる容量値を有する。たとえば、圧電素子30、31それぞれの長手方向の長さ30L、31L、長手方向と交差する方向の幅30W、31W、または積み重ね方向の厚さ30T、31Tの少なくともいずれか1つが異なることで、圧電素子30、31の容量値を異ならせることができる。さらに、圧電素子30、31が積層型ユニモルフまたはバイモルフ素子で構成される場合において、互いに層数が同じであれば各層の厚さを異ならせたり、各層の厚さが同じであれば層数を異ならせたりして、素子全体の厚さ30T、31Tを異にすることができ、そうすることで容量値を異ならせることができる。あるいは、圧電素子30、31が異なる材質で構成されることで、容量値を異にしてもよい。そして、容量値が大きい方に印加される電気信号の電圧を帯域に応じて制御部50が制御することで、所望の音圧を確保しつつ消費電力を低減することができる。なお、パネル10への積み重ね方向において近い方の圧電素子30と遠い方の圧電素子31のうち、容量値が大きい方とするのはどちらでもよい。   In the first embodiment, the piezoelectric elements 30 and 31 have different capacitance values. For example, at least one of the longitudinal lengths 30L and 31L of the piezoelectric elements 30 and 31, the widths 30W and 31W in the direction intersecting the longitudinal direction, or the thicknesses 30T and 31T in the stacking direction is different. The capacitance values of the elements 30 and 31 can be made different. Further, in the case where the piezoelectric elements 30 and 31 are composed of stacked unimorph or bimorph elements, if the number of layers is the same, the thickness of each layer is different, or if the thickness of each layer is the same, the number of layers is increased. The thicknesses 30T and 31T of the entire element can be made different by making them different, and the capacitance values can be made different by doing so. Alternatively, the piezoelectric elements 30 and 31 may be made of different materials so that the capacitance values are different. And the control part 50 controls the voltage of the electric signal applied to the one where a capacitance value is larger according to a zone | band, and can reduce power consumption, ensuring a desired sound pressure. It should be noted that either the closer piezoelectric element 30 or the farther piezoelectric element 31 in the stacking direction on the panel 10 may have either larger capacitance value.

図6は、第1の実施形態に係る電子機器1のパネル10の振動の一例を示す図である。第1の実施形態に係る電子機器1では、表示部20がパネル10に取り付けられている。このため、パネル10の下部は、圧電素子30、31が取り付けられたパネル10の上部に比して振動しにくくなる。そのため、パネル10の下部において、パネル10の下部が振動することによる音漏れが低減できる。パネル10は、圧電素子30、31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、31の長辺方向において該圧電素子30、31の直上がその周囲と比較して最も高く隆起する。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of vibration of the panel 10 of the electronic device 1 according to the first embodiment. In the electronic device 1 according to the first embodiment, the display unit 20 is attached to the panel 10. 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 elements 30 and 31 are attached. Therefore, sound leakage due to vibration of the lower portion of the panel 10 at the lower portion of the panel 10 can be reduced. The upper part of the panel 10 is bent directly by the piezoelectric elements 30 and 31, and the vibration is attenuated at the lower part as compared with the upper part. In the panel 10, the portion directly above the piezoelectric elements 30, 31 protrudes higher than the surroundings in the long side direction of the piezoelectric elements 30, 31.

なお、第1の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、31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とができる。これにより、振動部を筐体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。   In addition, according to the electronic device 1 according to the first embodiment, the panel 10 is deformed due to deformation of the piezoelectric elements 30 and 31 attached to the back surface of the panel 10, and the object is in contact with the deformed panel 10. Air conduction sound and vibration sound can be transmitted to objects. Accordingly, since the air conduction sound and the vibration sound can be transmitted to the user without causing the vibration portion to protrude from the outer surface of the housing 60, the patent document in which a very small vibration body is brought into contact with the human body as compared with the housing. The usability is improved as compared with the electronic device described in 1. Further, since it is not necessary to put the user's ears on the piezoelectric element itself, the piezoelectric element 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.

(第2の実施形態)
図7は第2の実施形態に係る電子機器1の実装構造を示す図である。図7(a)は正面図、図7(b)は図7(a)におけるb−b線に沿った断面図、図7(c)は図7(a)におけるc−c線に沿った断面図である。図7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。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a diagram illustrating a mounting structure of the electronic device 1 according to the second embodiment. 7 (a) is a front view, FIG. 7 (b) is a cross-sectional view taken along line bb in FIG. 7 (a), and FIG. 7 (c) is taken along line cc in FIG. 7 (a). It is sectional drawing. The electronic device 1 shown in FIG. 7 is a foldable mobile phone in which a cover panel (acrylic plate) that protects the display unit 20 as a panel 10 is arranged on the front surface of the upper housing 60.

第2の実施形態では、パネル10と圧電素子30との間には、補強部材80が配置される。補強部材80は、例えばゴムまたはシリコン等の弾性部材である。補強部材80は、例えばある程度の弾性を有するアルミニウム等から成る金属板であってもよい。補強部材80は、例えば樹脂製の板であってもよい。ここでいう樹脂製の板を形成する樹脂としては、例えばポリアミド系樹脂が挙げられる。ポリアミド系樹脂には、例えば、メタキシリレンジアミンとアジピン酸とから得られる結晶性の熱可塑性樹脂から成り、強度および弾性に富むレニー(登録商標)がある。このようなポリアミド系樹脂は、それ自体をベースポリマーとして、ガラス繊維、金属繊維または炭素繊維等により強化された強化樹脂であってもよい。ポリアミド系樹脂に対するガラス繊維、金属繊維または炭素繊維等の付加量に応じて、強度および弾性が適宜調整される。上記のような強化樹脂は、例えば、ガラス繊維、金属繊維または炭素繊維等を編みこんで形成された基材に樹脂を含浸させ、硬化させて形成される。強化樹脂は、液状の樹脂に細かく切断された繊維片を混入させたのちに硬化させて形成されるものであってもよい。強化樹脂は、繊維を編みこんだ基材と樹脂層とを積層したものであってもよい。   In the second embodiment, a reinforcing member 80 is disposed between the panel 10 and the piezoelectric element 30. The reinforcing member 80 is an elastic member such as rubber or silicon. The reinforcing member 80 may be a metal plate made of, for example, aluminum having a certain degree of elasticity. The reinforcing member 80 may be a resin plate, for example. As resin which forms the resin-made board here, a polyamide-type resin is mentioned, for example. Examples of the polyamide-based resin include Reny (registered trademark), which is made of a crystalline thermoplastic resin obtained from metaxylylenediamine and adipic acid and is rich in strength and elasticity. Such a polyamide-based resin may be a reinforced resin reinforced with glass fiber, metal fiber, carbon fiber, or the like using itself as a base polymer. The strength and elasticity are appropriately adjusted according to the amount of glass fiber, metal fiber, carbon fiber, or the like added to the polyamide-based resin. The reinforced resin as described above is formed, for example, by impregnating a resin into a base material formed by braiding glass fiber, metal fiber, carbon fiber, or the like and curing it. The reinforced resin may be formed by mixing a finely cut fiber piece into a liquid resin and then curing it. The reinforced resin may be a laminate of a base material in which fibers are knitted and a resin layer.

圧電素子30、31は、積み重ねてパネル10に取り付けられる。たとえば、第2の圧電素子31と第1の圧電素子30とが接合部材70により接着され、第1の圧電素子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。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る。圧電素子30、31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、31の長手方向がパネル10の短辺に沿うように配置される。   The piezoelectric elements 30 and 31 are stacked and attached to the panel 10. For example, the second piezoelectric element 31 and the first piezoelectric element 30 are bonded by the bonding member 70, the first 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 further bonded. Are bonded by the bonding member 70. The joining member 70 is an adhesive having a thermosetting property or an ultraviolet curable property, a double-sided tape or the like. The piezoelectric elements 30 and 31 are spaced apart from a longitudinal end of the panel 10 by a predetermined distance, and are arranged in the vicinity of the end so that the longitudinal direction of the piezoelectric elements 30 and 31 is along the short side of the panel 10. Is done.

第2の実施形態でも、圧電素子30、31の容量値が異なるようにする。そして、容量値が大きい方に印加される電気信号の電圧を帯域に応じて制御部50が制御することで、所望の音圧を確保しつつ消費電力を低減することができる。   Also in the second embodiment, the capacitance values of the piezoelectric elements 30 and 31 are made different. And the control part 50 controls the voltage of the electric signal applied to the one where a capacitance value is larger according to a zone | band, and can reduce power consumption, ensuring a desired sound pressure.

第2の実施形態では、表示部20は、筐体60によって支持されている。すなわち、第2の実施形態に係る電子機器1は、表示部20と筐体60の一部である支持部90とが接合部材72により接着される構造である。支持部90は、筐体60の一部としての構成に限定されず、金属や樹脂等により筐体60から独立した部材として構成することが可能である。   In the second embodiment, the display unit 20 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 and the support unit 90 that is a part of the housing 60 are bonded by the bonding member 72. The support portion 90 is not limited to a configuration as a part of the housing 60, and can be configured as a member independent of the housing 60 by metal, resin, or the like.

このように、第2の実施形態に係る電子機器1によれば、パネル10に補強部材80を介して取り付けられた圧電素子30、31の変形に起因して補強部材80およびパネル10が変形し、当該変形するパネル10に接触する対象物に対して気導音と振動音とを伝える。これにより、振動体自体を耳に当てることなく気導音と振動音とを利用者に伝えることができる。また、圧電素子30、31は、パネル10の筐体60内部側の面に取り付けられる。このため、振動体を筐体60の外面に突出させることなく気導音と振動音とを利用者に伝えることができる。また、パネル10は、圧電素子30、31が取り付けられた取付領域だけでなく、パネル10のいずれの箇所においても気導音と振動音とを伝えるための変形が発生する。このため、利用者は、空気を介する気導音に加え、パネル10の任意の位置に耳を接触させて振動音を聞くことができる。   As described above, according to the electronic device 1 according to the second embodiment, the reinforcing member 80 and the panel 10 are deformed due to the deformation of the piezoelectric elements 30 and 31 attached to the panel 10 via the reinforcing member 80. The air conduction sound and the vibration sound are transmitted to the object in contact with the deformed panel 10. Thereby, the air conduction sound and the vibration sound can be transmitted to the user without placing the vibration body itself on the ear. The piezoelectric elements 30 and 31 are attached to the surface of the panel 10 on the inner side of the housing 60. For this reason, the air conduction sound and the vibration sound can be transmitted to the user without causing the vibrating body to protrude from the outer surface of the housing 60. Further, the panel 10 is deformed to transmit the air conduction sound and the vibration sound not only in the attachment region to which the piezoelectric elements 30 and 31 are attached but also in any part of the panel 10. 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.

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、たとえばパネル10に外力が加わった場合に、その外力が圧電素子30、31に伝達され圧電素子30、31が破損する可能性をさらに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。   Further, by arranging 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 elements 30 and 31, and the piezoelectric elements 30 and 31 are damaged. The possibility of doing so can be further 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.

図8は、第2の実施形態に係る電子機器1のパネル10の振動の一例を示す図である。第2の実施形態に係る電子機器1では、パネル10がガラス板と比較し剛性の低いアクリル板であり、また、パネル10の背面に表示部20が接着されていないため、第1の実施形態に係る電子機器1に比べ、圧電素子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。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of vibration of the panel 10 of the electronic device 1 according to the second embodiment. In 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. As compared with the electronic apparatus 1 according to the above, the amplitude generated by the piezoelectric element is increased. In addition, the panel 10 vibrates not only in the attachment region to which the piezoelectric element 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.

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。たとえば、各部材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。   Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, the functions included in each member can be rearranged so as not to be logically contradictory, and a plurality of components can be combined into one or divided.

たとえば、図9に示す筐体60の断面図のとおり、パネル10が筐体60に接合部材73により接着されている構成としても良い。このように、筐体60にパネル10からの振動がダイレクトに伝わりにくくすることで、筐体自体が大きく振動する場合と比較して、ユーザーが電子機器1を落としてしまう恐れを低減できる。また、接合部材73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73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。   For example, as shown in a cross-sectional view of the housing 60 shown in FIG. 9, the panel 10 may be bonded to the housing 60 with a bonding member 73. Thus, by making it difficult for the vibration from the panel 10 to be directly transmitted to the housing 60, it is possible to reduce the possibility that the user drops the electronic device 1 as compared with the case where the housing itself vibrates greatly. Further, the joining member 73 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. Further, the joining member 73 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 | occur | produce between the housing | casing 60 and the panel 10 easily.

また、たとえば、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、31は、パネル10の中央に配設されてもよい。圧電素子30、31がパネル10の中央に配設された場合、圧電素子30、31の振動がパネル10全体に均等に伝わり、気導音の品質を向上させたり、利用者が耳をパネル10の様々な位置に接触させても振動音を認識させたりすることができる。   For example, when the panel 10 and the display unit 20 are configured not to overlap each other, the piezoelectric elements 30 and 31 may be disposed in the center of the panel 10. When the piezoelectric elements 30 and 31 are disposed in the center of the panel 10, vibrations of the piezoelectric elements 30 and 31 are evenly transmitted to the entire panel 10 to improve the quality of the air conduction sound, or the user listens to the panel 10 The vibration sound can be recognized even if it is brought into contact with various positions.

また、上述の第1、第2の実施形態では、圧電素子30、31を例として示したが、圧電素子の個数は3個以上であってもよい。その場合において、電気信号を制御する対象の圧電素子は、容量値が最大の圧電素子であってもよいし、容量値が大きい方から複数の圧電素子であってもよい。   In the first and second embodiments described above, the piezoelectric elements 30 and 31 are shown as examples. However, the number of piezoelectric elements may be three or more. In this case, the piezoelectric element that is the target for controlling the electric signal may be a piezoelectric element having the largest capacitance value, or may be a plurality of piezoelectric elements having a larger capacitance value.

また、パネル10の代わりに、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に圧電素子を取り付けることで、圧電素子を取り付けた部材を振動させて振動部として作用させることができる。特に、パネル10が表示パネルのとき、圧電素子30、31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、たと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。   Further, instead of the panel 10, the piezoelectric element is attached to any one of the display panel, the operation panel, the cover panel, and the lid panel for allowing the rechargeable battery to be removed, thereby vibrating the member to which the piezoelectric element is attached. Can act as a part. In particular, when the panel 10 is a display panel, the piezoelectric elements 30 and 31 are disposed outside the display area for the display function. As a result, there is an advantage that the display is hardly disturbed. The operation panel includes the touch panel of the first embodiment. In addition, the operation panel includes a sheet key that is a member that constitutes one surface of the operation unit side body, which is integrally formed with a key top of an operation key in a folding mobile phone, for example.

なお、第1の実施形態および第2の実施形態で用いられる接合部材70〜73の種類は、接着する対象である部材に応じて適宜に用いることができる。   In addition, the kind of joining members 70-73 used by 1st Embodiment and 2nd Embodiment can be suitably used according to the member which is the object to adhere | attach.

1 電子機器
10 パネル
20 表示部
30、31 圧電素子
40 入力部
50 制御部
60 筐体
70〜73 接合部材
80 補強部材
90 支持部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic device 10 Panel 20 Display part 30, 31 Piezoelectric element 40 Input part 50 Control part 60 Case 70-73 Joining member 80 Reinforcement member 90 Support part

Claims (14)

接触または押圧する人体の部位を振動させて伝わる振動音を発生させる振動部と、
前記振動部に積み重ねて取り付けられる、第1の圧電素子および当該第1の圧電素子より容量値が大きい第2の圧電素子と、を有し、
前記第1の圧電素子に第1の信号が、前記第2の圧電素子に第2の信号がそれぞれ入力され、
前記第1の圧電素子および前記第2の圧電素子の振動により、低域の周波数帯域と高域の周波数帯域で前記振動音を発生させ、
前記低域の周波数帯域では前記第2の信号の電圧は前記第1の信号の電圧以上であり、前記高域の周波数帯域では前記第2の信号の電圧は前記第1の信号の電圧より小さい、電子機器。
A vibration unit that generates vibration sound transmitted by vibrating a part of a human body that is in contact with or pressed against;
A first piezoelectric element and a second piezoelectric element having a capacitance value larger than that of the first piezoelectric element, which are stacked and attached to the vibration unit;
A first signal is input to the first piezoelectric element, and a second signal is input to the second piezoelectric element;
The vibration sound is generated in a low frequency band and a high frequency band by the vibration of the first piezoelectric element and the second piezoelectric element,
In the low frequency band, the voltage of the second signal is higher than the voltage of the first signal, and in the high frequency band, the voltage of the second signal is smaller than the voltage of the first signal. , Electronics.
請求項1において、  In claim 1,
前記低域の周波数帯域では、前記第1の信号と前記第2の信号のうち前記第2の信号の電圧を大きくし、前記高域の周波数帯域では、前記第1の信号と前記第2の信号のうち前記第2の信号の電圧を小さくするように制御する制御部を有する、電子機器。  In the low frequency band, the voltage of the second signal is increased among the first signal and the second signal, and in the high frequency band, the first signal and the second signal are increased. An electronic apparatus having a control unit that controls to reduce the voltage of the second signal among signals.
請求項2において、  In claim 2,
前記制御部は、前記第2の信号を周波数帯域に応じて可変制御する増幅器を備える、電子機器。  The said control part is an electronic device provided with the amplifier which variably controls the said 2nd signal according to a frequency band.
請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記第1の圧電素子と前記第2の圧電素子とは、それぞれ異なる形状を有する、電子機器。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
The electronic device in which the first piezoelectric element and the second piezoelectric element have different shapes.
請求項4において、
前記第1の圧電素子と前記第2の圧電素子とは矩形板状であり、それぞれの少なくとも一辺の長さが異なる、電子機器。
In claim 4,
The electronic device, wherein the first piezoelectric element and the second piezoelectric element have a rectangular plate shape, and each has a length of at least one side different.
請求項4または5において、
前記第1の圧電素子と前記第2の圧電素子とは、積み重ね方向における厚さがそれぞれ異なる、電子機器。
In claim 4 or 5,
The electronic device in which the first piezoelectric element and the second piezoelectric element have different thicknesses in the stacking direction.
請求項6において、
前記第1の圧電素子と前記第2の圧電素子とは、積層型の圧電素子であって、それぞれの層数が異なる、電子機器。
In claim 6,
The first piezoelectric element and the second piezoelectric element are stacked piezoelectric elements, and each has a different number of layers.
請求項1乃至7のいずれかにおいて、
前記振動部はパネルである電子機器。
In any one of Claims 1 thru | or 7,
The vibration unit is an electronic device that is a panel.
請求項8において、
前記振動部は耳の大きさより大きい電子機器。
In claim 8,
The vibration unit is an electronic device larger than the size of an ear.
請求項8または9において、
前記振動部は表示部を有する電子機器。
In claim 8 or 9,
The vibration unit is an electronic device having a display unit.
請求項10において、
前記第1の圧電素子と前記第2の圧電素子とは、前記振動部における前記表示部の取り付け位置とは異なる位置に取り付けられる電子機器。
In claim 10,
The electronic device in which the first piezoelectric element and the second piezoelectric element are attached to a position different from an attachment position of the display unit in the vibration unit.
請求項1乃至11のいずれかにおいて、
前記振動部は、押圧する人体の部位に3N以上の力で押圧される場合であっても当該部位を振動させて前記振動音を伝える電子機器。
In any one of Claims 1 thru | or 11,
The electronic device transmits the vibration sound by vibrating the part even when the vibration part is pressed against the part of the human body to be pressed with a force of 3N or more.
請求項1乃至12のいずれかにおいて、
前記振動部は、押圧する人体の部位に5N以上の力で押圧される場合であっても当該部位を振動させて前記振動音を伝える電子機器。
In any one of Claims 1 to 12,
The electronic device transmits the vibration sound by vibrating the part even when the vibration part is pressed against the part of the human body to be pressed with a force of 5N or more.
請求項2または3において、  In claim 2 or 3,
前記制御部は、  The controller is
中域の周波数帯域では前記第2の信号の電圧を第1の電圧とし、前記低域の周波数帯では前記第2の信号の電圧を前記第1の電圧よりも増大した第2の電圧とし、前記高域の周波数帯では前記第2の信号の電圧を前記第1の電圧よりも抑制した第3の電圧とし、    In the middle frequency band, the voltage of the second signal is the first voltage, and in the low frequency band, the voltage of the second signal is the second voltage increased from the first voltage, In the high frequency band, the voltage of the second signal is a third voltage suppressed more than the first voltage,
前記第1の電圧から前記第3の電圧への抑制量は、前記第1の電圧から前記第2の電圧への増加量よりも大きくなるよう制御する、電子機器。    An electronic device that controls an amount of suppression from the first voltage to the third voltage to be larger than an amount of increase from the first voltage to the second voltage.
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