(57)【要約】【課題】電子機器において、部品の数を少なくすることができ、かつ衝撃が加わったことを記録することができるようにする。【解決手段】発振装置は、振動部材１０及び圧電素子２０を備えており、スピーカとして機能する。圧電素子２０は、振動部材１０に固定されている。衝撃検出部６４は、圧電素子２０から検出される信号に基づいて、発振装置（すなわち電子機器）に衝撃が加わったことを検出する。衝撃記憶部６６は、衝撃検出部６４が衝撃を検出したことを記憶する。すなわち本実施形態では、衝撃検出用のセンサを設ける必要がない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動部材と、前記振動部材に固定された圧電素子とを有し、スピーカとして機能する発振装置と、
前記圧電素子から検出される信号に基づいて、前記発振装置に衝撃が加わったことを検出する衝撃検出手段と、
前記衝撃検出手段が衝撃を検出したことを記憶する衝撃記憶手段と、
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、
前記衝撃検出手段は、前記圧電素子の電気コンダクタンスの周波数依存性に基づいて、前記発振装置に衝撃が加わったことを判断する電子機器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電子機器において、
前記衝撃記憶手段は、前記衝撃検出手段が検出した衝撃の回数を記憶する電子機器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子機器において、
前記圧電素子に駆動信号を入力する入力手段をさらに備え、
前記入力手段及び前記衝撃検出手段は、前記圧電素子に対して互いに並列に接続している電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯型の電子機器の普及が進んでいる。携帯型の電子機器は、ユーザによって持ち運ばれる回数が多いため、落下等により衝撃が加わる確率が高くなる。電子機器に衝撃が加わったことを記録することは、その電子機器の保守を行ううえで重要である。
【０００３】
特許文献１には、電子機器に圧電素子を有する衝撃センサを設け、この衝撃センサを用いて電子機器があったことを検知し、かつ記憶することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２２５１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年は、携帯型の電子機器の高性能化及び小型化が進んでいる。このため、電子機器を構成する部品の数を少なくすることが好ましい。
【０００６】
本発明の目的は、部品の数を少なくすることができ、かつ衝撃が加わったことを記録することができる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、振動部材と、前記振動部材に固定された圧電素子とを有し、スピーカとして機能する発振装置と、
前記圧電素子から検出される信号に基づいて、前記発振装置に衝撃が加わったことを検出する衝撃検出手段と、
前記衝撃検出手段が衝撃を検出したことを記憶する衝撃記憶手段と、
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、電子機器において、部品の数を少なくすることができ、かつ衝撃が加わったことを記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る電子機器の構成を示す図である。
【図２】衝撃が加わっていない状態における圧電素子のコンダクタンスの周波数依存性を示す図である。
【図３】衝撃が加わったときの圧電素子のコンダクタンスの周波数依存性を示す図である。
【図４】変形例に係る電子機器の構成を示す図である。
【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、実施形態に係る電子機器の構成を示す図である。この電子機器は、発振装置、衝撃検出部６４、及び衝撃記憶部６６を備えている。発振装置は、振動部材１０及び圧電素子２０を備えており、スピーカとして機能する。圧電素子２０は、振動部材１０に固定されている。衝撃検出部６４は、圧電素子２０から検出される信号に基づいて、発振装置（すなわち電子機器）に衝撃が加わったことを検出する。衝撃記憶部６６は、衝撃検出部６４が衝撃を検出したことを記憶する。すなわち本実施形態では、衝撃検出用のセンサを設ける必要がない。従って、部品の数を少なくすることができ、かつ衝撃が加わったことを記録することができる。以下、詳細に説明する。
【００１２】
振動部材１０はシート状であり、圧電素子２０から発生した振動によって振動する。また振動部材１０は、圧電素子２０の基本共振周波数を調整する。機械振動子の基本共振周波数は、負荷重量と、コンプライアンスに依存する。コンプライアンスは振動子の機械剛性であるため、振動部材１０の剛性を制御することで、圧電素子２０の基本共振周波数を制御できる。なお、振動部材１０の厚みは５μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。また、振動部材１０は、剛性を示す指標である縦弾性係数が１ＧＰａ以上５００ＧＰａ以下であることが好ましい。振動部材１０の剛性が低すぎる場合や、高すぎる場合は、機械振動子としての特性や信頼性を損なう可能性が出てくる。なお、振動部材１０を構成する材料は、金属や樹脂など、脆性材料である圧電素子２０に対して高い弾性率を持つ材料であれば特に限定されないが、加工性やコストの観点からリン青銅やステンレスなどが好ましい。
【００１３】
圧電素子２０は、ＰＺＴなどの圧電セラミックスにより形成されている。ただし、圧電素子２０は、圧電特性を示す高分子材料、例えばポリフッ化ビニリデンにより形成されていてもよい。
【００１４】
本実施形態において、電子機器はインピーダンスアナライザ６２を有している。インピーダンスアナライザ６２は、圧電素子２０のインピーダンスの周波数依存性を検出する。衝撃検出部６４は、インピーダンスアナライザ６２の検出値に基づいて圧電素子２０のコンダクタンスの周波数依存性を算出し、この算出結果に基づいて、発振装置に衝撃が加わったことを検出する。この検出処理の詳細については、後述する。
【００１５】
衝撃記憶部６６は、衝撃検出部６４が衝撃を検出したことを記憶するほか、衝撃検出部６４が検出した衝撃の回数を記憶する。
【００１６】
また発振装置は、支持部材４０及び入力部５０を備えている。支持部材４０は、筒形状を有しており、例えば樹脂または金属により形成されている。直筒の断面形状は、円形であってもよいし、多角形であっても良い。支持部材４０は、振動部材１０の縁を保持している。そして発振装置は、支持部材４０が電子機器の筐体７０に固定される。筐体７０は音孔７２を有している。音孔７２は、振動部材１０及び圧電素子２０に対向している。
【００１７】
入力部５０は、インピーダンスアナライザ６２及び衝撃検出部６４とは別に設けられており、圧電素子２０に対してインピーダンスアナライザ６２及び衝撃検出部６４と並列に接続している。入力部５０は、外部から入力された音声信号に基づいて駆動信号を生成し、生成した駆動信号を圧電素子２０に入力する。本実施形態において、発振装置はパラメトリックスピーカとして機能する。そして入力部５０は、外部から入力された音声データ（原信号）を変調してパラメトリックスピーカ用の変調データを生成し、このデータに基づいて駆動信号を生成する。この駆動信号の周波数は、振動部材１０及び圧電素子２０のｎ次の共振周波数であり、例えば２０ｋＨｚ以上である。
【００１８】
入力部５０は、例えば音響処理部５２、Ｄ／Ａコンバータ５４、増幅部５６、及びバンドパスフィルタ５８を有している。音響処理部５２は、デジタル形式の音声信号に対して必要な処理を行う。ここで行われる処理には、イコライザによる処理、コンプレッサによる処理、ΔΣ変調処理、ＡＭ変調処理、ＦＭ変調処理などが含まれる。Ｄ／Ａコンバータ５４は、音響処理部５２によって処理されたデジタル信号をアナログ信号に変換する。増幅部５６は、Ｄ／Ａコンバータ５４から出力されたアナログ信号を増幅する。バンドパスフィルタ５８は、圧電素子２０をΔΣ変調信号により駆動する場合に音声信号のフィルタリングを行う。
【００１９】
図２及び図３は、衝撃検出部６４が衝撃を検出する処理を説明するための図である。図２は、衝撃が加わっていない状態における圧電素子２０のコンダクタンスの周波数依存性を示しており、図３は、衝撃が加わったときの圧電素子２０のコンダクタンスの周波数依存性を示す。これらの図から明らかなように、衝撃が加わったとき、圧電素子２０のコンダクタンスの周波数依存性には乱れが生じる。従って、衝撃検出部６４は、この乱れを検出することにより、発振装置に衝撃が加わったことを検出できる。
【００２０】
例えば衝撃検出部６４は、以下の処理を行う。まず衝撃検出部６４は、インピーダンスアナライザ６２が検出したインピーダンスの周波数依存性を処理することにより、コンダクタンスのデータ列ベクトルｘ［κ］を算出する（κ∈Ｚかつκ≧０）。そして衝撃検出部６４は、隣り合うデータ列ベクトルｘ［κ］の正負が逆転している部分の数をカウントする。なお、ｘ［κ］＝０の場合、カウント値には含めない。具体的には、衝撃検出部６４は、ｘ［κ］×ｘ［κ＋１］≧０のときにはｙ［κ］＝０として、ｘ［κ］×ｘ［κ＋１］＜０のときにはｙ［κ］＝１としたうえで、ｙ［κ］を積算していく。ここで衝撃検出部６４は、隣り合うデータ列ベクトルｘ［κ］の差分が閾値以上になった回数をカウントしても良い。そして衝撃検出部６４は、このカウント値（たとえばｙ［κ］の積算値）が基準値以上になった場合、発振装置に衝撃が加わったと判断する。
【００２１】
なお、衝撃検出部６４が上述した処理を行う周波数帯域は、例えば超音波帯域であり、圧電素子２０の基本共振周波数を含んでいる。ただしこの周波数帯域は、基本共振周波数を含まない帯域であってもよい。
【００２２】
そして衝撃記憶部６６は、衝撃検出部６４が衝撃を検出するたびにフラグを立てる。そして衝撃検出部６４は、そのフラグの数を積算することにより、発振装置が衝撃を受けた回数を認識できる。この回数は、例えば電子機器の故障時に、どのような処理を行うかの参考にされる。
【００２３】
以上、本実施形態によれば、圧電素子２０は、スピーカとしても機能し、かつ衝撃を検出するセンサとしても機能する。従って、電子機器に衝撃検出機能を設けるとともに、部品の数を少なくすることができる。
【００２４】
特に本実施形態では、圧電素子２０のコンダクタンスの周波数依存性に基づいて、発振装置に衝撃が加わったことを検出している。従って、圧電素子２０に音声信号が入力されている場合においても、発振装置に衝撃が加わったことを検出することができる。
【００２５】
なお、発振装置の構成は図１に示した例に限定されない。例えば図４に示すように、発振装置は第２振動部材３０を有していても良い。第２振動部材３０は、振動部材１０と圧電素子２０の間に位置している。すなわち第２振動部材３０の一面上には圧電素子２０が接合しており、第２振動部材３０の他面には振動部材１０が接合している。第２振動部材３０の平面形状は、圧電素子２０よりも大きく振動部材１０よりも小さい。このため、振動部材１０の縁は、支持部材４０には固定されていない。
【００２６】
第２振動部材３０は、振動部材１０よりも弾性率が低い材料、例えばポリエチレンテレフタラート、ポリエチレン、またはウレタンにより形成されている。
【００２７】
このようにすると、振動部材は、振動部材１０及び第２振動部材３０によって形成されることになる。そして、振動部材のうち支持部材４０に取り付けられている部分の振幅を大きくすることができる。これにより、発振装置の出力を大きくすることができる。
【００２８】
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】
【００２９】
１０ 振動部材
２０ 圧電素子
３０ 第２振動部材
４０ 支持部材
５０ 入力部
５２ 音響処理部
５４ Ｄ／Ａコンバータ
５６ 増幅部
５８ バンドパスフィルタ
６２ インピーダンスアナライザ
６４ 衝撃検出部
６６ 衝撃記憶部
７０ 筐体
７２ 音孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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