(57)【要約】【課題】任意に、かつ高度に音波の遮蔽を行うことが可能な電子機器を提供する。【解決手段】電子機器１００は、第１の振動面から超音波４０を発振する発振装置１０と、発振装置１０を内部に有する筐体２０と、第１の振動面に対向して設けられ、筐体２０の表面に開口端５０を有する導波路３０と、開口端５０に設けられ、開口端５０を開閉する遮蔽部材８０と、を備える。これにより任意に、かつ高度に音波の遮蔽をすることが可能な電子機器が提供される。【選択図】図１
2012029084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の振動面から超音波を発振する発振装置と、
前記発振装置を内部に有する筐体と、
前記第１の振動面に対向して設けられ、前記筐体の表面に第１の開口端を有する第１の導波路と、
前記第１の開口端に設けられ、前記第１の開口端を開閉する第１の遮蔽部材と、
を備える電子機器。
【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第１の制御部と、
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の遮蔽部材と接続し、前記第１の遮蔽部材の動きを制御する第２の制御部をさらに備える電子機器。
【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、
前記第１の遮蔽部材は、吸音材料により構成されている電子機器。
【請求項５】
請求項４に記載の電子機器において、
前記第１の遮蔽部材は、厚さが１ｍｍ以下である電子機器。
【請求項６】
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、
前記第１の遮蔽部材は、金属材料により構成されている電子機器。
【請求項７】
請求項１ないし６に記載の電子機器において、
前記第１の振動面とは逆の面により構成されている第２の振動面に対向して設けられ、前記筐体の前記表面に第２の開口端を有する第２の導波路と、
前記第２の開口端に設けられ、前記第２の開口端を開閉する第２の遮蔽部材と、
を備え、
前記発振装置は、前記第２の振動面から超音波を発振する電子機器。
【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、
前記筐体の内部に設けられた複数の構成部品をさらに備え、
前記第１の振動面と、前記第１の開口端のうち少なくとも一部を結ぶ直線上には、いずれの前記構成部品も位置しない電子機器。
【請求項９】
請求項１ないし８いずれか１項に記載の電子機器において、
前記第１の導波路は、前記第１の振動面と前記第１の開口端をつなぐ管を設けることにより形成されている電子機器。
【請求項１０】
請求項１ないし９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。
【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。その他にも、スピーカを搭載した携帯機器等に関する技術については、例えば特許文献１〜４に記載されるものがある。これらはいずれもスピーカを搭載した携帯電話に関するものであり、携帯電話の利便性を高めることを目的としている。
【０００３】
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】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２８５４３３号公報
【特許文献２】特開２００３−１１１１９４号公報
【特許文献３】特開２００４−２８９５６３号公報
【特許文献４】特開２００５−１４２８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スピーカを搭載した電子機器には、その利便性を向上させることが望まれる。その一つとして、任意に、かつ高度に音波の遮蔽を行うことが可能な電子機器を開発することが求められている。
【０００６】
本発明の目的は、任意に、かつ高度に音波の遮蔽を行うことが可能な電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、第１の振動面から超音波を発する発振装置と、
前記発振装置を内部に有する筐体と、
前記第１の振動面に対向して設けられ、前記筐体の表面に第１の開口端を有する第１の導波路と、
前記第１の開口端に設けられ、前記第１の開口端を開閉する第１の遮蔽部材と、
を備える電子機器が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、任意に、かつ高度に音波の遮蔽を行うことが可能な電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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】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】
【００１０】
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。
【００１１】
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、導波路３０と、遮蔽部材８０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。
【００１２】
発振装置１０は、第１の振動面から超音波４０を発振する。筐体２０は、発振装置１０を内部に有する。導波路３０は、第１の振動面に対向して設けられている。また導波路３０は、筐体２０の表面に開口端５０を有している。遮蔽部材８０は、開口端５０に設けられており、開口端５０を開閉する。以下図１〜図３を用いて、電子機器１００の構成について詳細に説明する。
【００１３】
図１に示すように、電子機器１００は、導波路３５と、遮蔽部材８５をさらに備えている。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を発振する。導波路３５は、第２の振動面に対向して設けられている。また導波路３５は、筐体２０の表面に開口端５５を有している。遮蔽部材８５は、開口端５５に設けられており、開口端５５を開閉する。
【００１４】
また、電子機器１００は、制御部７８をさらに備えている。制御部７８は、遮蔽部材８０と接続しており、遮蔽部材８０の動きを制御する。これにより、開口端５０の開閉を制御する。また制御部７８は、遮蔽部材８５と接続しており、遮蔽部材８５の動きを制御する。これにより、開口端５５の開閉を制御する。なお制御部７８を設けず、遮蔽部材８０、８５を手動によって動かすように構成されていてもよい。遮蔽部材８０、８５は、例えば筐体２０に設けられたガイドとなる凹凸に沿って動く。
【００１５】
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７２と、支持部材７０とを有している。振動部材７２は、圧電振動子６０を拘束している。支持部材７０は、振動部材７２を支持している。また発振装置１０は、制御部７４と、信号生成部７６と、をさらに備えている。信号生成部７６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７４は、信号生成部７６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７６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７４に入力される情報は音声信号である。
【００１６】
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７４は信号生成部７６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７２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７２は、それぞれ単数であってもよい。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
振動部材７２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７２の厚みは、５〜５００ｕｍであることが好ましい。また振動部材７２の縦弾性係数は、１〜５００ＧＰａであることが好ましい。振動部材７２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。
【００２０】
導波路３０は、第１の振動面と開口端５０をつなぐ導波管２２を設けることにより形成されている。導波路３５は、第２の振動面と開口端５５をつなぐ導波管２４を設けることにより形成されている。また導波路３０、３５は、第１の振動面及び第２の振動面と垂直に設けられている。導波路３０、３５の面積は、例えば０．１ｍｍ２以上あればよい。
【００２１】
遮蔽部材８０、８５は、例えばウレタン等の吸音材料により構成されている。この場合遮蔽部材８０、８５の厚さは、例えば１ｍｍ以下である。遮蔽部材８０、８５が吸音材料により構成される場合、遮蔽部材８０、８５は、音波を吸収することによって音波を遮蔽する。また遮蔽部材８０、８５は、例えば金属材料により構成されていてもよい。遮蔽部材８０、８５が金属材料により構成される場合、遮蔽部材８０、８５は、音波を反射することによって音波を遮蔽する。なお反射された音波は、筐体２０内部において衝突し合い、キャンセリングされる。
【００２２】
次に、本実施形態の効果を説明する。発振装置から可聴音波が発振される場合、拡散性に優れる可聴音波は、遮蔽部材と筐体の隙間を抜けて外部に漏れ出てしまう場合がある。これに対し、本実施形態に係る電子機器１００では、発振装置１０は超音波４０、４５を発振する。直進性に優れる超音波４０、４５は、拡散して外部に漏れ出ることなく、遮蔽部材８０、８５に衝突して消滅する。また遮蔽部材８０、８５は、可動に設けられている。よって任意に、かつ高度に音波の遮蔽をすることができる電子機器が提供される。
【００２３】
また、開口端５０、５５に遮蔽部材８０、８５がそれぞれ設けられているため、筐体２０の内部に水が侵入することを防止することができる。さらに、発振装置１０の第１の振動面及び第２の振動面には、それぞれ導波路３０、３５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振された超音波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。さらに導波路３０は第１の振動面と垂直であり、導波路３５は第２の振動面と垂直である。発振装置１０から発せられる超音波４０、４５は、第１の振動面及び第２の振動面と垂直な成分が多いため、さらに高効率で音響再生が可能となる。
【００２４】
図４は、第２の実施形態に係る電子機器１０２を示す断面図であって、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では、導波管２２、２４を設けていない点を除いて、第１の実施形態に係る電子機器１００と同様である。
【００２５】
電子機器１０２は、筐体の内部に設けられた構成部品９０をさらに備えている。第１の振動面のうち少なくとも一部と、開口端５０のうち少なくとも一部を結ぶ直線上には、いずれの構成部品９０も位置していない。また第２の振動面のうち少なくとも一部と、開口端５５のうち少なくとも一部を結ぶ直線上には、いずれの構成部品９０も位置していない。導波路３０は、開口端５０と、発振装置１０が重なっている場所のうち、構成部品９０が位置していない部分によって構成される。また導波路３５は、開口端５５と発振装置１０が重なっている場所のうち、構成部品９０が位置していない部分によって構成される。
【００２６】
電子機器１０２は、実装基板９２をさらに備えている。実装基板９２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９２は、例えばプリント配線基板である。構成部品９０は、実装基板９２上に実装されている。また実装基板９２上における構成部品９０の高さは、互いに異なっている。構成部品９０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。
【００２７】
発振装置１０は、実装基板９２と交わる方向に設けられる。この場合、導波路３０、３５は、実装基板９２と交わらないように設けられている。そして開口端５０、５５は、筐体２０の側面に配置される。また発振装置１０は、実装基板９２と交わらない方向に設けられてもよい（図示せず）。この場合実装基板９２のうち、導波路３０、３５と交わる部分には貫通孔が形成される（図示せず）。そして開口端５０、５５は、筐体２０の上面及び底面に配置される（図示せず）。
【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、超音波４０、４５の直進性を利用して、構成部品９０の隙間を導波路３０、３５としている。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。
【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  導波管
２４  導波管
３０  導波路
３５  導波路
４０  超音波
４５  超音波
５０  開口端
５５  開口端
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
７２  振動部材
７４  制御部
７６  信号生成部
７８  制御部
８０  遮蔽部材
８５  遮蔽部材
９０  構成部品
９２  実装基板
１００  電子機器
１０２  電子機器
【図１】
2012029084.tif 000003
【図２】
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【図３】
2012029084.tif 000005
【図４】
2012029084.tif 000006