电子设备的制作方法

电子设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种电子设备，其包括：压电元件、与所述压电元件接合用于振动的振动板、以及与所述振动板接合的壳体。通过使人体的一部分振动而被传送的振动声由所述振动板生成。所述振动板在其平面视图中包括第一区域和第二区域，所述第一区域包括具有所述压电元件的接合部分，所述第二区域比所述第一区域距离所述接合部分更远，并且所述第一区域的刚性小于所述第二区域的刚性。通过上述配置，减少了漏声等，并且改善了电子设备的可用性。
【专利说明】电子设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2012年3月29日提交的第2012-077714号日本专利申请的优先权和权益，该日本专利申请的全部内容通过引用被并入本文。
【技术领域】
[0003]本发明涉及电子设备，该电子设备通过向压电元件应用预定的电信号(即，声音信号)使振动板振动并且将振动板的振动传递至人体由此将振动声传送给用户。
【背景技术】
[0004]下文列出的专利文献I描述了已知空气传导声和骨传导声是从电子设备(例如，移动电话)传送至人体的声音。还描述了空气传导声是作为由通过物体的振动建立且通过外耳道行进到耳膜的空气振动引起的耳膜振动的结果而被用户的听觉神经感知的声音。此外，描述了骨传导声通过用户身体与振动物体接触的部分(例如，外耳的软骨部分)被传送至用户的听觉神经。
[0005]专利文献I还描述了在通过空气传导声和骨传导声将声音传送给用户的移动电话中，通过压电双晶片和柔性材料配置的矩形板状的振动体经由弹性构件附接至壳体的外表面。还描述了在将电压施加至振动体的压电双晶片之后，压电双晶片沿纵向方向膨胀和收缩，由此使振动体振动。此外,描述了当用户使振动体与耳廓接触时,空气传导声和骨传导声被传送给用户。
[0006]引文列表
[0007]专利文献1:第2005-348193号日本专利申请公布
【发明内容】

[0008]根据专利文献I中描述的电子设备中，垂直宽度近似为0.8cm、水平宽度近似为
3.2cm的尺寸的小矩形振动体附接至移动电话等的壳体的外表面。专利文献I甚至未想到当振动体大于上述尺寸时出现的问题。
[0009]本发明提供了一种即使在比近似0.8cm x3.2cm尺寸的振动体大的振动体采用时可被适当使用的电子设备。
[0010]本发明的一个方面提供了一种电子设备，其包括:压电元件；振动板，与所述压电元件接合用于振动；以及壳体，与所述振动板接合。通过使人体的一部分振动而传送的振动声由所述振动板生成。所述振动板在其平面视图中包括第一区域和第二区域，所述第一区域包括具有所述压电元件的接合部分，所述第二区域比所述第一区域距离所述接合部分更远，所述第一区域的刚性小于所述第二区域的刚性。
[0011]根据一个优选的实施方式，所述振动板包括被配置为接合在一起的两个板，并且所述两个板的接合部分位于所述第二区域中。
[0012]根据另一优选的实施方式，所述两个板中的一个包括显示面板，所述两个板中的另一个包括被设置在所述壳体相对于所述显示面板的相反侧上的触摸面板或保护面板。
[0013]根据又一优选的实施方式，在从包括在所述第一区域中的具有所述压电元件的所述接合部分向所述第二区域延伸的方向上，所述振动板的长度大于或等于从对耳屏至对耳轮的下脚的长度。
[0014]根据又一优选的实施方式，在与从包括在所述第一区域中的具有所述压电元件的所述接合部分向所述第二区域延伸的所述第一方向相交的第二方向上，所述振动板的长度大于或等于从耳屏至对耳轮的长度。
[0015]根据又一优选的实施方式，所述压电元件通过接合构件(例如，非热固粘合剂、双面粘合带等)接合至所述振动板。
[0016]根据又一优选实施方式，所述振动板通过接合构件(例如，非热固粘合剂、双面粘合带等)接合至所述壳体。
[0017]根据又一优选实施方式，所述振动板形成显示单元、输入单元、所述显示单元的盖、以及允许电池能够被拆卸的罩部中的任一个的一部分或整体。
[0018]根据又一优选实施方式，所述振动板中的具有所述压电元件的所述接合部分位于所述触摸面板覆盖所述显示面板的区域外。
[0019]即使在比近似0.8cm x3.2cm尺寸的振动体大的振动体被采用时，根据本发明的电子设备也可被适当地使用。而且，振动声和空气传导声可由所述振动板生成。
【专利附图】

【附图说明】
[0020]下面参考附图进一步描述本发明，在附图中:
[0021]图1是根据本发明的一个实施方式的电子设备的功能框图；
[0022]图2示出了电子设备被使用时的状态；
[0023]图3A和图3B不出了根据另一实施方式的电子设备的壳体结构；
[0024]图4示出了根据另一实施方式的电子设备的振动板的振动的一个实施例；
[0025]图5示出了当显示单元未被接合至面板时振动板的振动的一个实施例；以及
[0026]图6A和图6B不出了根据又一实施方式的电子设备的壳体结构。
【具体实施方式】
[0027]参考附图描述本发明的实施方式。图1是根据本发明的一个实施方式的电子设备I的功能框图。电子设备I即移动电话(智能电话)例如包括振动板100(包括面板10和显示单元20)、压电元件30、输入单元40和控制单元50。
[0028]面板10可以是被配置为检测接触的触摸面板、被配置为保护显示单元20的盖板等。面板10可由玻璃或合成树脂(例如，丙烯酰基)制成。面板10优选地具有板形状。当面板10为触摸面板时，面板10检测由用户手指、笔、手写笔等进行的接触。触摸面板可通过采用任意类型(例如，电容型、电阻膜型、表面声波型(或超声波型)、红外线型、电磁感应型、负荷检测型等)检测接触。
[0029]显示单元20为例如液晶显示器、有机EL显示器、无机EL显示器的平板显示设备。显示单元20如随后所述被设置在面板10的背面。显示单元20可通过使用接合构件(例如，粘合剂)粘合和固定至面板10。接合构件可以是对于透过其传送的光具有可控折射率的弹性树脂(例如，光学弹性树脂)。显示单元20通过接合构件和面板10显示各种信息。
[0030]压电元件30为被配置为响应于所应用的电信号(电压)根据构成材料的机电耦合因子而经历膨胀和收缩。例如使用陶瓷和晶体作为元件的材料。压电元件30可以是单晶片、双晶片或层压的压电元件。层压的压电元件包括层压有双晶片层(例如16或24层)的层压的双晶片元件。层压的压电元件通过例如由PZT(锆钛酸铅)制成的多个介电层和分别设置在相邻介电层之间的电极层的层压结构进行配置。
[0031]压电元件30被设置在面板10的背面。压电元件30通过接合构件(例如，双面粘合带)附接至面板10。压电元件30响应于所应用的电信号经历膨胀和收缩，由此面板10变形。结果，包括面板10和显示单元20的振动板100根据电信号的频率等振动。
[0032]输入单元40 被配置为接收来自用户的输入并且被配置为例如使用操作按钮(操作键)。当面板10为触摸面板时，面板10还充当能够通过检测用户进行的接触接收来自用户的操作输入的输入单元。
[0033]控制单元50是被配置为控制电子设备I的处理器，并且将预定的电信号(根据声音信号的电压)应用至压电兀件30。例如，向压电兀件30施加的电压可为±15V,大于向被配置用于不使用人体振动而使用空气传导声的声音传导的所谓面板扬声器施加的电压即±5V。通过上面的配置，即使当用户以大于或等于3N的力向用户的身体强烈地按压振动板100时，仍然会发生振动板100的振动。结果，生成通过用户身体的一部分传送的人体振动声。注意，所施加的电压水平可根据面板被紧固固定的程度或根据元件的能力被适当地调整。当控制单元50将电信号应用至压电元件30时，压电元件30经历沿纵向方向的膨胀和收缩，并且振动板100振动。面板10响应于压电元件30的膨胀和收缩或挠曲而经历挠曲。面板10直接通过压电元件30被折弯。“面板10直接通过压电元件30被折弯”的状态不同于当按压力因如在现有面板扬声器中采用的包括设置在壳体中的压电元件的压电致动器的惯性力而被施加至面板的特定区域时面板变形的现象。“面板10直接通过压电元件30被折弯”的状态包括面板经由接合构件或经由接合构件和加固构件直接通过压电元件的膨胀和收缩或折弯(挠曲)而被折弯的状态。因此，振动板100生成空气传导声，并且当用户使身体的一部分(例如，外耳的软骨部分)与振动板100接触时振动板100还生成通过身体的该部分传送的骨传导声。例如，控制单元50可使发送和接收单元60将接收的电信号应用至压电元件30，其中发送和接收单元60通过无线通信接收与代表电话的当事人语音的声音信号对应的电信号、包括电话旋律或曲调的音乐等。由此，可生成与声音信号对应的空气传导声和骨传导声。根据电信号的声音信号可基于存储在内部存储器中的音乐数据，或者可根据经由网络存储在外部服务器等中的音乐数据再生。
[0034]控制单元50还将由麦克风42收集的声音信号转变成基带信号并且使发送和接收单元60将基带信号发送至电话当事人的电子设备。还能够附加地将电子设备I设置有动态扬声器62,使得控制单兀50将各种声音信号输出至动态扬声器62。
[0035]在振动板100压电元件30的接合至面板10的区域中和在振动板100远离接合有压电元件30的区域的其它区域中引起振动。振动板100振动，使得具有相对大的振动幅度的区域和具有相对小的振动幅度的区域在某一时刻随机或周期地分布在振动板100上。也就是说，振动板100在其振动区域包括被配置为沿与振动板100主表面相交的方向振动的多个部分。具有多个波形的振动被检测到，使得在多个部分的每个中，指示振动幅度的值随时间从正到负转变或反之亦然。上面的配置允许用户在使耳朵与振动板100的与接合有压电元件30(如图2所示)的区域远离的区域接触时听到声音。
[0036]在这方面，如图2所示，振动板100可与用户的耳朵一样大，或者可大于用户的耳朵。在上面的情况下，当用户听到声音时，整个耳朵倾向于被电子设备I的振动板100覆盖。因此，可防止环境声(噪声)通过外耳道进入。足以让振动在振动板100的这样的区域中发生，该区域大于长度对应于由耳轮至耳屏和对耳屏的距离、宽度对应于由耳轮脚至对耳轮的距离的区域。日本人的平均耳朵大小可参见由品质生活的人体工程研究学所(HQL)发布的日本人身体尺寸数据库(1992-1994)等。尺寸大于或等于日本人的平均耳朵尺寸的振动板100 —般也能够覆盖外国人的整个耳朵。
[0037]上面的电子设备I能够向用户传送空气传导声和通过用户身体的一部分(例如外耳的软骨部分)传送的人体振动声。由此，与电动式受话器的情况相比，由于空气振动，声音的较少音量传播至外部环境。由此，电子设备I对在例如火车等上听录音消息的情形而H是优选的。
[0038]而且，因为上面的电子设备I通过振动板100的振动传送人体振动声，即使当用户戴着耳塞或头戴式耳机时，用户通过使电子设备I与耳塞和头戴式耳机接触，能够通过耳塞或头戴式耳机和身体的一部分听到声音。
[0039]上面的电子设备I通过振动板100的振动将声音传送给用户。由此，在电子设备I未设置有附加的电动式扬声器的情况下，没有必要向壳体提供开口(即，发声开口)用于声音传送。结果，简化了电子设备的防水结构。当电子设备I设置有附加的电动式扬声器时，发声开口可被使空气通过但阻止液体通过的构件封闭。使空气通过但阻止液体通过的构件可以是例如Gore-Tex?。
[0040]<第一实施方式>
[0041]图3A和图3B不出了根据第一实施方式的电子设备I的壳体结构。图3A是正视图，图3B是沿图3A的线b-b截取的截面视图。图3A和图3B所示的电子设备I为智能电话，其中触摸面板即玻璃板被设置在壳体60 (例如，金属或树脂外壳)的正面作为面板10。面板10和输入单元40由壳体60支撑，并且显示单元20和压电元件30均通过接合构件70粘合至面板10。注意，接合构件70可以是具有热固属性、紫外固化属性等的粘合剂、双面粘合带等。例如，接合构件70可以是光学弹性树脂，其中光学弹性树脂是无色且透明的紫外固化丙烯酸类粘合剂。面板10、显示单元20和压电元件30均具有大体矩形形状。
[0042]显示单元20通过接合构件70接合至面板10,面板10和显示单元20形成振动板100。注意，接合构件70可以是具有热固属性、紫外固化属性等的粘合剂。例如，接合构件70可以是光学弹性树脂，其中光学弹性树脂是无色且透明的紫外固化丙烯酸类粘合剂。显示单元20接合至面板10的背面。优选地，显示单元20基本在显示单元20与面板10接触的整个表面区域粘合至面板10。通过上面的结构，振动板100的刚性在显示单元20接合至面板10的部分中增加。
[0043]面板10通过接合构件接合至壳体60。通过使用接合构件防止振动板100的振动被直接传 送至壳体60，由此与振动板100的振动被直接传送至壳体60的情况相比减少了壳体60本身的振动。结果，用户较不可能因壳体60的较大振动而丢落电子设备I。而且，通过使用例如具有热固属性、紫外固化属性等的粘合剂作为接合构件，实现接合以使得因热应力引起的收缩较不可能发生在振动板100与壳体60之间。通过使用例如双面粘合带作为接合构件，与粘合剂被使用的情况相比减少了对压电元件30的收缩应力。
[0044]压电元件30也通过接合构件70粘合至面板10。通过使用具有热固属性、紫外固化属性等的粘合剂作为接合构件70，实现接合以使得因热应力引起的收缩较不可能发生在压电元件30与振动板100之间。双面粘合带也可被用作接合构件70。通过使用例如双面粘合带作为接合构件，与粘合剂被使用的情况相比减少了对压电元件30的收缩应力。
[0045]显示单元20沿面板10的短边方向设置在面板10的大体中部。压电元件30沿面板10的纵向方向设置在面板10的端部附近且与该端部相距预定距离，使得压电元件30的纵向方向沿面板10的短边延伸。显示单元20和压电元件30沿与面板10内侧表面平行的方向被并排设置。通过将压电元件30设置在面板10覆盖显示单元20的区域外，防止显示单元20的显示受到压电元件30的干扰。
[0046]图4不出了根据第一实施方式的电子设备I中包括的振动板100的振动的一个实施例。另一方面，图5示出了未设置有显示单元20的振动板100的一个实施例,换句话说，显示单元20未粘合至背面而由壳体60支撑的情况下面板10的振动的一个实施例。在根据第一实施方式的电子设备I中，显示单元20粘合和固定至面板10。由此，振动板100在其下部IOOb中的刚性高于在其上部IOOa中的刚性。与图5的不具有显示单元20的情况相比，上面的结构能够使振动板100的附接有压电元件30的上部IOOa中的振动大于在振动板100的下部I OOb中的振动。结果，在振动板100的下部IOOb中减少了由振动板100的不与用户的耳朵接触的下部IOOb中的振动引起的漏声。例如，当面板100具有矩形形状时，面板10倾向于沿其纵向方向折弯，振动难以衰减。然而，通过粘合显示单元20增加振动板100的刚性，增加了振动的衰减，可降低振动板100下部中的振动。结果，如图3A所示，例如，甚至当麦克风42被设置在振动板100的下部(即，振动板100跨越显示单元20与其设置有压电元件30的端部相反的端部附近)时，因振动板100下部中的振动引起的漏声较不可能被收集。振动板100在其上部直接通过压电元件30被折弯，并且与上部的振动相比下部的振动衰减。振动板100通过压电元件30被折弯使得振动板100的直接位于压电元件30上方的部分相对于振动板100沿压电元件30的长边方向的邻近部分突起。
[0047]注意，包括用于接合压电元件的接合部分且未接合有显示单元20的区域在从包括在上述区域中的压电元件30的接合部分至接合有显示单元20的区域延伸的第一方向具有0.5cm至5cm的宽度。通过上面的结构，未减少振动的区域具有足够的尺寸并且电子设备未在平面视图方向过大。
[0048]如上所述，在第一实施方式中，通过将电子设备I的振动板100设置在壳体60的正面，壳体60和振动板100被一体配置。另外，显示单元20和压电元件30粘合至面板10并且容纳在壳体60中。由此，与设置有从壳体外表面突起的振动体的电子设备相比，改善了电子设备的便携性并且降低了损坏振动体(即，振动板)的风险。此外，通过将显示单元20粘合和固定至面板10，增加了振动板100的刚性而不需要附加的构件。结果，减少了由振动板100下部中的振动引起的漏声，并且改善了可用性。
[0049]<第二实施方式>
[0050]图6A和图6B示出了根据第二实施方式的电子设备I的壳体结构。图6A是正视图，图6B是沿图6A的线b-b截取的截面视图，并且图6C是沿图6A的线c_c截取的截面视图。图6A和图6B所示的电子设备I是可折叠移动电话，其中包括显示单元20和被配置为保护显示单元20的盖板10 (例如，丙烯酰基板)的振动板100被设置在壳体60上部的正面。显示单元20通过接合构件70接合至面板10。在第二实施方式中，加固板80被设置在面板10与压电元件30之间。加固板80可以是例如树脂板、金属板或包括玻璃纤维的板。也就是说，根据第二实施方式的电子设备I具有压电元件30和加固板80通过接合构件70粘合且加固板80和面板10通过接合构件70粘合的结构。
[0051]通过将加固板80设置在压电元件30与面板10之间，当振动板100例如被施加有外力时，所施加的外力较不可能被传递至压电元件30并且损坏压电元件30。即使当向人体强烈地按压振动板100时，也降低了振动板100振动的衰减。而且，由于被设置在压电元件30与振动板100之间的加固板80，降低了振动板100的共振频率，并且获得了低频带中的更优选的声学特征。注意，代替加固板80，板状重物可通过接合构件70附接至压电元件30。
[0052]尽管已经基于附图和实施方式描述了本发明，但是应该注意本领域技术人员可根据本公开容易进行各种修改和改变。注意修改和改变在本发明的范围内。例如，部件和步骤中包括的功能可被重新布置，只要功能在逻辑上一致。多个零部件、步骤等还可被集成或分离。
[0053]例如，压电元件30可被设置在面板10的中部。当压电元件30被设置在面板10的中部时，压电元件30的振动被均匀地传送至整个振动板100，由此即使当用户使耳朵在面板10的不同位置与面板10接触时，提高了空气传导声的质量并且允许用户感知骨传导声。注意，类似于第一实施方式，可提供多个压电元件30。而且在此情况下，显示单元20粘合和固定至面板10。由此，增加了振动板100的除了压电元件30的接合部分以外的其它部分的刚性，并且增加了 振动衰减。结果，减少了由振动引起的漏声。
[0054]尽管在上面的电子设备I中，压电元件30粘合至面板10，但是压电元件30可附接至面板10以外的另一位置。例如，压电元件30可粘合至电池罩(罩部分)，电池罩被配置为附接至壳体60以覆盖电池(例如，可充电电池)。在此情况下，电池罩对应于振动板。因为电池罩常常附接至电子设备I (例如，移动电话)中不同于面板10的表面，所以上面的结构能够通过使身体的一部分(例如，耳朵)与不同于面板10的表面接触使用户听到声音。在此情况下，在骨传导声的高效传送方面，电池罩沿纵向方向的长度大于或等于由对耳屏至对耳轮的下脚的长度且其沿短边方向的长度大于或等于由耳屏至对耳轮的长度是优选的。当电池罩被配置为在包括接合有压电元件的部分的第一区域中的刚性低于比第一区域距离压电元件更远的第二区域中的刚性时，振动从第一区域至第二区域衰减，并且减少了由振动引起的漏声。例如可通过设置电池罩中的第二区域的厚度大于第一区域的厚度或通过将另一构件(例如，用于保持电池的构件)接合至第二区域而增加第二区域的刚性。
[0055]因此，根据上面的实施方式，改善了电子设备的便携性，并且提供了有利的可用性。
[0056]参考标号
[0057]I电子设备
[0058]10 面板
[0059]20显示单元[0060]30压电元件
[0061]40输入单元
[0062]50控制单元
[0063]60壳体
[0064]70接合构件
[0065]80加固构件
[0066]90支撑部分
[0067]100振动板
【权利要求】
1.一种电子设备,包括: 压电元件； 振动板，所述压电元件与所述振动板接合用于振动；以及 壳体，所述振动板与所述壳体接合，其中 通过使人体的一部分振动而传送的振动声由所述振动板生成，以及所述振动板在其平面视图中包括第一区域和第二区域，所述第一区域包括具有所述压电元件的接合部分，所述第二区域比所述第一区域距离所述接合部分更远，并且所述第一区域的刚性小于所述第二区域的刚性。
2.如权利要求1所述的电子设备，其中 所述振动板包括配置为接合在一起的两个板，以及 所述两个板的接合部分位于所述第二区域中。
3.如权利要求2所述的电子设备，其中 所述两个板中的一个包括显示面板，所述两个板中的另一个包括设置在所述壳体相对于所述显示面板的相反侧上的触摸面板或保护面板。
4.如权利要求1至3中的任一个所述的电子设备，其中 在从包括在所述第一区域中的具有所述压电元件的所述接合部分向所述第二区域延伸的方向上，所述振动 板的长度大于或等于从对耳屏至对耳轮的下脚的长度。
5.如权利要求1至4中任一项所述的电子设备，其中 在与从包括在所述第一区域中的具有所述压电元件的所述接合部分向所述第二区域延伸的所述第一方向相交的第二方向上，所述振动板的长度大于或等于从耳屏至对耳轮的长度。
6.如权利要求1至5中任一项所述的电子设备，其中 所述压电元件通过接合构件接合至所述振动板。
7.如权利要求6所述的电子设备，其中 所述接合构件包括非热固粘合剂。
8.如权利要求6所述的电子设备，其中 所述接合构件包括双面粘合带。
9.如权利要求1至8中任一项所述的电子设备，其中 所述振动板通过接合构件接合至所述壳体。
10.如权利要求9所述的电子设备，其中 所述接合构件包括非热固粘合剂。
11.如权利要求9所述的电子设备，其中 所述接合构件包括双面粘合带。
12.如权利要求1至11中任一项所述的电子设备，其中 所述振动板形成显示单元、输入单元、所述显示单元的盖、以及允许电池能够被拆卸的罩部中的任一个的一部分或整体。
13.如权利要求3所述的电子设备，其中 所述振动板中的具有所述压电元件的所述接合部分位于所述触摸面板覆盖所述显示面板的区域外。
14.如权利要求1所述的电子设备，其中 在从包括在所述第一区域中的具有所述压电元件的所述接合部分向所述第二区域延伸的所述第一方向上，所述第一区域具有0.5cm至5cm的宽度。
15.如权利要求1至14中任一项所述的电子设备，其中 所述振动板在所述振动板振动的区域中包括被配置为沿与所述振动板的表面相交的方向振动的多个部分，并且在所述多个部分的每个中，表示所述振动的幅度的值随时间从正到负转变或从负到正转变。
16.如权利要求1所述的电子设备，其中所述振动板被配置为生成所述振动声和空气传导声。
【文档编号】H04R7/04GK104025618SQ201380004466
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2013年3月28日 优先权日:2012年3月29日
【发明者】名畑俊寿, 水田聡, 宫野友彰, 佐藤清和, 木原章朗, 风间俊, 片山泰宏 申请人:京瓷株式会社