JP2013242807A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】触感呈示用の圧電素子と、音伝達用の圧電素子との双方をパネルに配設しても、双方の圧電素子の振動による通話中のノイズを低減することができる電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器１は、第１圧電素子３１（触感呈示用）、および第１圧電素子３１とは異なる第２圧電素子３２（音伝達用）が配設されたパネル１０と、パネル１０に物体が近接したことを検出する近接センサ８０と、パネル１０に対する接触に基づいて第１圧電素子３１を駆動するようにする制御と、通話機能の実行中に第２圧電素子３２を駆動することにより音を出力するようにする制御と、を行う制御部５０と、を備え、制御部５０は、通話機能の実行中は、近接センサ８０の検出結果に基づき、第１圧電素子３１を駆動するか否かを決定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、タッチパネルのようなパネルを備える電子機器に関するものである。

近年、スマートフォン等の携帯端末、タブレット型ＰＣ、電卓、券売機等の情報機器、電子レンジ、テレビ、照明器具等の家電製品、産業用機器（ＦＡ機器）等には、ユーザによる操作を検出する部材として、タッチパネルを備える電子機器が広く使用されている。

このようなタッチパネルには、抵抗膜方式、静電容量方式、光学式等の種々の方式が知られている。しかしながら、いずれの方式のタッチパネルにおいても、ユーザの指やスタイラスペンによる操作を検出するものであって、タッチパネル自体は、タッチされても、押しボタンスイッチのようには物理的に変位しない。このため、ユーザは、タッチパネルに対して操作を行っても、当該操作に対するフィードバックを得ることはできない。

そこで、タッチパネルに対する操作が検出されると、振動を発生するフィードバック方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１においては、振動部として圧電素子を採用した例が記載されている。この振動部は、圧電素子を伸縮させることにより、タッチパネルを湾曲させて振動を発生することができる。このようにして、特許文献１に記載の入力装置は、ユーザがタッチパネルを操作する際の触感を呈示することができる。

特開２０１１−３４１５０号公報

ところで、発明者は、圧電素子に所定の電気信号（音声信号）を印加することでパネルを振動させ、当該パネルの振動を人体に伝達させることにより気導音と振動音とを利用者に伝える機能を備える新規な電子機器について検討を行った。

発明者は、このような音伝達用の圧電素子と、特許文献１に記載のような触感呈示用の圧電素子とを１つのパネルに設置することにより、１つの機器で触感の呈示および音の伝達の双方を実現することを想定した。

しかしながら、このように用途の異なる複数の圧電素子を１つのパネルに貼り付けて設置し、音伝達用の圧電素子を駆動して振動を発生させている最中に、触感呈示用の圧電素子を駆動させると、双方の圧電素子の振動が干渉することによる不都合が生じる。

このような不都合は、触感呈示用の圧電素子の他に、上述したように気導音と振動音との双方を伝達するための圧電素子を配置する際以外にも生じることが考えられる。例えば、触感呈示用の圧電素子の他に、気導音と振動音との一方を伝達するための圧電素子や、共振周波数が異なる触感呈示用の圧電素子をさらに設置した場合にも、干渉による不都合が生じるおそれがある。

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、触感呈示用の圧電素子と、音伝達用の圧電素子との双方をパネルに配設しても、双方の圧電素子の振動による通話中のノイズを低減することができる電子機器を提供することにある。

本発明による電子機器は、
第１圧電素子（触感呈示用）、および前記第１圧電素子とは異なる第２圧電素子（音伝達用）が配設されたパネルと、
前記パネルに物体が近接したことを検出する近接センサと、
前記パネルに対する接触に基づいて前記第１圧電素子を駆動するようにする制御と、
通話機能の実行中に前記第２圧電素子を駆動することにより音を出力するようにする制御と、を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記通話機能の実行中は、前記近接センサの検出結果に基づき、前記第１圧電素子を駆動するか否かを決定する
ことを特徴とする。

また、本発明による電子機器は、
パネルと、
第１圧電素子（触感呈示用）と、
前記第１圧電素子とは異なる第２圧電素子（音伝達用）と、
前記パネルに物体が近接したことを検出する近接センサと、
制御部と、を備え、
前記第１圧電素子および前記第２圧電素子は前記パネルに配設され、
前記第１圧電素子は、前記パネルに対する押圧を検出する機能を有し、
前記パネルに対する押圧に基づいて前記第１圧電素子を駆動するようにする制御と、
通話機能の実行中に前記第２圧電素子を駆動することにより音を出力するようにする制御と、を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記通話機能の実行中は、前記近接センサの検出結果に基づき、前記第１圧電素子を駆動するか否かを決定する
ことを特徴とする。

また、本発明による電子機器は、
第１圧電素子（触感呈示用）、および前記第１圧電素子とは異なる第２圧電素子（音伝達用）が配設されたパネルと、
前記パネルに対する接触に基づいて、前記第１圧電素子を駆動すると共に所定の処理を行うようにする制御と、
通話機能の実行中に前記第２圧電素子を駆動することにより音を出力するようにする制御と、を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記通話機能の実行中は、前記第１圧電素子を駆動することなく、前記所定の処理を行う
ことを特徴とする。

さらに、本発明による電子機器は、
パネルと、
第１圧電素子（触感呈示用）と、
前記第１圧電素子とは異なる第２圧電素子（音伝達用）と、
制御部と、を備え、
前記第１圧電素子および前記第２圧電素子は前記パネルに配設され、
前記第１圧電素子は、前記パネルに対する押圧を検出する機能を有し、
前記パネルに対する押圧に基づいて、前記第１圧電素子を駆動すると共に所定の処理を行うようにする制御と、
通話機能の実行中に前記第２圧電素子を駆動することにより音を出力するようにする制御と、を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記通話機能の実行中は、前記第１圧電素子を駆動することなく、前記所定の処理を行う
ことを特徴とする。

本発明に係る電子機器によれば、触感呈示用の圧電素子と、音伝達用の圧電素子との双方をパネルに配設しても、双方の圧電素子の振動による通話中のノイズを低減することができる。

本発明の第１実施形態に係る電子機器の機能ブロック図である。 第１実施形態に係る電子機器の実装構造の一例を示す図である。 第１実施形態に係る電子機器による処理を説明するフローチャートである。 第２実施形態に係る電子機器による処理を説明するフローチャートである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る電子機器の実施形態について、図を参照して説明する。本発明に係る電子機器は、タッチパネルを備えた携帯電話やスマートフォン、タブレット型ＰＣ等とすることができる。しかしながら、本発明はこれらの携帯型の機器に限定されるものではなく、タッチパネルを備えた家電製品、産業用機器（ＦＡ機器）、専用端末等、種々の電子機器とすることができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る電子機器の機能ブロック図である。

図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る電子機器１は、パネル１０、表示部２０、第１圧電素子３１、第２圧電素子３２、入力部４０、制御部５０、および近接センサ８０を備えている。

パネル１０は、接触を検出するタッチパネル、または表示部２０を保護するカバーパネル等とすることができる。パネル１０は、例えばガラス、またはアクリル等の合成樹脂により形成するのが望ましい。パネル１０は、例えばガラス、またはアクリル等の合成樹脂により形成される。パネル１０の形状は板状であるとよい。パネル１０は、平板としてもよいし、表面が滑らかに傾斜する曲面パネルとすることもできる。パネル１０は、タッチパネルとする場合、ユーザの指やスタイラスペン等の接触を検出する。タッチパネルの検出方式は、静電容量方式、抵抗膜方式、光学式、表面弾性波方式（または超音波方式）、赤外線方式、電磁誘導方式、および荷重検出方式等の任意の方式のものを用いることができる。

また、パネル１０は、適切な手段によって、振動可能なようにして筐体などに配設するのが好適である。すなわち、パネル１０の各端辺全てを筐体などに強固に固定してしまうと、パネル１０を振動させる際の振幅を稼ぐことができず、ユーザに良好な触感を呈示することができなくなる。したがって、例えば弾性部材を介してパネル１０を筐体に配設したり、パネル１０を部分的に筐体に固定したりするなどして、パネル１０を振動可能なようにして筐体などに配設するようにするのが好適である。

このパネル１０は、タッチパネルのような部材で構成する場合、ユーザの指やスタイラスペンなどのタッチ面に対する接触を検出し、当該接触の位置の情報を出力する。この出力により、制御部５０は、パネル１０によって検出された接触の位置を取得することができる。

表示部２０は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、または無機ＥＬディスプレイ等の表示デバイスである。表示部２０は、画面上に各種の情報や画像およびキーやボタン等のオブジェクトを表示することができる。表示部２０は、パネル１０の背面に設けられる。表示部２０は、接合部材（例えば接着剤）によりパネル１０の背面に配設される。表示部２０は、パネル１０と離間して配設され、電子機器１の筐体により支持されてもよい。なお、パネル１０をタッチパネルのような部材で構成する場合、パネル１０を例えば透明の部材などで構成して、その背面側に表示部２０を配置するのが好適である。この場合、表示部２０にキーやボタン等のオブジェクトを描画して表示し、当該オブジェクトに対してユーザが押圧する操作をパネル１０上で検出することができる。

第１圧電素子３１および第２圧電素子３２は、電気信号（電圧）を印加することで、構成材料の電気機械結合係数に従い伸縮または屈曲する素子である。これらの圧電素子は、例えばセラミック製や水晶からなるものが用いられる。第１圧電素子３１および第２圧電素子３２は、ユニモルフ、バイモルフまたは積層型圧電素子とすることができる。積層型圧電素子には、バイモルフを積層した（例えば１６層または２４層積層した）積層型バイモルフ素子が含まれる。積層型の圧電素子は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる複数の誘電体層と、該複数の誘電体層間に配置された電極層との積層構造体から構成される。ユニモルフは、電気信号（電圧）が印加されると伸縮し、バイモルフは、電気信号（電圧）が印加されると屈曲する。

第１圧電素子３１および第２圧電素子３２は、パネル１０の背面（電子機器１の内部側の面）に配置されるようにするのが好適である。第１圧電素子３１および第２圧電素子３２は、接合部材（例えば両面テープ）によりパネル１０に取り付けられる。また、第１圧電素子３１および第２圧電素子３２は、中間部材（例えば板金）を介してパネル１０に取り付けられてもよい。第１圧電素子３１および第２圧電素子３２は、パネル１０の背面に配置された状態で、筐体の内部側の表面と所定の距離だけ離間している。第１圧電素子３１および第２圧電素子３２は、伸縮または屈曲した状態でも、筐体の内部側の表面と所定の距離だけ離間するようにするのが好適である。すなわち、第１圧電素子３１および第２圧電素子３２と筐体の内部側の面との間の距離は、第１圧電素子３１および第２圧電素子３２の最大変形量よりも大きくなるようにするのが好適である。

本実施形態において、第１圧電素子３１は、主として触感を呈示するために用いられる圧電素子とする。したがって、第１圧電素子３１は、制御部５０からの電気信号に基づいて、所定の触感を呈示するのに好適な周波数特性を有するように設計されたものを採用するのが望ましい。一方、本実施形態において、第２圧電素子３２は、主として音を伝達するために用いられる圧電素子とする。したがって、第２圧電素子３２は、制御部５０からの電気信号に基づいて、所定の音を伝達するのに好適な周波数特性を有するように設計されたものを採用するのが望ましい。このように、本実施形態では、第１圧電素子と、第２圧電素子とは、異なる圧電素子として、パネル１０に配設する。

入力部４０は、ユーザの入力操作を検出するものであり、例えば、操作ボタン（操作キー）から構成される。入力部４０が検出したユーザの入力操作は、電気信号として制御部５０に送られる。なお、パネル１０がタッチパネルである場合には、パネル１０も、利用者からの接触を検出することができる。

制御部５０は、電子機器１を制御するプロセッサである。制御部５０は、第１圧電素子３１および第２圧電素子３２に所定の電気信号を印加する。制御部５０は、パネル１０が接触を検出すると、第１圧電素子３１に電気信号を印加し、第１圧電素子３１を駆動する。

また、制御部５０は、第２圧電素子３２に電気信号を印加し、第２圧電素子３２を駆動し音出力を制御する。このように、制御部５０は、第２圧電素子３２を駆動することにより音出力を制御する場合、所定のアプリケーション等からの音出力のトリガに基づいて（音声信号（音信号）等に基づいて）第２圧電素子３２を駆動するように制御することができる。

なお、制御部５０が第２圧電素子３２に対して印加する電圧は、例えば、振動音ではなく気導音による音の伝導を目的とした、いわゆるパネルスピーカの印加電圧である±５Ｖよりも高い、±１５Ｖであってよい。これにより、ユーザが例えば３Ｎ以上の力（５Ｎ〜１０Ｎの力）で自身の体にパネル１０を押し付けた場合であっても、パネル１０に十分な振動を発生させ、ユーザの体の一部を介して伝達される振動音を発生させることができる。なお、どの程度の印加電圧を用いるかは、パネル１０の筐体または支持部材に対する固定強度もしくは第１圧電素子３１または第２圧電素子３２の性能に応じて適宜調整することができる。

制御部５０が第１圧電素子３１および第２圧電素子３２に電気信号を印加すると、電気信号が印加された第１圧電素子３１および第２圧電素子３２は、各素子の長辺方向に伸縮する。このとき、第１圧電素子３１および第２圧電素子３２が取り付けられたパネル１０は、第１圧電素子３１および第２圧電素子３２の伸縮にあわせて変形し、パネル１０が振動する。

第２圧電素子３２が伸縮し、パネル１０が振動した場合、パネル１０は、気導音を発生させるとともに、ユーザが体の一部（例えば外耳の軟骨）を接触させた場合には、体の一部を介して伝達される振動音を発生させる。そして、制御部５０は、パネル１０に接触している対象物に対して気導音と振動音とを伝える。例えば、制御部５０は、例えば通話相手の音声に係る音声信号に応じた電気信号を第２圧電素子３２に印加させ、その音声信号に対応する気導音および振動音を発生させることができる。音声信号は、着信メロディ、または音楽を含む楽曲等に係るものであってもよい。なお、電気信号にかかる音声信号は、電子機器１の内部メモリに記憶された音楽データに基づくものでもよいし、外部サーバ等に記憶されている音楽データがネットワークを介して再生されるものであってもよい。

パネル１０は、第２圧電素子３２が取り付けられた取付領域だけでなく、取付領域から離れた領域も振動する。パネル１０は、振動が発生する領域において、当該パネル１０の主面と交差する方向に振動する箇所を複数有し、当該複数の箇所の各々において、振動の振幅の値が、時間とともにプラスからマイナスに、あるいはその逆に変化する。パネル１０は、ある瞬間において、振動の振幅が相対的に大きい部分と振動の振幅が相対的に小さい部分とが一見パネル１０の略全体にランダムにあるいは周期的に分布した振動をする。すなわち、パネル１０の全域にわたって、複数の波の振動が検出される。ユーザが例えば５Ｎ〜１０Ｎの力で自身の体にパネル１０を押し付けた場合であっても、パネル１０の上述したような振動の減衰を抑えるためには、制御部５０が第２圧電素子３２に対して印加する電圧は、±１５Ｖであってよい。そのため、ユーザは、上述したパネル１０の取付領域から離れた領域に耳を接触させて音を聞くことができる。

さらに、本実施形態において、制御部５０が通話機能を実行する（働かせる）ことによって、電子機器１のユーザは他の電子機器等のユーザと通話を行うことができる。電子機器１において通信機能が実行される場合、後述する通信部９５が、有線または無線により、基地局または他の通信機器などとの通信を行う。この際、電子機器１においては、音を出力する第２圧電素子およびマイク９０など、通信に係る各機能部が適宜用いられる。また、制御部５０は、電子機器１において通話機能を実行していることを検出することができる。ここで、制御部５０が通話機能の実行を検出する態様は、種々想定することができる。典型的には、例えば、制御部５０は、通話を行うためのアプリケーションが実行（起動）している場合に、通話機能が実行（起動）していることを検出することができる。または、通話に際して、制御部５０が音を伝えるための第２圧電素子３２を駆動していること検出した際に、制御部５０は、通話機能の実行を検出することができる。さらに、通話に際して、マイク９０によりユーザなどの声が検出されている際に、制御部５０は、通話機能の実行を検出してもよい。

近接センサ８０は、パネル１０に例えばユーザの耳などの物体が所定の距離まで近接したことを検出するものであり、各種のセンサを採用することができる。ここで所定の距離とは、例えば、ユーザの耳などの物体が近接センサ８０に接触している（すなわち距離がゼロの）状態を含め、音を出力するための第２圧電素子の振動によりユーザの耳などに音が十分伝達される程度に短い距離とするのが好適である。この近接センサ８０は、例えば光センサなどとすることにより、例えばユーザの耳などがパネル１０に接近して光が遮断された際に、ユーザの耳などの物体がパネル１０に所定の距離まで近接したことを検出することができる。また、近接センサ８０は、例えば加速度センサや３軸センサなどとすることにより、所定の条件が満たされた際に、ユーザの耳などの物体がパネル１０に所定の距離まで近接したことを検出することもできる。このようにして近接センサ８０が検出した結果は、電気信号として制御部５０に送られる。

なお、以下、この近接センサ８０は、他の機能部とは別個に設置するセンサとして説明するが、他の機能部が近接センサ８０の機能部を兼ねる場合には、近接センサ８０を独立して設置する必要はない。例えば、パネル１０がユーザの耳などの物体がパネル１０に接触したことを検出できる場合には、このパネル１０が近接センサ８０の機能も兼ねることができる。また、例えば、第１圧電素子３１などの圧電素子がユーザの耳などの物体によるパネル１０に対する押圧を検出することができる場合には、この圧電素子が近接センサ８０の機能も兼ねることができる。

マイク９０は、ユーザの発話等の周囲の音を集音する。マイク９０が集音した音は、電気信号として制御部５０に送られる。

通信部９５は、電子機器１が通信機器である場合に、基地局または他の通信機器と有線または無線により通信することを可能にする。通信部９５は、電子機器１が無線により基地局または他の通信機器と通信を行う場合には、当該通信用のアンテナを備えるようにする。

図２は第１の実施形態に係る電子機器１の実装構造の一例を示す図である。図２（Ａ）は正面図であり、図２（Ｂ）は図３（Ａ）におけるＣ−Ｃ線に沿った断面図である。

図２に示す電子機器１は、パネル１０としてガラス板であるタッチパネルが筐体６０（例えば金属や樹脂のケース）の前面に配されたスマートフォンである。パネル１０および入力部４０は、筐体６０に支持されている。また、表示部２０、第１圧電素子３１および第２圧電素子３２は、それぞれ接合部材７０を介してパネル１０に接着されている。なお、図２（Ａ）に示す例においては、第１圧電素子３１および第２圧電素子３２は、パネルの裏面側に接着されている。このことを示すために、図２（Ａ）において、第１圧電素子３１および第２圧電素子３２は破線で示してある。接合部材７０は、熱硬化性あるいは紫外線硬化性等を有する接着剤や両面テープ等であり、例えば無色透明のアクリル系紫外線硬化型接着剤である光学弾性樹脂でもよい。パネル１０、表示部２０、第１圧電素子３１および第２圧電素子３２は、それぞれ略長方形状である。

また、近接センサ８０は、図２（Ａ）に示すように、第２圧電素子３２の近くに配設して、第２圧電素子３２が配設された部位にユーザの耳などが近接したことを検出できるようにするのが好適である。しかしながら、パネル１０に対してユーザの身体の一部などが近接することを検出できるのであれば、近接センサ８０が配設される位置は、図２（Ａ）に示す位置に限定されるものではない。なお、図２（Ａ）に示す例においては、近接センサ８０は、パネル１０の裏面側に接着されている。このことを示すために、図２（Ａ）において、近接センサ８０は破線で示してある。

さらに、パネル１０において所定の位置、典型的にはパネル１０の中央部分を基準として第２圧電素子３２に対向する位置周辺に、マイク９０が配置される。マイク９０そのものはパネル１０の裏面側に設置するのが好適であるが、パネル１０に孔を穿設することにより、マイク９０はパネル１０の表面側からユーザの声を集音することができる。なお、マイク９０は、図２（Ｂ）においては図示を省略してある。

図２（Ａ）に示すように、表示部２０は、パネル１０の短手方向におけるほぼ中央に配置される。また、第１圧電素子３１および第２圧電素子３２は、パネル１０の長手方向の端部から所定の距離だけ離間して、当該端部の近傍に、第１圧電素子３１および第２圧電素子３２の長手方向がパネル１０の短辺に沿うように配置される。

図２においては、表示部２０と第１圧電素子３１および第２圧電素子３２とは、パネル１０の裏側の面に平行な方向において並んで配置される構成を示してあるが、これらの要素の配置は図示した例に限定されるものではない。例えば、第１圧電素子３１および第２圧電素子３２の少なくとも一方は、電子機器１の長手方向（図２（Ａ）における縦方向）に平行に配置することもできる。要するに、本実施形態においては、第１圧電素子３１および第２圧電素子３２は、パネル１０に取り付けられることにより、パネル１０に振動を伝達することができるような任意の構成とすることができる。

また、図２においては、表示部２０は、接合部材７０を介してパネル１０の裏面側に接着される構成を示してあるが、表示部２０の配置も図示した例に限定されるものではない。例えば、表示部２０は、接合部材７０を介さずにパネル１０の裏面側に接着されるようにもできるし、パネル１０に接着するのではなく筐体６０の内部に配置されるようにもできる。表示部２０を筐体６０の内部に配置する際には、表示部２０は、筐体６０の内部に直接配置固定されるようにしたり、筐体６０の内部に配置される基板または表示部用ホルダなどに固定されるようにしたりすることができる。図２に示すように、表示部２０は、パネル１０の裏面側に配置すれば、パネル１０および表示部２０によりタッチパネルを構成する際に、表示部２０に自由なユーザインタフェースを表示して、ユーザの操作をパネル１０により検出することができる。図２（Ａ）においては、表示部２０を破線で示すことにより、表示部２０がパネル１０の裏面側に接着されている状態を示してある。

なお、図２においては、筐体６０およびパネル１０によって閉じられた空間内には、表示部２０、第１圧電素子３１、第２圧電素子３２、入力部４０、および接合部材７０以外の要素の図示は省略してある。したがって、電子機器１は、図２に示した以外にも、例えば、制御部５０および各種の基板または部品などの要素を備えることができる。また、図２（Ａ）において、パネル１０上において表示部２０による表示を透過させる必要がない領域（すなわちパネル１０と表示部２０とが重ならない領域）は、パネル１０の端辺付近の領域を塗装したりベゼルで覆ったりするのが好適である。このようにすれば、第１圧電素子３１および第２圧電素子３２などが電子機器１の外部から見えてしまうことを防ぐことができる。

次に、本実施形態に係る制御部５０が行う処理を説明する。

本実施形態において、制御部５０は、電子機器１の通話機能が実行されると、通信部９５が受信する他の電子機器からの音信号等に基づき、第２圧電素子３２を駆動することにより音を出力するように制御する。これにより、電子機器１において、第２圧電素子は、通話中に音声を出力して当該音声をユーザに伝達する機能を実現することができる。また、本実施形態に係る電子機器１において、制御部５０は、パネル１０が接触を検出すると第１圧電素子３１を駆動するように制御する。これにより、電子機器１において、第１圧電素子は、振動を発生してユーザに触感を呈示する機能を実現することができる。

一方、上述したように、用途の異なる複数の圧電素子を１つのパネルに配設すると、音伝達用の圧電素子を振動させて音を出力している際に触感呈示用の圧電素子を駆動して振動を発生させると、双方の圧電素子の振動により通話中にノイズが発生する。そこで、本実施の形態においては、制御部５０の制御により、以下説明するような処理を行う。

図３は、第１実施形態に係る電子機器１の制御部５０による処理を説明するフローチャートである。

本実施形態による処理が開始すると、まず、制御部５０は、音を出力するトリガが発生したか否かを判定する（ステップＳ１１）。ここで、音を出力するトリガとは、例えば電話の着信があった際に通話アプリケーションにより着信音を鳴らす指示としたり、または通話アプリケーションにより通話の音声などを出力する指示としたり、各種の態様を想定することができる。要するに、ここでは、音を出力するトリガとは、電子機器１において音出力用の第２圧電素子３２を駆動することにより、パネル１０を振動させて音を出力するきっかけとなる各種の指示とすることができる。

ステップＳ１１において音を出力するトリガが発生した場合、制御部５０は、第２圧電素子３２を駆動することにより、音を出力するように制御する（ステップＳ１２）。

ステップＳ１２において第２圧電素子が駆動されたら、制御部５０は、パネル１０がユーザの指などによる接触を検出しているか否かを判定する（ステップＳ１３）。なお、ステップＳ１１において音を出力するトリガが発生していない場合、制御部５０は、第２圧電素子３２を駆動せずに、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３においてパネル１０が接触を検出していない場合、制御部５０は、ステップＳ１１に戻って処理を続行する。一方、ステップＳ１３においてパネル１０が接触を検出している場合、制御部５０は、通話機能が実行中であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４において通話機能が実行中でないと判断されたら、この時点で触感を呈示するための振動を発生させてもノイズの問題は生じないため、制御部５０は、第１圧電素子３１を駆動させて触感を呈示するように制御する（ステップＳ１５）。すなわち、ステップＳ１３においてパネル１０に接触があり、かつステップＳ１４において通話機能が実行中でない場合には、当該接触に基づいて触感が呈示される。したがって、ユーザは、パネル１０にタッチした自らの操作が電子機器１に正しく検出されていることを、触感によって確かめることができる。

ステップＳ１５において第１圧電素子が駆動されたら、制御部５０は、ステップＳ１３において検出された接触の位置に基づいて、当該位置に関連付けられた所定の処理を行うように制御するのが好適である（ステップＳ１６）。ここで、所定の処理とは、例えば、ステップＳ１３でパネル１０において検出された接触の位置が、表示部２０において電話帳アプリケーションを起動するアイコンが表示された位置に対応する場合、当該電話帳アプリケーションを起動する処理とすることができる。また、例えば、所定の処理とは、ステップＳ１３でパネル１０において検出された接触の位置が、表示部２０において文字のキーが表示された位置に対応する場合、当該文字のキーを表示部２０に表示する処理とすることができる。

なお、ステップＳ１３においてパネル１０に対する接触が検出されていても、当該検出された接触の位置に何らの処理も関連付けられていない場合、制御部５０は、ステップＳ１６において所定の処理を行うことなく本実施形態の処理を終了するのが好適である。ここで、検出された接触の位置に何らの処理も関連付けられていない場合とは、例えば、ステップＳ１３でパネル１０において検出された接触の位置が、表示部２０に何らのアイコンやキーなどのオブジェクトも表示されていない位置に対応する場合などが想定できる。

一方、ステップＳ１４において通話機能が実行中であると判断されたら、制御部５０は、ユーザの耳などの物体がパネル１０に所定の距離まで近接したか否かを近接センサ８０が判定するように制御する（ステップＳ１７）。ステップＳ１７において近接センサ８０が物体の近接を検出していないと判定されたら、制御部５０は、第１圧電素子３１を駆動させて触感を呈示するように制御する（ステップＳ１５）。

一方、ステップＳ１７において近接センサ８０が物体の近接を検出していると判定されたら、この時点で触感を呈示するための振動を発生させるとノイズの問題が生じるため、制御部５０は、第１圧電素子３１を駆動しないように制御する（ステップＳ１８）。すなわち、ステップＳ１３においてパネル１０に接触があり、かつステップＳ１４において通話機能が実行中であり、ステップＳ１７において近接センサにユーザの耳などが近接している場合には、当該接触に基づく触感は呈示されない。したがって、本実施形態において、第２圧電素子が駆動中で音が出力されている最中に、触感を呈示する第１圧電素子が駆動されることにより、双方の圧電素子の振動によるノイズの問題が発生することはない。なお、ステップＳ１８の後、制御部５０は、触感は呈示せずに、ステップＳ１３において検出された接触の位置に基づいて、当該位置に対応する所定の処理を行うように制御するのが好適である（ステップＳ１６）。

このように、本実施形態では、制御部５０は、通話機能を実行すると第２圧電素子３２を駆動することにより音を出力するように制御し、パネル１０に対する接触に基づいて第１圧電素子３１を駆動するように制御する。また、本実施形態では、制御部５０は、通話機能を実行している間、近接センサ８０の検出結果に基づき、第１圧電素子３１を駆動するか否かを決定する。

なお、上述した実施形態においては、図２に示すように第１圧電素子３１が複数（図２の例では２つ）配設されている場合、第２圧電素子３２を駆動する間は、全ての第１圧電素子３１を駆動しないように制御する例を説明した。このように制御することにより、本実施形態による電子機器１は、用途の異なる圧電素子を複数配設していても、これら圧電素子の振動によるノイズを実質的に防ぐことができる。

一方、電子機器１の仕様によっては、第２圧電素子３２を駆動させて音を出力している間でも、第１圧電素子を駆動させて触感を呈示すべき状況もあり得る。このような場合、本実施形態において、第２圧電素子３２を駆動させて音を出力している間は、複数配設された第１圧電素子３１のうち一部を駆動させないように制御することにより、これら圧電素子によるノイズを低減させることができる。

この場合、制御部５０は、通話機能が実行中は、近接センサ８０の検出結果に基づき、複数の第１圧電素子３１のうち第２圧電素子３２の最も近くに配設された第１圧電素子３１を駆動するか否かを決定するように制御するのが好適である。例えば、図２に示すように第１圧電素子３１が上下２つ配設されている場合、第２圧電素子３２を駆動する間は、２つの第１圧電素子３１のうち第２圧電素子３２に近い上側の第１圧電素子３１を駆動しないように制御することができる。

この場合においても、上述のように、ステップＳ１３でパネル１０に対する接触が検出された際、当該検出された接触の位置に何らの処理も関連付けられていない場合、ステップＳ１６において所定の処理を行わないようにもできる。

例えば、音伝達用の圧電素子を駆動して音を発生させている最中に、触感呈示用の圧電素子を駆動して触感を呈示すると、この触感呈示用の圧電素子もパネルを振動させるため、当該振動が気導音または振動音にノイズとして重畳される。また、このような電子機器が通信装置である場合、通常はマイクが設置されている。このため、このような電子機器において、圧電素子を駆動して音を発生させている最中に、他の圧電素子を駆動して触感を呈示すると、触感の呈示に係る振動をノイズとしてマイクが集音してしまう。さらに、音伝達用の圧電素子を駆動して音を発生させている最中に、このような電子機器のパネル等の音が出力される部位にユーザが耳を当接させて音声を聴く場合がある。このように、ユーザが電子機器のパネル等に耳を当接させて音声を聞いている時に、触感の呈示に係る振動が発生すると、ユーザを驚かせたり、ユーザにとって不快感の原因となったりすることも想定される。しかしながら、本実施形態に係る電子機器１によれば、このような不都合を解消することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る電子機器について説明する。第２実施形態に係る電子機器２は、第１実施形態に係る電子機器１において、制御部５０による制御を変更するものである。したがって、本発明の第２実施形態は、基本的に、第１実施形態で説明した電子機器１と同じ構成の電子機器によって実施することができる。このため、第１実施形態と同じになる説明は省略する。

第１実施形態では、パネル１０に対する接触が検出された際に、通話機能が実行中であって近接センサ８０に物体が近接している間は、第１圧電素子３１を駆動せずに必要に応じて所定の処理を行うように制御した。第２実施形態では、パネル１０に対する接触が検出されたままパネルに対するユーザの押圧が強まってから、通話機能が実行中であって近接センサ８０に物体が近接している間は第１圧電素子３１を駆動せずに必要に応じて所定の処理を行うように制御する。

このような制御を実現するために、本実施形態では、パネル１０に取り付けられた第１圧電素子３１が、パネル１０に対する押圧を検出するようにする。一般的に、圧電素子は、圧力が加わると電圧を発生し、電圧が加えられると変形する。したがって、第１圧電素子３１は、振動を発生することにより触感を呈示する機能部（触感呈示部）と、パネル１０に対する押圧を検出する機能部（押圧検出部）とを兼ねるようにすることができる。

このような押圧検出部は、パネル１０のタッチ面に対する押圧を検出するもので、例えば、押圧に応じて物理的または電気的な特性（歪み、抵抗、電圧等）が変化する歪みゲージセンサや圧電素子等を任意の個数用いて構成することができる。

例えば、押圧検出部が圧電素子等を用いて構成された場合、押圧検出部の圧電素子は、パネル１０に対する押圧に係る荷重（力）の大きさ（または、荷重（力）の大きさが変化する速さ（加速度））に応じて、電気的な特性である電圧の大きさ（電圧値）が変化する。この場合、押圧検出部は、この電圧の大きさ（電圧値（以下、単にデータと称する））を制御部５０に通知することができる。制御部５０は、押圧検出部がデータを制御部５０に通知することにより、または、制御部５０が押圧検出部の圧電素子に係るデータを検出することにより、当該データを取得する。つまり、制御部５０は、パネル１０に対する押圧に基づくデータを取得する。すなわち、制御部５０は、押圧検出部から押圧に基づくデータを取得する。そして、制御部５０は、押圧に基づくデータが所定の基準を満たした場合に、ユーザの意図する操作がなされたものと判定し、所定の振動を発生することができる。ここで、上記所定の基準は、表現したい押しボタンスイッチの押圧時の荷重特性に応じて適宜設定することができる。また、押圧に基づくデータが所定の基準を満たした際とは、電圧値（データ）が所定の基準値に達した際であってもよいし、電圧値（データ）が所定の基準値を超えた際でもよいし、所定の基準値と等しい電圧値（データ）が検出された際でもよい。

第２実施形態においても、制御部５０は、第２圧電素子３２を駆動することにより音を出力するように制御する。これにより、電子機器１において、第２圧電素子は、音声を出力して当該音声をユーザに伝達する機能を実現することができる点については第１実施形態と同様である。

一方、第２実施形態では、制御部５０は、パネル１０が接触を検出したまま第１圧電素子３１が検出する押圧に基づくデータが所定の基準を満たしたら、第１圧電素子３１を駆動して、必要に応じて所定の処理を行うように制御する。これにより、電子機器１において、第１圧電素子３１は、ユーザの押圧が素子に加わった状態で振動を発生してユーザに触感を呈示する機能を実現することができる。このため、第２実施形態においては、第１圧電素子３１が振動を発生する際の周波数、振幅、および強度などを適宜調整することにより、機械式のキーを実際に押下した際に得られるようなリアルな触感を呈示することができる。

次に、本実施形態に係る制御部５０が行う処理を説明する。図４は、第２実施形態に係る電子機器２の制御部５０による処理を説明するフローチャートである。

図４に示すように、第２実施形態において制御部５０が行う処理は、図３で説明した第１実施形態に係る処理において、ステップＳ１３とステップＳ１４との間にステップＳ２１を挿入するものである。第２実施形態においては、ステップＳ１３でパネル１０に対する接触が検出されたら、制御部５０は、第１圧電素子３１（押圧検出部）により検出されるパネル１０に対する押圧に基づくデータが、上述した所定の基準を満たしたか否かを判定する（ステップＳ２１）。

ステップＳ２１においてパネル１０に対する押圧に基づくデータが所定の基準を満たしていない場合、制御部５０は、ステップＳ１３に戻って処理を続行する。一方、ステップＳ２１においてパネル１０に対する押圧に基づくデータが所定の基準を満たした場合、制御部５０は、通話機能が実行中であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４以降は、図３で説明した第１実施形態による処理と同じである。すなわち、通話機能が実行中でない場合、または通話機能が実行中であるが近接センサ８０が物体の近接を検出していない場合、制御部５０は、第１圧電素子３１を駆動して触感を呈示してから所定の処理を行うように制御する。一方、通話機能が実行中であって近接センサ８０が物体の近接を検出している場合、制御部５０は、第１圧電素子３１を駆動しないで所定の処理を行うように制御する。

このように、本実施形態においては、制御部５０は、通話機能を実行している間、近接センサ８０の検出結果に基づき、第１圧電素子３１を駆動するか否かを決定するように制御する。したがって、本実施形態による電子機器２は、用途の異なる圧電素子を複数配設していても、これら圧電素子の振動によるノイズの問題を実質的に防ぐことができる。また、本実施形態によれば、ユーザがパネル１０をある程度押圧した状態で第１圧電素子が駆動して触感を呈示するため、機械式のキーを実際に押下した際に得られるようなリアルな触感が呈示される。さらに、本実施形態によれば、パネル１０に軽い接触が検出されただけでは所定の処理が行われず、ユーザの意図に基づく押圧が与えられた時点で所定の処理が行われるため、ユーザの意図しない操作に基づいて所定の処理が開始してしまうことも防止される。

なお、本実施形態においても、第１実施形態で説明したように、ステップＳ１３でパネル１０に対する接触が検出された際、当該検出された接触の位置に何らの処理も関連付けられていない場合、ステップＳ１６において所定の処理を行わないようにもできる。また、本実施形態においても、第１実施形態で説明したように、第２圧電素子３２を駆動させて音を出力している間、複数配設された第１圧電素子３１のうち一部を駆動させないように制御することにより、これら圧電素子による干渉を低減させることもできる。

上述した第２実施形態においては、第１圧電素子３１が触感呈示部と押圧検出部とを兼ねる構成について説明した。しかしながら、第１圧電素子３１には触感の呈示を担わせて、当該第１圧電素子３１とは別個の押圧検出部を設ける構成にしてもよい。この場合、ステップＳ１３でパネル１０が接触を検出しており、かつステップＳ１４で押圧検出部が検出する押圧に基づくデータが所定の基準を満たしたら、制御部５０は、ステップＳ１４に移行して処理を続行する。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部などに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部を１つに組み合わせたり、あるいは分割したりすることが可能である。

例えば、上述した各実施形態においては、第２圧電素子が音を出力している間は第１圧電素子が触感を呈示しないように制御を行った。しかしながら、逆に、第１圧電素子が触感を呈示している間は第２圧電素子が音を出力しないように制御しても、同様に双方の圧電素子の振動によるノイズの問題を低減することができる。すなわち、本発明においては、制御部５０は、通話機能が実行中であって近接センサ８０が物体の近接を検出している場合、第２圧電素子３２および第１圧電素子３１のうち一方を駆動している間は、他方の圧電素子を駆動しないように制御することもできる。例えば、制御部５０は、通話機能が実行中であって近接センサ８０が物体の近接を検出している場合、第１圧電素子３１を駆動している間は、第２圧電素子３２を駆動しないように制御するようにもできる。

また、例えば、上述した各実施形態においては、パネルの裏面側に配置した表示部２０にオブジェクトを表示してパネル１０がユーザの接触を検出する態様について説明した。しかしながら、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば表示部２０を有さずに、パネル１０上にオブジェクトがインクなどにより直接印刷されているような態様にも適用可能である。

また、上記実施形態では、パネル１０を用いて、当該パネル１０に対する接触を検出する場合について説明した。すなわち、上記実施形態においてパネル１０は、いわゆるタッチセンサのような部材を想定して説明した。しかしながら、本発明による電子機器に用いるタッチパネルは、ユーザの指やスタイラスペンなどの接触物により接触されるものであれば任意のものとすることができる。

例えば、本発明による電子機器に用いるパネルは、パネルに対する接触物の接触の位置を検出しない（つまりセンシング機能を有さない）部材とすることもできる。このような構成の電子機器においては、例えば、パネルに対する押圧を検出する押圧検出部をさらに設けることにより、押圧検出部が検出する押圧に基づいて、パネルに対する接触がなされたものと判定することができる。

また、上述した電子機器１は、パネル１０の振動により、気導音と、利用者の体の一部（例えば外耳の軟骨）を介して伝達される振動音とを利用者に伝えることができる。そのため、従来のダイナミックレシーバと同等の音量の音を出力する場合、パネル１０が振動することで空気の振動により電子機器１の周囲へ伝わる音は、ダイナミックレシーバと比較して少ない。したがって、例えば録音されたメッセージを電車内等で聞く場合等に適している。

また、上述した電子機器１は、パネル１０の振動によって振動音を伝えるため、例えば利用者がイヤホンまたはヘッドホンを身につけていても、それらに電子機器１を接触させることで、利用者はイヤホンまたはヘッドホンおよび体の一部を介して音を聞くことができる。

また、上述した電子機器１は、パネル１０の振動により利用者に音を伝える。そのため、電子機器１が別途ダイナミックレシーバを備えない場合、音声伝達のための開口部（放音口）を筐体６０に形成する必要がなく、電子機器１の防水構造が簡略化できる。尚、電子機器１がダイナミックレシーバを備える場合、放音口は、気体は通すが液体は通さない部材によって閉塞されるとよい。気体は通すが液体は通さない部材は、例えばゴアテックス（登録商標）である。

また、上述した第１実施形態では、パネル１０に対する接触が検出された際に、通話機能が実行中であって近接センサ８０に所定の物体が近接していると、第１圧電素子３１を駆動せず、所定の処理を行った。しかしながら、本願発明は、これに限定されず、電子機器は、パネル１０に対する接触が検出された際に、近接センサ８０が所定の物体の近接を検出しているか否かにかかわらず、通話機能が実行中であると、第１圧電素子３１を駆動せず、所定の処理を行ってもよい。

また、上述した第１実施形態では、パネル１０に対する押圧に基づくデータが所定の基準を満たした際に、通話機能が実行中であって近接センサ８０に所定の物体が近接していると、第１圧電素子３１を駆動せず、所定の処理を行った。しかしながら、本願発明は、これに限定されず、電子機器は、パネル１０に対する押圧に基づくデータが所定の基準を満たした際に、近接センサ８０が所定の物体の近接を検出しているか否かにかかわらず、通話機能が実行中であると、第１圧電素子３１を駆動せず、所定の処理を行ってもよい。

１ 電子機器
１０ パネル
２０ 表示部
３１ 第１圧電素子
３２ 第２圧電素子
４０ 入力部
５０ 制御部
６０ 筐体
７０ 接合部材
８０ 近接センサ
９０ マイク
９５ 通信部

Claims (4)

1. 第１圧電素子、および前記第１圧電素子とは異なる第２圧電素子が配設されたパネルと、
   前記パネルに物体が近接したことを検出する近接センサと、
   前記パネルに対する接触に基づいて前記第１圧電素子を駆動するようにする制御と、
   通話機能の実行中に前記第２圧電素子を駆動することにより音を出力するようにする制御と、を行う制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記通話機能の実行中は、前記近接センサの検出結果に基づき、前記第１圧電素子を駆動するか否かを決定する
   ことを特徴とする電子機器。
2. パネルと、
   第１圧電素子と、
   前記第１圧電素子とは異なる第２圧電素子と、
   前記パネルに物体が近接したことを検出する近接センサと、
   制御部と、を備え、
   前記第１圧電素子および前記第２圧電素子は前記パネルに配設され、
   前記第１圧電素子は、前記パネルに対する押圧を検出する機能を有し、
   前記パネルに対する押圧に基づいて前記第１圧電素子を駆動するようにする制御と、
   通話機能の実行中に前記第２圧電素子を駆動することにより音を出力するようにする制御と、を行う制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記通話機能の実行中は、前記近接センサの検出結果に基づき、前記第１圧電素子を駆動するか否かを決定する
   ことを特徴とする電子機器。
3. 第１圧電素子、および前記第１圧電素子とは異なる第２圧電素子が配設されたパネルと、
   前記パネルに対する接触に基づいて、前記第１圧電素子を駆動すると共に所定の処理を行うようにする制御と、
   通話機能の実行中に前記第２圧電素子を駆動することにより音を出力するようにする制御と、を行う制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記通話機能の実行中は、前記第１圧電素子を駆動することなく、前記所定の処理を行う
   ことを特徴とする電子機器。
4. パネルと、
   第１圧電素子と、
   前記第１圧電素子とは異なる第２圧電素子と、
   制御部と、を備え、
   前記第１圧電素子および前記第２圧電素子は前記パネルに配設され、
   前記第１圧電素子は、前記パネルに対する押圧を検出する機能を有し、
   前記パネルに対する押圧に基づいて、前記第１圧電素子を駆動すると共に所定の処理を行うようにする制御と、
   通話機能の実行中に前記第２圧電素子を駆動することにより音を出力するようにする制御と、を行う制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記通話機能の実行中は、前記第１圧電素子を駆動することなく、前記所定の処理を行う
   ことを特徴とする電子機器。
   

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