(57)【要約】【課題】簡単な構成で、電子機器に加わった機械エネルギーを検知したり、電子機器の強度を向上させたりするなどの種々の機能を有する携帯型電子機器を得る。【解決手段】本発明の携帯型電子機器は、外部から加わるひずみを検知し電気信号に変換し、入力される電気エネルギーによって変形する圧電素子１と、電気信号に対応した制御信号を出力する制御装置２と、圧電素子１に制御信号に対応した電気エネルギーを供給する電気エネルギー発生装置５とを備え、圧電素子１は、基板８に装着され、制御装置２は、電気信号が入力されたとき、圧電素子１に負荷と逆方向に力が発生するように電気エネルギー発生装置５を制御するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から加わるひずみを検知し電気信号に変換し、入力される電気エネルギーによって変形する圧電素子と、
前記電気信号に対応した制御信号を出力する制御装置と、
前記圧電素子に前記制御信号に対応した電気エネルギーを供給する電気エネルギー発生装置とを備え、
前記圧電素子は、基板に装着され、
前記制御装置は、前記電気信号が入力されたとき、前記圧電素子に負荷と逆方向に力が発生するように前記電気エネルギー発生装置を制御することを特徴とする携帯型電子機器。
【請求項２】
前記ひずみは、温度によるものであることを特徴とする請求項１に記載の携帯型電子機器。
【請求項３】
外部から加わったひずみの情報を記憶する記憶装置を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の携帯型電子機器。
【請求項４】
温度の情報を記憶する記憶装置を有することを特徴とする請求項２に記載の携帯型電子機器。
【請求項５】
電池を備え、
前記電気エネルギー発生装置は、前記電池を直流電源として前記圧電素子に前記制御信号に対応した電気エネルギーを供給することを特徴とする請求項１に記載の携帯型電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、携帯電話機のような携帯型電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、この種の機器、例えば、携帯電話機は急速に普及しており、それに伴い携帯電話機本体の故障に対して、メーカの対応件数も増大している。従来の携帯電話機の故障の原因には様々なものがあり、筐体の変形、キー押しや本体の落下等による衝撃が原因で装置内部や筐体の故障になる場合が多い。図３に特開平１１−２２５１８８号公報（特許文献１）の携帯電話機の構成図を示す。携帯電話機本体に圧電特性を有する衝撃検知器２０を設け、これにより落下等による衝撃を検出する。衝撃検出電圧は比較器２１で比較され、設定電圧以上の電圧が検出されたときは、比較出力により割り込みコントローラ２２が作動し、ＣＰＵ２３に割り込みを発生させる。ＣＰＵ２３は表示部の液晶表示制御器２５を制御して液晶２６に衝撃があったことを表示させる。またＣＰＵ２３はメモリ２４に衝撃があったことを記憶する。
【０００３】
また、図４に特開平１１−１９１７９５号公報（特許文献２）の携帯電話機の基本構成を一部破断して示した外観斜視図を示す。この携帯電話機３１は、従来の電話機のように音声、呼び出し音、ならびに振動を発生させるための個別の部品（スピーカ、ブザー、バイブレータ）を備える代わり、電話機筐体内に搭載されるとともに、電気エネルギーを機械エネルギーに変換させて振動を発生させる電話機用多機能振動アクチュエータ３０を備えている。電話機用多機能振動アクチュエータ３０は、電気的入力信号の周波数並びに波形を制御されて、筐体を介して外部に音声、呼び出し音、体感可能な振動をそれぞれ発生する。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２２５１８８号公報
【特許文献２】特開平１１−１９１７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特開平１１−２２５１８８号公報に示された携帯電話機では、着信等を振動で知らせるために、アンバランスモータ（あるいは振動モータ）などの機器が必要となり、容積や重量が大きくなる。また特開平１１−１９１７９５号公報に示された携帯電話機では、電話機用多機能振動アクチュエータ３０により着信等の振動を発生させることはできるが、携帯電話機本体に加わった機械エネルギーを検知することはできない。また、携帯電話機の強度を向上させるためには、容積や重量が大きくなる。本発明の目的は、上記問題に鑑み、簡単な構成で、電子機器に加わった機械エネルギーを検知したり、電子機器の強度を向上させたりするなどの種々の機能を有する携帯型電子機器の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る携帯型電子機器は、外部から加わるひずみを検知し電気信号に変換し、入力される電気エネルギーによって変形する圧電素子と、電気信号に対応した制御信号を出力する制御装置と、圧電素子に制御信号に対応した電気エネルギーを供給する電気エネルギー発生装置とを備え、圧電素子は、基板に装着され、制御装置は、電気信号が入力されたとき、圧電素子に負荷と逆方向に力が発生するように電気エネルギー発生装置を制御するものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る携帯型電子機器によれば、基板に加わる機械エネルギーを検知したり、逆に機械エネルギーを前記基板に加えたりすることができる。さらに、電子部品を実装する基板に加わる機械エネルギーを検知したとき、前記基板および前記基板に装着されている部品を守る方向に機械エネルギーが発生するように電気エネルギーを発生して圧電素子に供給するようにしたので、前記基板および前記基板に装着されている部品の強度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における携帯電話機の要部を示す部分概略構成図である。１は筐体裏面上部に設けられた圧電素子であり、機械エネルギーを検知し電気信号に変換する。２はＣＰＵであり、種々の内部装置を制御する。３は記憶装置であり、ＣＰＵ２からの電気信号を記憶する。４は電池であり、直流電源として働く。５は電気エネルギー発生装置であり、種々の電気エネルギーを発生し、圧電素子１に供給する。６は筐体である。また図中の矢印は電気信号や電気エネルギーなどの流れを示す。
【０００９】
次に動作について説明する。携帯電話機本体に外部から機械エネルギー、例えば、ひずみなどが加わると、筐体６に設けられた圧電素子１はこの機械エネルギーを検知して電気信号に変換する。変換された電気信号は圧電素子１からＣＰＵ２に出力され、ＣＰＵ２は入力された電気信号に対応した制御信号を電気エネルギー発生装置５に出力する。電気エネルギー発生装置５は電池４を直流電源として入力された制御信号に対応した種々の電気エネルギーを発生し、圧電素子１に出力する。圧電素子１は入力された電気エネルギーを変換し、機械エネルギーを発生させる。
【００１０】
ここで、ＣＰＵ２の制御信号で電気エネルギー発生装置５を制御して、筐体６の機械共振周波数と同一周波数の交流電気エネルギーを発生させて圧電素子１に出力する。圧電素子１が筐体６の共振周波数で振動して筐体６を共振させることにより、少ない電気エネルギーで体感可能な振動を発生させることができる。これにより、携帯電話機本体に外部から機械エネルギーが加わったことを体感可能な振動で知らせることができる。
【００１１】
また、他の電話機からの呼び出し信号を受けたときにも、筐体６の機械共振周波数と同一周波数の交流電気エネルギーを発生させて圧電素子１に供給することにより、圧電素子１を振動させて筐体６を共振させ、体感可能な振動を発生させて着信したことを知らせることができる。このため、従来必要であったアンバランスモータ等の部品が不要となり、部品点数を低減することができる。
【００１２】
さらに、筐体６の１次または複数次の共振周波数や様々な断続パターンの共振周波数の電気エネルギーを発生させて圧電素子１に供給することにより、着信の相手に応じた共振周波数や断続パターンで圧電素子１を振動させて筐体６を共振させ、種々の体感可能な振動を発生させてもよい。
【００１３】
また別の機能として、圧電素子１で変換された電気信号がＣＰＵ２に出力されたことを示す信号をＣＰＵ２から記憶装置３に出力することにより、携帯電話機本体に機械エネルギーが加わったことを記憶させてもよい。また、ＣＰＵ２に入力された電気信号そのものを記憶装置３に出力することにより、圧電素子１に加わった負荷荷重の絶対値を記憶させてもよい。この負荷荷重の絶対値を記憶させることによって、例えば、携帯電話機本体が故障して修理するときなどに、記憶させた負荷荷重の絶対値を記憶装置３から取り出して、その負荷荷重の絶対値から電話機本体に加わった機械エネルギーの程度を評価し、電話機本体の故障の原因が機械エネルギーであるのか、あるいはそれ以外の要因であるのか容易に区別することができる。
【００１４】
また、圧電素子１と筐体６とを密着させることにより、両者の線膨張係数の差から生じるひずみを圧電素子１で検知してもよい。検知されたひずみは圧電素子１において電気信号に変換され、ＣＰＵ２に出力される。ＣＰＵ２は入力された電気信号を演算処理して温度の情報に変換し、記憶装置３に出力して記憶させる。この温度の情報を記憶させることによって、例えば、携帯電話機本体が故障して修理するときなどに、記憶させた温度の情報を記憶装置３から取り出して、その温度の情報から電話機本体の温度上昇の程度を評価し、電話機本体の故障の原因が温度上昇であるのか、あるいはそれ以外の要因であるのか容易に区別することができる。
【００１５】
図１では圧電素子１を携帯電話機の筐体裏面上部に設けたが、圧電素子１を設ける場所は、筐体６の表又は裏、或は上下、左右の側面のひずみが加わる所であればどこでもよい。圧電素子１としては、機械的な変形を加えると分極し電位差を生じるもので、圧電セラミック衝撃センサ、圧電単結晶を接合したバイモルフ型振動子を用いた直接接合型センサ等が用いられる。
【００１６】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２における携帯電話機の筐体および電子基板を省略した、この発明の要部を示す部分概略構成図である。１は圧電素子であり、機械エネルギーを検知し電気信号に変換する。２はＣＰＵであり、種々の内部装置を制御する。４は電池であり、直流電源として働く。５は電気エネルギー発生装置であり、種々の電気エネルギーを発生し、圧電素子１に供給する。７はキーボタンであり、８は基板の一種であるキーボタンパネルである。圧電素子１はキーボタンパネル８に設けられている。また図中の矢印は電気信号や電気エネルギーなどの流れを示す。
【００１７】
次に動作について説明する。キーボタンパネル８およびキーボタンパネル８に装着されている部品に機械エネルギー、例えば、ひずみなどが加わると、キーボタンパネル８に設けられた圧電素子１はこの機械エネルギーを検知して電気信号に変換する。変換された電気信号は圧電素子１からＣＰＵ２に出力され、ＣＰＵ２は入力された電気信号に対応した制御信号を電気エネルギー発生装置５に出力する。電気エネルギー発生装置５は電池４を直流電源として、入力された制御信号に対応した種々の電気エネルギーを発生し、圧電素子１に出力する。圧電素子１は入力された電気エネルギーを変換し、機械エネルギーを発生させる。
【００１８】
ここで、落下時やキーボタン７が押された時の機械エネルギーに対しては、ＣＰＵ２の制御信号で電気エネルギー発生装置５を制御して、キーボタンパネル８およびキーボタンパネル８に装着されている部品を守る方向、例えば、負荷と逆方向に力が発生するような電気エネルギーを発生させて、圧電素子１に出力する。これにより、キーボタンパネル８およびキーボタンパネル８に装着されている部品の強度を向上させることができる。
【００１９】
また、ある閾値以上の機械エネルギーが加わったとき、ＣＰＵ２の制御信号で電気エネルギー発生装置５を制御して、筐体６の機械共振周波数と同一周波数の交流電気エネルギーを発生させて圧電素子１に供給することにより、圧電素子１を振動させて筐体６を共振させ、体感可能な振動を発生させて警告を発してもよい。
【００２０】
さらに、実施の形態１と同様にして、携帯電話機の基板のひずみの情報を記憶させたり、基板の温度の情報を記憶させることによって、例えば、基板が故障して修理するときなどに、故障の原因を特定するのに役立てることができる。
【００２１】
図２では圧電素子１を携帯電話機の基板の一種であるキーボタンパネル８に設けたが、圧電素子１を設ける場所は、携帯電話機のその他の電子部品を実装した基板であってもよく、また基板の表又は裏、或は上下、左右の側面のひずみが加わる所であればどこでもよい。
【００２２】
この発明は以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２３】
外部から加わる機械エネルギーを検知し電気信号に変換する圧電素子を備えた携帯型電子機器において、圧電素子に供給する電気エネルギーを発生する電気エネルギー発生装置を設け、電気信号により電気エネルギー発生装置を制御するようにしたので、簡単な構成で種々の機能を有することができる。
【００２４】
また、圧電素子を携帯型電子機器の筐体に装着したので、前記筐体に加わる機械エネルギーを検知したり、逆に機械エネルギーを前記筐体に加わえたりすることができる。
【００２５】
さらに、外部から加わる機械エネルギーを検知したとき、電気エネルギー発生装置が携帯型電子機器の筐体の機械共振周波数と同一周波数の交流電気エネルギーを発生するようにしたので、少ない電気エネルギーで外部から機械エネルギーが加わったことを体感可能な振動により知らせることができる。
【００２６】
また、呼び出し信号を受けたとき、電気エネルギー発生装置が携帯型電子機器の筐体の機械共振周波数と同一周波数の交流電気エネルギーを発生するようにしたので、体感可能な振動を発生させて着信したことを知らせることができる。このため、従来必要であったアンバランスモータ等の部品が不要となり、部品点数を低減することができる。
【００２７】
また、圧電素子を電子部品を実装する基板に装着したので、前記基板に加わる機械エネルギーを検知したり、逆に機械エネルギーを前記基板に加わえたりすることができる。
【００２８】
さらに、電子部品を実装する基板に加わる機械エネルギーを検知したとき、前記基板および前記基板に装着されている部品を守る方向に機械エネルギーが発生するように電気エネルギーを発生して圧電素子に供給するようにしたので、前記基板および前記基板に装着されている部品の強度を向上させることができる。
【００２９】
また、外部から加わった機械エネルギーの情報を記憶する記憶装置を有するので、携帯型電子機器本体が故障して修理するときなどに、故障の原因が機械エネルギーであるのか、あるいはそれ以外の要因であるのか容易に区別することができる。
【００３０】
さらに、外部から加わった機械エネルギーの情報を記憶する記憶装置を有するものにおいて、機械エネルギーを携帯型電子機器の筐体あるいは電子部品を実装する基板のひずみとしたので、故障の原因が前記筐体あるいは前記基板のひずみであるのか、あるいはそれ以外の要因であるのか容易に区別することができる。
【００３１】
また、外部から加わった機械エネルギーの情報を記憶する記憶装置を有するものにおいて、機械エネルギーを温度としたので、故障の原因が温度上昇であるのか、あるいはそれ以外の要因であるのか容易に区別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る携帯電話機の部分概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る携帯電話機の部分概略構成図である。
【図３】従来の携帯電話機の構成図である。
【図４】従来の携帯電話機の外観斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  圧電素子、２  ＣＰＵ、３  記憶装置、４  電池、５  電気エネルギー発生装置、６  筐体、７  キーボタン、８  キーボタンパネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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