(57)【要約】【課題】本発明は、電子機器に対して、筐体に圧力が加わる、筐体が捻れる等により、ユーザーが意図しない場所に生じた筐体の歪みの検出を抑制し、誤動作を防止することができる電子機器を提供することを目的とする。【解決手段】この目的を達成するために本発明は、筐体２４と、筐体２４の内側に接続された歪センサ２６を有し、筐体２４は、歪センサ２６が設けられた面の端部と歪センサ２６との間に筐体２４よりも剛性が低い領域２７が設けられている構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
起歪体と、
前記起歪体の内側に接続された歪センサを有し、
前記起歪体は、前記歪センサが設けられた面の端部と前記歪センサとの間に領域が設けられ、
前記領域は前記起歪体の前記領域が設けられていない場所と剛性が異なっている電子機器。
【請求項２】
前記領域は前記起歪体の前記領域が設けられていない場所よりも剛性が低い請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
起歪体と、
前記起歪体の内側に接続された歪センサを有し、
前記起歪体は、前記歪センサが設けられた面の端部と前記歪センサとの間に溝が形成されている電子機器。
【請求項４】
前記歪センサを挟んで前記領域が設けられた方向と反対側に前記起歪体よりも剛性の低い第２の領域が設けられている請求項１に記載の電子機器。
【請求項５】
前記起歪体の内側に前記起歪体と接続された第２の起歪体を有し、
前記起歪体は、前記歪センサと前記領域の間で前記第２の起歪体と接続されている請求項１に記載の電子機器。
【請求項６】
前記起歪体は凹部を有し、
前記歪センサが前記凹部に設けられている請求項１に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力により多様な制御を簡単な操作で行うことのできる情報機器や、圧縮荷重により動作制御をする冷蔵庫、洗濯機等の電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ノートＰＣ、携帯型ゲーム機、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）など、ユーザーが携帯して使用できる情報機器が知られている。
【０００３】
図７（ａ）は従来の情報機器の平面図、図７（ｂ）は同情報機器のＤ−Ｄ線断面図である。従来の情報機器１は、図７に示すように、略矩形の扁平な形状を有する筐体２と、液晶画面等の表示画面３や操作キー（図示せず）を設けることのできる主表面２ａと、この主表面２ａを挟んで配置された第１の側面２ｂと、第２の側面２ｃと、主表面２ａに対向して配置された背面２ｄとを有する。筐体２の内部には、ＣＰＵ等の電子部品（図示せず）が搭載されたプリント基板４がポスト５により背面２ｄに取り付けられている。また、歪検出素子６が、背面２ｄに発生した歪が伝達されるように背面２ｄ上に機械的に結合されるとともに、歪検出素子６から発生する電気信号がプリント基板４上の電子部品にて処理されるように電気的に結合するよう構成されている。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１０２４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の構造では、物体が筐体に接触したり、ユーザーが筐体を捻る等して歪センサを設けていない場所に加わった歪みが歪センサに伝達され、歪センサが伝達歪みを誤検出して誤動作してしまうという課題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、筐体への歪みの入力領域以外に加わった歪みの歪センサへの伝達を抑制し、ユーザーが入力動作を正確に検出し、操作性を向上させた情報機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、筐体と、前記筐体の内側に接続された歪センサを有し、前記筐体は、前記歪センサが設けられた面の端部と前記歪センサとの間に前記筐体よりも剛性が低い領域が設けられている構造としている。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成により本発明は、筐体の領域に対して歪センサと対向した位置にユーザーの意図しない荷重が加えられても、筐体よりも剛性の低い領域が設けられていることによって歪センサへのユーザーの意図しない伝達歪みを抑制し、電子機器の誤動作を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１の電子機器の平面図、（ｂ）同電子機器のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）同電子機器の一部拡大図
【図２】（ａ）同電子機器の歪検出素子の上面図、（ｂ）同電子機器の歪検出素子のＢ−Ｂ線断面図
【図３】同電子機器の領域のみを設けた平面図
【図４】同電子機器の歪みと領域の厚さの関係を示したグラフ
【図５】同電子機器の接続部のみを設けた平面図
【図６】本発明の実施の形態２の電子機器の一部拡大図
【図７】（ａ）従来の電子機器の平面図、（ｂ）同電子機器のＣ−Ｃ線断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１の電子機器について図面を用いながら説明する。
【００１１】
図１（ａ）は本発明の実施の形態１の電子機器２１の平面図、図１（ｂ）は本発明の実施の形態１のＡ−Ａ線断面図、図１（ｃ）は本発明の実施の形態１の一部拡大図である。電子機器２１は、電子機器２１を動作させる電子部品（図示せず）を有した第２の筐体２２と、第２の筐体２２に取り付けられ表示部２３を有した筐体２４により構成されている。第２の筐体２２は、前面２５ａと前面２５ａに対向している背面２５ｂと、前面２５ａと背面２５ｂの間に接続された側面２５ｃを有した矩形状に形成された筐体２４に覆われており、筐体２４と第２の筐体２２との間に位置するように、筐体２４の側面２５ｃに歪センサ２６が取り付けられている。
【００１２】
本実施の形態１において、起歪体は筐体２４の側面２５ｃ、第２の起歪体は第２の筐体２２として説明する。  筐体２４の側面２５ｃの端部と、歪センサ２６との間に、側面２５ｃの他の部分よりも剛性の低い領域２７と第２の領域２８が形成されている。本発明の実施の形態１においては、領域２７と第２の領域２８は溝２９を設けることにより形成されている。領域２７、２８と歪センサ２６との間に筐体２４と第２の筐体２２とを接続する接続部３０ａ、３０ｂが設けられている。また、筐体２４の歪センサ２６が設けられている部分には凹部３１が設けられており、筐体２４の側面２５ｃの端部と溝２９の間よりも厚みが薄くなっている。
【００１３】
歪センサ２６は歪検出素子３２とＩＣ（図示せず）がパッケージ（図示せず）に入っており、以下に、歪検出素子３２について説明する。
【００１４】
図２（ａ）は本発明の実施の形態１における電子機器２１の歪検出素子３２の平面図である。図２（ｂ）は図２（ａ）に示すＢ−Ｂ線における断面図である。
【００１５】
歪検出素子３２は、シリコン等の半導体基板をエッチング処理して形成され、固定部３３と、この固定部３３に両端が接続された振動梁３４により構成されており、固定部３３の下面が筐体２４に接続されている。振動梁３４の中央部に検出部３５が設けられ、固定部３３との接続部近傍に駆動部３６が設けられている。検出部３５と駆動部３６はそれぞれ白金等の金属材料で形成された下部電極と、下部電極の上に設けられチタン酸ジルコン酸鉛等の圧電材料で形成された圧電体層と、圧電体層の上に設けられ金等の金属材料で形成された上部電極で構成されている。
【００１６】
駆動部３６に電圧を印加すると圧電体層が逆圧電効果によって振動梁３４の厚み方向に伸縮動作し、圧電体が厚み方向と垂直な方向に曲げ変位し、振動梁３４は厚み方向に弦振動する。振動梁３４が振動すると、圧電効果により振動梁３４の固有振動数ｆに応じた交流信号が、検出部３５に接続された処理回路に入力される。処理回路に入力された交流信号は、処理回路において位相調整、増幅されて駆動部にフィードバックされる。これにより、振動梁３４は固有振動数ｆに等しい周波数で弦振動を持続する。
【００１７】
筐体２４に圧縮荷重による応力が加わり、この応力が歪センサ２６に伝達される。歪センサ２６内部において、支持基板３７から固定部３３を介して振動梁３４に歪が伝達される。ここで、支持基板３７に振動梁３４が伸縮する方向に引張力Ｆが印加された場合、振動梁３４に伸張力が働くことにより振動梁３４が硬化するため、歪検出素子３２の振動周波数はｆからｆ＋Δｆに上昇する。また、振動梁３４の長手方向の圧縮力−Ｆが印加されたとすると、振動梁３４の長手方向に縮み、歪検出素子３２の振動周波数はｆからｆ−Δｆに低下する。このようにして、出力される固有振動数差Δｆを測定することにより支持基板３７に働く歪や荷重を高感度に測定できる。
【００１８】
以上のような歪検出素子３２を用いることによって筐体２４に加えられた圧縮荷重を検知することができるが、電子機器２１には筐体２４に生じた圧縮荷重等による歪みをユーザーの入力として検出したい領域（以下、検出領域３８とする）と、筐体２４に生じた歪みを検出してはならない領域（以下、誤検出領域３９とする）がある。例えば、ユーザーが電子機器２１を強く握る、捻る、または、何か物体が当たる等により、誤検出領域３９に歪みが生じたときに、この歪みを歪センサ２６が検出してしまうと電子機器２１がユーザーの意図しない動作をし、電子機器２１の誤動作の原因となってしまう。
【００１９】
本発明の実施の形態１において、領域２７と第２の領域２８を設けることによって、この問題を解決することが可能になるが、以下に、領域２７を例として、本発明の実施の形態１の効果を説明する。第２の領域２８についても、領域２７を設けたときと同様の効果を得ることができる。
【００２０】
本発明の実施の形態１における電子機器２１は筐体２４よりも剛性の低い領域２７を設けていることにより、ユーザーの意図しない電子機器２１への入力の誤検出を低減することが出来ている。誤検出領域３９に、物体が当たる等による電子機器２１へのユーザーの意図しない入力があり、誤検出領域３９に歪みが生じた場合、筐体２４を介して歪センサ２６に歪みが伝達する。ここで、筐体２４に領域２７が設けられていることで、検出領域３８への歪みの伝達を抑制することができ、歪センサ２６が誤検出領域３９に生じた歪みを検出することを防止することができる。
【００２１】
ここで、図３に領域２７と凹部３１が設けられた電子機器の平面図を示す。図３に示すような、領域２７が設けられ、接続部３０ａ、３０ｂが設けられていない構成として、以下の条件で歪センサ２６の検出する歪みを測定した。
【００２２】
筐体２４に溝２９を設けていない状態での、歪センサ２６の検出感度を筐体２４に２００ｇｆの荷重を加えたときの歪センサ２６の検出感度と、誤検出領域３９に荷重を加えたときの歪センサ２６で検出される伝達歪みを、検出感度の基準と伝達歪みの基準として測定をした。この基準値を１として規格化して測定結果を示す。
【００２３】
溝２９を設け、溝２９が設けられた部分の厚みを、溝２９を設けていない部分の約６０％の厚みとし、誤検出領域３９に同様の荷重を加えたところ、歪センサ２６で検出された歪みは１／７以下であり、誤検出領域３９から検出領域３８への伝達歪みを低減させることができていた。また、筐体２４に２００ｇｆ荷重を加えたところ、歪センサ２６がの検出感度は約１．６倍になっており、溝２９を加えていない構造に比べて検出感度が向上していた。溝２９を設けない場合、筐体２４に荷重を加えると凹部３１の端部Ｐ１の間で筐体２４が歪むが、溝２９を設けることによって、溝２９の端部Ｐ２の間で筐体２４が歪む。このように、溝２９を設けることにより、荷重を加えたときの筐体２４の歪み面積が広くなるため、筐体２４が大きく歪むようになり、歪センサ２６の検出感度を向上させることができる。
【００２４】
このように、筐体２４に剛性の低い領域２７を設けることで、検出領域３８への伝達歪みを低減し、さらに、歪センサ２６の検出感度を向上させることができる。
【００２５】
また、図４に上記条件で筐体２４に荷重を加えたときに歪センサ２６で検出される歪みと、領域２７、第２の領域２８の厚みの基準値の比の関係を示す。上記測定と同様の条件で、溝２９をより深く形成し、溝２９が設けられた部分の筐体２４の厚みが、溝２９を設けていない部分の約５０％となるように溝２９を形成した。この条件で誤検出領域３９に上記条件と同様の歪みを生じさせた場合、歪センサ２６で検出された歪みは１／７以下であり、筐体２４に２００ｇｆ荷重を加えたところ、歪センサ２６は基準値の約２倍の歪みを検出していた。このように、荷重を加えたときに溝２９がより歪みやすくなるため、溝２９をより深く形成し、領域２７の剛性を低くすることによって、荷重を加えたときの検出領域３８の歪みが大きくなるため、歪センサ２６の検出感度を向上させることができる。
【００２６】
また、本発明の実施の形態１において、歪センサ２６と領域２７との間に、筐体２４と第２の筐体２２とを接続する接続部３０ａ、３０ｂが設けられていることによって、筐体２４に圧縮荷重が加えられる等により筐体２４が歪んだときに、側面２５ｃは接続部３０ａ、３０ｂの間で歪むため、接続部３０ａ、３０ｂを設けていない場合よりも大きく歪むことになる。
【００２７】
図５に示すように、領域２７と第２の領域２８を設けず、歪センサ２６を挟んで接続部３０ａ、３０ｂが設けられた構造で、筐体２４に２００ｇｆ荷重の圧縮荷重を加え、そのときに生じた歪みを測定した。なお、側面２５ｃの両端の間の距離Ｌ１は５０ｍｍであり、接続部３０ａ、３０ｂの間の距離Ｌ２は３６ｍｍである。この条件において、歪センサ２６で検出される歪みは、接続部３０ａ、３０ｂを設けない場合に対して、接続部３０ａ、３０ｂを設けると約２倍になった。
【００２８】
このように、筐体２４と第２の筐体２２とを接続する接続部３０ａ、３０ｂを設けることによって、歪センサ２６の検出感度を向上させることができるため、歪センサ２６と領域２７との間に接続部３０ａ、３０ｂを設けることによりユーザーの意図しない伝達歪を抑制し、かつ、検出感度を向上させた電子機器２１を提供することが可能になる。
【００２９】
なお、本発明の実施の形態１において、溝２９を設けることによって筐体よりも剛性の低い領域２７を設けているが、例えば、筐体２４の一部をより剛性の低い材料に変更することによって、筐体２４よりも剛性の低い領域２７を設けても良い。例えば、筐体２４をヤング率７０ＧＰａのアルミニウムで形成し、領域２７をヤング率５ＧＰａのポリカーボネイトで形成する等すれば、本発明の実施の形態１の効果を得ることができる。
【００３０】
なお、本発明の実施の形態１において、歪センサ２６を挟んで領域２７と第２の領域２８が設けられているが、領域２７のみを設けた構造としても良いし、領域２７と第２の領域２８が設けられていない方向に筐体２４よりも剛性の低い別の領域を設けても良く、歪センサ２６を囲むように環状構造に領域２７を形成しても良い。
【００３１】
このように、領域２７の設け方によらず、歪センサ２６と、筐体２４の歪センサ２６の設けられた面の端部との間に領域２７を設ければ、領域２７を挟んで歪センサ２６が設けられていない側に歪みが生じても、歪センサ２６への伝達歪みを低減する効果を得ることができる。
【００３２】
なお、本発明の実施の形態１において、歪センサ２６は電子機器２１の側面２５ｃに取り付けられているが、側面２５ｃに限るものではなく、前面２５ａや背面２５ｂに設けても良い。また、この歪センサ２６は筐体２４に加えられた応力を検出することが出来ればよく、歪検出素子３２に限らなくてもよく、歪抵抗素子や静電容量の変化で応力を検出する歪センサとしてもよい。
【００３３】
なお、本発明の実施の形態１において、電子機器２１を矩形状としているが、この限りではなく、例えば、前面２５ａ、側面２５ｃ、背面２５ｂやその接続部分が丸みを帯びた形状でも良いし、球形状に形成されていても良い。
【００３４】
また、本発明の実施の形態１において、歪センサ２６が筐体２４に直接接続された構造となっているが、プリント基板を介して接続する等の構造でもよく、歪センサ２６が筐体２４に生じた歪みを検出できる構造であれば良い。
【００３５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について図面を用いながら説明をする。
【００３６】
本発明の実施の形態１と同様の構成については本発明の実施の形態１と同じ符号を用い、本発明の実施の形態１と異なる点について特に説明をする。
【００３７】
本発明の実施の形態２の構造は本発明の実施の形態１の図１と同様であり、本発明の実施の形態２の電子機器２１は、電子機器２１を動作させる電子部品（図示せず）を有した第２の筐体２２と、第２の筐体２２に取り付けられ表示部２３を有した筐体２４により構成されている。第２の筐体２２は、前面２５ａと前面２５ａに対向している背面２５ｂと、前面２５ａと背面２５ｂの間に接続された側面２５ｃを有した矩形状に形成された筐体２４に覆われており、筐体２４と第２の筐体２２との間に位置するように、筐体２４の側面２５ｃに歪センサ２６が取り付けられている。
【００３８】
図６に、本発明の実施の形態２の側面２５ｃの一部拡大図を示す。本発明の実施の形態２の領域２７、第２の領域２８は側面２５ｃに突起を設けることによって、領域２７と第２の領域２８が設けられていない部分よりも剛性が高くなるように形成されている。領域２７と第２の領域２８は、歪センサ２６に対して検出領域３８と誤検出領域３９とを結ぶ線分Ｃと略直行する方向に設けられている。この用に、剛性の高い領域２７、第２の領域２８を設けることによって、誤検出領域３９に歪みが生じ、検出領域３８に歪みが伝達されても、伝達歪みに対し、検出領域３８が歪み難くなるため、伝達歪みの影響を低減することが可能である。
【００３９】
なお、歪センサ２６を囲むように環状に領域２７を設けても、検出領域３８と誤検出領域３９を結ぶ線分と直交する方向に剛性の高い領域２７が設けられていれば本発明の実施の形態２の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の電子機器は、ユーザーの意図しない電子機器への入力の誤検出を低減し、ユーザーによる電子機器の操作性を向上させることができるため、デジタルカメラ、ノートＰＣ、携帯型ゲーム機、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン等に特に有用である。また、冷蔵庫や洗濯機等の起歪体に生じた歪みによって動作を制御する電子機器にも有用である。
【符号の説明】
【００４１】
２１  電子機器
２２  第２の筐体
２３  表示部
２４  筐体
２５ａ  前面
２５ｂ  背面
２５ｃ  側面
２６  歪センサ
２７  領域
２８  第２の領域
２９  溝
３０ａ、３０ｂ  接続部
３２  歪検出素子
３３  固定部
３４  振動梁
３５  検出部
３６  駆動部
３７  支持基板
３８  検出領域
３９  誤検出領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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