(57)【要約】【課題】圧電フィルムを用いて音波を発振する機能を有する電子機器において、圧電フィルムの耐久性を向上させる。【解決手段】電子機器３００は、筐体３１０、圧電フィルム２２、第１電極２４、及び第２電極２６を備えている。圧電フィルム２２は筐体３１０の内面に貼り付けられている。第１電極２４は圧電フィルム２２の第１面に取り付けられており、第２電極２６は圧電フィルム２２の第２面に取り付けられている。第２電極２６は平面視で第１電極２４と重なっている。電子機器３００は、例えば携帯通信端末などの携帯端末である。そして圧電フィルム２２，第１電極２４，第２電極２６により、電子機器３００の発振部材２０が構成されている。発振部材２０はパラメトリックスピーカとして機能し、制御部から、パラメトリックスピーカにおける変調信号が入力される。【選択図】図１
2012100048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体の内面に貼り付けられた圧電フィルムと、
前記圧電フィルムの第１面に取り付けられた第１電極と、
前記圧電フィルムの第２面に取り付けられ、平面視で前記第１電極と重なっている第２電極と、
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、
前記圧電フィルムの前記第１面には、複数の前記第１電極が互いに離間して取り付けられている電子機器。
【請求項３】
請求項２に記載の電子機器において、
前記圧電フィルムの前記第２面には、複数の前記第２電極が互いに離間して設けられており、
前記複数の第２電極は、互いに異なる前記第１電極に対向している電子機器。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の電子機器において、
前記筐体は、平面視で前記複数の第１電極の相互間に位置していて前記筐体よりも重い材質からなるフレームを備えている電子機器。
【請求項５】
請求項４に記載の電子機器において、
前記筐体は樹脂製であり、
前記フレームは金属製である電子機器。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子機器において、
前記筐体は、前記筐体よりも重い材質からなる複数の粒子を含有している電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音波の出力機能を有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やラップトップ型コンピュータの携帯端末などの需要が拡大している。特にテレビ電話や動画再生、ハンズフリー電話機能などの音響機能を商品価値とした薄型の携帯端末の開発が進められている。これらの開発の中で、小型でかつ出力が大きい電気音響変換器の要求が高まっている。従来、携帯電話等の電子機器には、電気音響変換器として動電型電気音響変換器が利用されている。この動電型電気音響変換器は、永久磁石とボイスコイルと振動膜から構成されている。しかしながら動電型電気音響変換器は、その動作原理及び構造から、薄型化には限界がある。そこで、圧電振動子をパラメトリックスピーカとして使用することが期待されている。
【０００３】
特許文献１には、圧電振動子として圧電フィルムを用いたスピーカが開示されている。特許文献１では、スピーカは、筐体の表面側に設けられた凹部に組み込まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３９８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、圧電振動子は筐体の表面側に設けている。このため、圧電振動子の耐久性が低くなる可能性があった。
【０００６】
本発明の目的は、圧電フィルムを用いて音波を発振する機能を有する電子機器において、圧電フィルムの耐久性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、筐体と、
前記筐体の内面に貼り付けられた圧電フィルムと、
前記圧電フィルムの第１面に取り付けられた第１電極と、
前記圧電フィルムの第２面に取り付けられ、平面視で前記第１電極と重なっている第２電極と、
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、圧電フィルムを用いて音波を発振する機能を有する電子機器において、圧電フィルムの耐久性を向上させることができる。
【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の要部の構成を示す断面図である。
【図２】電子機器の平面図である。
【図３】発振部材の平面図である。
【図４】第２の実施形態に係る電子機器の要部の構成を示す断面図である。
【図５】発振部材とフレームの位置関係を示す平面図である。
【図６】第３の実施形態に係る電子機器の要部の構成を示す断面図である。
【図７】図６の変形例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】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る電子機器３００の要部の構成を示す断面図であり、図２は電子機器３００の平面図である。電子機器３００は、筐体３１０、圧電フィルム２２、第１電極２４、及び第２電極２６を備えている。圧電フィルム２２は筐体３１０の内面に貼り付けられている。第１電極２４は圧電フィルム２２の第１面に取り付けられており、第２電極２６は圧電フィルム２２の第２面に取り付けられている。第２電極２６は平面視で第１電極２４と重なっている。以下、詳細に説明する。
【００１２】
本実施形態において、電子機器３００は、例えば携帯通信端末などの携帯端末であり、表示画面２００を有している。そして圧電フィルム２２，第１電極２４，第２電極２６、及び筐体３１０により、電子機器３００のスピーカが構成されている。このスピーカはパラメトリックスピーカとして機能し、制御部（図示せず）から、パラメトリックスピーカにおける変調信号が入力される。変調信号の輸送波は、周波数が２０ｋＨｚ以上の超音波、例えば１００ｋＨｚの超音波である。
【００１３】
圧電フィルム２２は、上記したように圧電効果を有する樹脂材料から構成されており、また厚さ方向に分極している。この樹脂材料は、圧電効果を有していれば特に限定されないが、機械変換効率が高い材料、例えば、ポリフッ化ビニリデンや、ポリ塩化ビニルなどを使用できる。圧電フィルム２２の厚みは特に限定されないが、５μｍ〜１ｍｍであることが好ましい。圧電フィルム２２の厚みが５μｍ未満の場合、製造工程に起因して厚みのバラツキが生じやすくなる。また、圧電フィルム２２の厚みが１ｍｍを超える場合、発振装置の厚みが増大してしまう。
【００１４】
第１電極２４及び第２電極２６を構成する材料は特に限定されないが、例えば、銀や銀／パラジウムを使用することができる。銀は低抵抗な汎用的な電極材料として使用されているため、製造プロセスやコストなどに利点がある。銀／パラジウムは耐酸化に優れた低抵抗材料であるため、信頼性の観点から利点がある。また、第１電極２４及び第２電極２６の厚さｈ２は特に限定されないが、その厚さｈ２が１μｍ以上５０μｍ以下であるのが好ましい。厚さｈ２が１μｍ未満では、第１電極２４及び第２電極２６を均一に成形することが難しくなり、その結果、電気機械変換効率が低下する可能性がある。また、第１電極２４及び第２電極２６の膜厚が１００μｍを超える場合は、第１電極２４及び第２電極２６が圧電フィルム２２に対して拘束面となり、エネルギー変換効率を低下させてしまう可能性が出てくる。
【００１５】
本実施形態において、圧電フィルム２２の第１面には、複数の第１電極２４が互いに離間して設けられている。また圧電フィルム２２の第２面には、複数の第２電極２６が互いに離間して設けられている。複数の第２電極２６は、互いに異なる第１電極２４に対向している。本実施形態では、第１電極２４と第２電極２６の平面形状は互いに同一である。
【００１６】
すなわち本実施形態では、一枚の圧電フィルム２２に複数の第１電極２４，第２電極２６が設けられることにより、一枚の圧電フィルム２２によって複数の圧電振動子がアレイ状に形成される。そして上記した制御部は、これら複数の圧電振動子をフェーズドアレイ法を用いて制御することにより、パラメトリックスピーカの指向性を制御している。具体的には、制御部は、複数の圧電振動子それぞれに入力する変調信号を調節することにより、パラメトリックスピーカの復調が行われる空間を制御している。
【００１７】
なお本実施形態において、圧電フィルム２２は、第１電極２４が筐体３１０に貼り付けられることにより、筐体３１０に貼り付けられている。
【００１８】
図３は、発振部材２０の平面図である。圧電フィルム２２には複数の第１電極２４及び第２電極２６が互いに離間してアレイ状に配置されている。これら複数の第１電極２４のレイアウトは、第１電極２４となる金属膜のパターニング段階で容易に変更することができる。
【００１９】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。本実施形態によれば、圧電フィルム２２によって複数の圧電振動子が形成されている。そしてこれらの圧電振動子の振動は、電子機器３００の筐体３１０を介して外部に放射される。なお各圧電振動子の発振周波数は高いため、筐体３１０を伝達する間に隣り合う圧電振動子の振動が互いに干渉することを抑制できる。
【００２０】
また、圧電フィルム２２、第１電極２４、及び第２電極２６は筐体３１０の内側に位置している。このため、圧電フィルム２２、第１電極２４、及び第２電極２６は筐体３１０によって保護されるため、これらの耐久性は向上する。
【００２１】
また、筐体３１０が樹脂によって形成されている場合、筐体３１０と圧電フィルム２２の熱膨張係数が大きく異なることを抑制できる。この場合筐体３１０と圧電フィルム２２の間で熱応力が生じることを抑制できる。
【００２２】
また、圧電フィルム２２の第１面および第２面において第１電極２４及び第２電極２６のパターンを変えることにより、複数の圧電振動子の大きさやレイアウトを変えることができる。従って、発振部材２０の製造が容易になる。
【００２３】
また筐体３１０に音孔を設ける必要がないため、筐体３１０の防水性を高めることができる。
【００２４】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る電子機器３００の要部の構成を示す断面図であり、第１の実施形態における図１に相当している。図５は、発振部材２０とフレーム３１２の位置関係を示す平面図である。本実施形態に係る電子機器３００は、フレーム３１２を備えている点を除いて、第１の実施形態に係る電子機器３００と同様である。
【００２５】
フレーム３１２は、平面視で複数の第１電極２４の相互間に位置していて筐体３１０よりも重い材料から構成されている。例えば筐体３１０が樹脂製である場合、フレーム３１２はステンレスなどの金属製である。本実施形態において、フレーム３１２は、平面形状で格子を構成している。そして第１電極２４及び第２電極２６は、フレーム３１２が構成する各格子の内側に位置している。すなわち平面視において、一つの圧電フィルム２２によって構成される複数の圧電振動子は、フレーム３１２によって互いに分離されている。
【００２６】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、筐体３１０はフレーム３１２によって複数の圧電振動子別に分離されている。従って、隣り合う圧電振動子の振動が、筐体３１０を伝達する間に互いに干渉することをさらに抑制できる。
【００２７】
（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態に係る電子機器３００の要部の構成を示す断面図であり、第１の実施形態における図１に相当している。本実施形態に係る電子機器３００は、筐体３１０が複数の粒子３１４を有している点を除いて、第１の実施形態に係る電子機器３００と同様の構成である。
【００２８】
粒子３１４は、筐体３１０を構成する材料よりも重い材料から構成されている。例えば筐体３１０が樹脂製である場合、粒子３１４は例えば金属から構成される。
【００２９】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、粒子３１４を設けることにより、筐体３１０の剛性を高めることができる。また粒子３１４の分量を変えることにより、筐体３１０のうち発振部材２０に対向する部分の質量を調整することができる。このため、発振部材２０及び筐体３１０からなるスピーカの基本共振周端数及び機械品質係数Ｑを調整することができる。
【００３０】
なお、図７に示すように、本実施形態において第２の実施形態に示したフレーム３１２を設けてもよい。
【００３１】
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。例えば第１電極２４及び第２電極２６のうち、いずれか一方は圧電フィルム２２の全面に一つの電極として設けられてもよい。この場合、第１電極２４及び第２電極２６のうち一つの電極として形成されたほうには、グランド電位が印加される。
【符号の説明】
【００３２】
２０ 発振部材
２２ 圧電フィルム
２４ 第１電極
２６ 第２電極
２００ 表示画面
３００ 電子機器
３１０ 筐体
３１２ フレーム
３１４ 粒子
【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】
2012100048.tif 000007
【図６】
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【図７】
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