(57)【要約】【課題】電子機器の小型化を実現する。【解決手段】電子機器１００は、発振装置１０と、発振装置１０を内部に有し、表面に孔５０が設けられている筐体２０と、筐体２０の内部に設けられた複数の構成部品２２と、を備え、発振装置１０は、第１の振動面から超音波４０を発し、孔５０のうち少なくとも一部と、発振装置１０が有する第１の振動面とを結ぶ直線３０上にはいずれの構成部品２２も位置しない。従って超音波４０は、構成部品２２の隙間を通過して筐体２０の外部へ放射される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振装置と、
前記発振装置を内部に有し、表面に第１の孔が設けられている筐体と、
前記筐体の内部に設けられた複数の構成部品と、
を備え、
前記発振装置は、第１の振動面から超音波を発し、
前記第１の孔のうち少なくとも一部と、前記第１の振動面のうち少なくとも一部とを結ぶ第１の直線上にはいずれの前記構成部品も位置しない電子機器。
【請求項２】
請求項１に記載の電子機器において、
前記発振装置と接続する信号生成部と、
前記信号生成部と接続し、可聴音の音声データを変調した超音波を発振させる信号を生成するよう前記信号生成部を制御する制御部と、
をさらに備える電子機器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電子機器において、
前記第１の直線は、前記第１の振動面と垂直である電子機器。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１項に記載の電子機器において、
実装基板をさらに備え、
前記構成部品は、前記実装基板に実装されており、
前記発振装置は、前記実装基板と交わる方向に設けられており、
前記第１の直線は、前記実装基板と交わらない電子機器。
【請求項５】
請求項１ないし３いずれか１項に記載の電子機器において、
実装基板をさらに備え、
前記構成部品は、前記実装基板に実装されており、
前記発振装置は、前記実装基板と交わらない方向に設けられており、
前記実装基板のうち、前記第１の直線と交わる部分には、貫通孔が設けられている電子機器。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか１項に記載の電子機器において、
前記筐体の表面には、第２の孔が設けられており、
前記発振装置は、前記第１の振動面とは逆の面により構成される第２の振動面から超音波を発し、
前記第２の孔のうち少なくとも一部と、前記第２の振動面のうち少なくとも一部とを結ぶ第２の直線上には、いずれの前記構成部品も位置しない電子機器。
【請求項７】
請求項１ないし６いずれか１項に記載の電子機器において、
フレキシブル基板をさらに備え、
前記発振装置は、前記フレキシブル基板によって固定されており、
前記フレキシブル基板のうち、前記第１の直線と交わる部分には、貫通孔が設けられている電子機器。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか１項に記載の電子機器において、
前記電子機器は、携帯通信端末である電子機器。
【請求項９】
請求項８に記載の電子機器において、
前記構成部品のうちの一部は、撮像装置を構成しており、
前記発振装置は、前記撮像装置に近接する位置に配置されている電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を利用した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯機器などの電気音響変換器として、圧電型電気音響変換器がある。圧電型電気音響変換器は、圧電振動子に電界を印加することにより発生する伸縮運動を利用して、振動振幅を発生させるものである。圧電型電気音響変換器は、振動振幅を発生させるために多数の部材を必要とせず、薄型化に有利である。
【０００３】
携帯機器等に搭載されるスピーカに関する技術としては、特許文献１に記載のものが挙げられる。特許文献１に記載の技術は、ボイスコイル等を利用した動電型電気音響変換器に関して、小型であっても優れた駆動特性及び音響特性を実現するというものである。
【０００４】
圧電型電気音響変換器は、超音波を利用したパラメトリックスピーカとして用いられる場合がある。パラメトリックスピーカは、変調した超音波から、空気の疎密現象を利用して可聴音を復調するというものである。超音波を利用しているため、通常のスピーカと比べて高い指向性を実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１１１１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スピーカを有する電子機器のさらなる小型化を実現する技術が求められている。
【０００７】
本発明の目的は、電子機器の小型化を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、発振装置と、
前記発振装置を内部に有し、表面に第１の孔が設けられている筐体と、
前記筐体の内部に設けられた複数の構成部品と、
を備え、
前記発振装置は、第１の振動面から超音波を発し、
前記第１の孔のうち少なくとも一部と、前記第１の振動面のうち少なくとも一部とを結ぶ第１の直線上にはいずれの前記構成部品も位置しない電子機器が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電子機器の小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る電子機器を示す断面図である。
【図２】図１に示す発振装置を示す断面図である。
【図３】図２に示す圧電振動子を示す断面図である。
【図４】図１に示す電子機器の変形例を示す断面図である。
【図５】第２の実施形態に係る電子機器を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１２】
図１は、第１の実施形態に係る電子機器１００を示す断面図である。電子機器１００は、発振装置１０と、筐体２０と、複数の構成部品２２と、を備えている。電子機器１００は、例えば携帯通信端末、ラップトップ型コンピュータ、又は小型ゲーム機器等である。
【００１３】
筐体２０は、発振装置１０を内部に有している。また筐体２０の表面には、孔５０が設けられている。複数の構成部品２２は、筐体２０の内部に設けられている。発振装置１０は、第１の振動面から超音波４０を発する。孔５０のうち少なくとも一部と、第１の振動面のうち少なくとも一部とを結ぶ直線３０上には、いずれの構成部品２２も位置しない。以下、図１〜図４を用いて、電子機器１００の構成について詳細に説明する。
【００１４】
図１に示すように、筐体２０の表面には、孔５５が設けられている。発振装置１０は、第１の振動面とは逆の面により構成される第２の振動面から超音波４５を発する。孔５５のうち少なくとも一部と、第２の振動面のうち少なくとも一部とを結ぶ直線３５上には、いずれの構成部品２２も位置しない。
【００１５】
第１の振動面と第２の振動面は、筐体２０の側面と対向して設けられている。孔５０、５５は、筐体２０の側面に設けられている。電子機器１００が携帯通信端末である場合、孔５０、５５は、例えばボタンや撮像装置等と、筐体２０との隙間により構成される。直線３０は、第１の振動面と垂直である。また直線３５は、第２の振動面と垂直である。孔５０、５５と、発振装置１０が重なっている場所のうち、構成部品２２が位置していない面積は、例えば０．１ｍｍ２以上あればよい。
【００１６】
図２に示すように、発振装置１０は、圧電振動子６０と、振動部材８０と、支持部材７０とを有している。振動部材８０は、圧電振動子６０を拘束している。支持部材７０は、振動部材８０を支持している。また発振装置１０は、制御部９０と、信号生成部９２と、をさらに備えている。信号生成部９２は、圧電振動子６０と接続しており、圧電振動子６０に入力する電気信号を生成する。制御部９０は、信号生成部９２と接続しており、外部から入力された情報に基づいて、信号生成部９２による信号の生成を制御する。発振装置１０はスピーカとして使用されるため、制御部９０に入力される情報は音声信号である。
【００１７】
本実施形態において、発振装置１０は、パラメトリックスピーカとして使用される。このため、制御部９０は信号生成部９２を介してパラメトリックスピーカとしての変調信号を入力する。パラメトリックスピーカとして用いる場合、圧電振動子６０は、２０ｋＨｚ以上、例えば１００ｋＨｚの音波を信号の輸送波として用いる。発振装置１０において、例えば圧電振動子６０及び振動部材８０は、アレイ状に複数組設けられている。これにより、発振装置１０が発する超音波４０、４５の指向性を向上させることができる。また、圧電振動子６０及び振動部材８０は、それぞれ単数でもよい。
【００１８】
図３は、図２に示す圧電振動子６０を示す断面図である。図３に示すように、圧電振動子６０は、圧電体６２、上部電極６４、下部電極６６からなる。また圧電振動子６０は、例えば円形、楕円形、又は矩形を有する。圧電体６２は、上部電極６４と下部電極６６に挟まれている。圧電体６２は、圧電効果を有する材料により構成され、例えばジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）、又はチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）等により構成される。また圧電体６２の厚みは、１０ｕｍ〜１ｍｍであることが好ましい。厚みが１０ｕｍ未満である場合、圧電体６２は脆性材料により構成されるため、破損等が生じやすい。一方、厚みが１ｍｍを超える場合、圧電体６２の電界強度が低減する。従ってエネルギー変換効率の低下を招く。
【００１９】
上部電極６４、及び下部電極６６は、例えば銀、又は銀／パラジウム合金等によって構成される。上部電極６４、及び下部電極６６の厚みは、１〜５０ｕｍであることが好ましい。厚みが１ｕｍ未満の場合、均一に成形することが難しくなる。一方、５０ｕｍを超える場合、上部電極６４、又は下部電極６６が圧電体６２に対して拘束面となり、エネルギー変換効率の低下を招く。
【００２０】
振動部材８０は、セラミック材料に対して高い弾性率を持つ材料によって構成され、例えばリン青銅、又はステンレス等によって構成される。振動部材８０の厚みは、５〜５００ｕｍであることが好ましい。また振動部材８０の縦弾性係数は、１〜５００ＧＰａであることが好ましい。振動部材８０の縦弾性係数が過度に低い、又は高い場合、機械振動子としての特性や信頼性を損なうおそれがある。
【００２１】
電子機器１００は、さらに実装基板２４を備えている。実装基板２４は、筐体２０の上面及び底面に平行に配置されている。実装基板２４は、例えばプリント配線基板である。構成部品２２は、実装基板２４上に実装されている。また実装基板２４上における構成部品２２の高さは、互いに異なっている。構成部品２２は、例えばディスクリート部品や半導体パッケージ等の電子部品を含む。そして発振装置１０は、実装基板２４と交わる方向に設けられる。また直線３０、３５は、実装基板２４と交わらない。
【００２２】
図４は、図１に示す電子機器１００の変形例を示す断面図である。図４に示すように、電子機器１００は、フレキシブル基板２５を備えていてもよい。この場合、フレキシブル基板２５は、実装基板２４に実装される。また発振装置１０は、フレキシブル基板２５によって固定される。そしてフレキシブル基板２５のうち直線３０、３５と交わる部分には、貫通孔が設けられる。なお、図４に記載される破線は、貫通孔周辺のフレキシブル基板２５の形状を示している。
【００２３】
また電子機器１００が携帯通信端末である場合、構成部品２２のうち一部は、例えば撮像装置を構成する。このとき発振装置１０は、例えば撮像装置に近接する位置に配置される。撮像装置を構成する部品は、他の部品と比較して大きい場合が多い。従ってこの場合、電子機器１００に発振装置１０を組み込むことが容易となる。
【００２４】
次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態に係る電子機器１００では、超音波４０を発する第１の振動面と、孔５０とを結ぶ直線上には、構成部品２２が位置しない。また、超音波４０は、可聴音波に比べて直進性に優れている。このため、超音波４０は、構成部品２２の隙間を通過して、孔５０から筐体２０の外部へ放射されることとなる。従って、導波管を設けずとも音響再生をすることができ、電子機器の小型化を図ることができる。
【００２５】
また、筐体２０の表面には孔５０と孔５５が設けられている。よって第１の振動面と第２の振動面の両面から発せられた超音波４０、４５を使用することができ、高効率で音響再生が可能となる。さらに発振装置１０から発せられる超音波４０、４５には、第１の振動面及び第２の振動面と垂直な成分が多い。よって、直線３０が第１の振動面と垂直であり、直線３５が第２の振動面と垂直である場合、さらに高効率で音響再生が可能となる。
【００２６】
図５は、第２の実施形態に係る電子機器１０２を示す断面図であり、第１の実施形態に係る図１に対応している。本実施形態に係る電子機器１０２は、発振装置１０が設けられる向きを除いて、第１の実施形態に係る電子機器１００と同様である。なお、図５に記載される破線は、貫通孔周辺の実装基板２４の形状を示している。
【００２７】
図５に示すように、発振装置１０は、実装基板２４と交わらない方向に設けられている。そして実装基板２４のうち、直線３０、３５と交わる部分には、貫通孔が設けられている。また、孔５０、５５は、筐体２０の上面及び底面に設けられる。電子機器１０２が携帯通信端末である場合、第１の振動面と第２の振動面は、例えば筐体２０の上面又は底面と対向するように設けられる。
【００２８】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また本実施形態に係る電子機器１０２では、発振装置１０が実装基板２４と交わらない方向に設けられている。発振装置１０は、振動膜の振動方向における幅よりも、振動膜の形成方向における幅のほうが大きい場合が多い。従って、第１の実施形態よりも、電子機器の薄型化を図ることができる。
【００２９】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  発振装置
２０  筐体
２２  構成部品
２４  実装基板
２５  フレキシブル基板
３０  直線
３５  直線
４０  超音波
４５  超音波
５０  孔
５５  孔
６０  圧電振動子
６２  圧電体
６４  上部電極
６６  下部電極
７０  支持部材
８０  振動部材
９０  制御部
９２  信号生成部
１００  電子機器
１０２  電子機器
【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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