JP2016139012A - 電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】撮像部が有するレンズ部が振動することを抑制することが可能な技術を提供する。
【解決手段】圧電振動素子は、電子機器の表面に設けられるカバーパネルを振動させる。撮像部は、レンズ部と、当該レンズ部を駆動する駆動部とを有する。また、撮像部は、圧電振動素子の振動が伝達する部分であって、レンズ部と接触する部分を有する。駆動部は、圧電振動素子が振動しているとき、レンズ部が当該部分に接触しないようにレンズ部を駆動する。
【選択図】図11

Description

本発明は、電子機器に関する。
特許文献1にも記載されているように、従来から電子機器に関して様々な技術が提案されている。
特開2011−112713号公報
電子機器に設けられる撮像部が有するレンズ部が振動することがある。
そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、撮像部が有するレンズ部が振動することを抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。
電子機器が開示される。一の実施の形態では、電子機器は、当該電子機器の表面に設けられたパネルと、当該パネルを振動させる圧電振動素子と、撮像部とを備える。撮像部は、レンズ部と、当該レンズ部を駆動する駆動部とを有する。撮像部は、圧電振動素子の振動が伝達する部分であって、レンズ部と接触する部分を有する。駆動部は、圧電振動素子が振動しているとき、レンズ部が当該部分に接触しないように当該レンズ部を駆動する。
撮像部が有するレンズ部の振動を抑制することができる。
電子機器の外観を示す前面図である。 電子機器の外観を示す裏面図である。 電子機器の断面構造を示す図である。 電子機器の断面構造を示す図である。 電子機器の電気的構成を示す図である。 圧電振動素子の構造を示す上面図である。 圧電振動素子の構造を示す側面図である。 圧電振動素子が撓み振動する様子を示す図である。 圧電振動素子が撓み振動する様子を示す図である。 気導音及び伝導音を説明するための図である。 撮像部の断面構造を示す図である。 レンズ部が駆動される様子を示す図である。 電子機器の動作を示すフローチャートである。 変形例に係る電子機器の動作を示すフローチャートである。
<電子機器の外観>
図1及び図2は、それぞれ、電子機器1の外観を示す前面図及び裏面図である。図3は、図1及び図2に示される矢視A−Aにおける断面構造の概略を示す図である。図4は、図1及び図2に示される矢視B−Bにおける断面構造の概略を示す図である。電子機器1は、例えば、スマートフォン等の携帯電話機である。
図1〜4に示されるように、電子機器1は、当該電子機器1の前面に位置するカバーパネル2と、当該カバーパネル2が貼り付けられるケース3とを備えている。カバーパネル2及びケース3は、電子機器1の外装を成している。電子機器1の形状は、平面視において略長方形の板状となっている。
カバーパネル2は、電子機器1の前面部分における、周縁部以外の部分を構成している。ケース3は、電子機器1の前面部分の周縁部、側面部分及び裏面部分を構成している。ケース3は、例えば、樹脂で、あるいは樹脂及び金属で形成されている。当該樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂あるいはナイロン系樹脂が採用される。また、当該金属としては、例えばアルミニウムなどが採用される。
カバーパネル2は、板状であって、平面視において略長方形を成している。カバーパネル2の長手方向は電子機器1の上下方向と一致する。図3に示されるように、カバーパネル2は、電子機器1の前面を構成する外側主面20と、当該外側主面20とは反対側に位置する内側主面21とを有している。
図1に示されるように、カバーパネル2は、外側主面20に平行な第1方向DR1に沿って長い略長方形を成している。したがって、外側主面20に平行かつ第1方向DR1に垂直な方向を第2方向DR2とすると、カバーパネル2における第1方向DR1に沿った長さは、カバーパネル2における第2方向DR2に沿った長さよりも大きくなっている。また、外側主面20及び内側主面21に垂直な方向を第3方向DR3とする。以降、第1方向DR1、第2方向DR2及び第3方向DR3を、それぞれ、「長手方向DR1」、「短手方向DR2」及び「厚さ方向DR3」と呼ぶことがある。
カバーパネル2は、例えば、アクリル樹脂、ガラス又はサファイアなどで形成されている。ここで、サファイアとは、アルミナ(Al)を主成分とする単結晶のことをいい、本明細書では、Al純度が約90%以上の単結晶のことをいう。傷がよりつき難く、割れや欠け等をより確実に抑制する点で、Al純度は99%以上であることが好ましい。カバーパネル2の材料としては他に、例えば、ダイヤモンド、ジルコニア、チタニア、水晶、タンタル酸リチウム又は酸化窒化アルミニウムなどの結晶性材料が挙げられる。これらの材料も、傷がよりつき難く、割れや欠け等をより確実に抑制する点で、純度が約90%以上の単結晶が好ましい。
また、カバーパネル2は、サファイアから成る層を含む複数層構造の複合パネル(以降、積層パネルと呼ぶことがある)であっても良い。例えば、カバーパネル2は、電子機器1の表面に設けられたサファイアから成る層(以降、サファイアパネルと呼ぶことがある)と、当該サファイアパネルに貼り付けられたガラスから成る層(以降、ガラスパネルと呼ぶことがある)とで構成された、2層構造の積層パネルであっても良い。また、カバーパネル2は、電子機器1の表面に設けられた第1サファイアパネルと、当該第1サファイアパネルに貼り付けられたガラスパネルと、当該ガラスパネルに貼り付けられた第2サファイアパネルとで構成された3層構造の積層パネルであっても良い。
カバーパネル2には、表示部120の表示が透過する透明の表示部分(表示窓とも呼ばれる)2aが設けられている。表示部分2aは、例えば平面視で長方形を成している。表示部120から出力される可視光は、表示部分2aを通って電子機器1の外部に取り出される。電子機器1の使用者は、当該電子機器1の外部から、表示部分2aを通じて表示部120に表示される情報を視認可能となっている。
カバーパネル2における、表示部分2aを取り囲む周縁部2bの大部分は、例えばフィルム等が貼られることによって黒色となっている。これにより、周縁部2bの大部分は、表示部120の表示が透過しない非表示部分となっている。
図3に示されるように、カバーパネル2の内側主面21にはタッチパネル130が貼り付けられている。そして、表示部120は、タッチパネル130における、内側主面21側の主面とは反対側の主面に貼り付けられている。つまり、表示部120は、タッチパネル130を介してカバーパネル2の内側主面21に取り付けられている。そして、表示部120は、カバーパネル2とケース3とで挟まれている。電子機器1の使用者は、カバーパネル2の表示部分2aを指等で操作することによって、電子機器1に対して各種指示を与えることができる。
図3に示されるように、カバーパネル2は、ケース3に対して貼付部材210によって貼り付けられる。具体的には、カバーパネル2の内側主面21が、貼付部材210を介してケース3に貼り付けられる。本実施の形態では、カバーパネル2の内側主面21の周端部の全周囲が、貼付部材210によってケース3に貼り付けられる。貼付部材210としては、両面テープあるいは接着剤が採用される。
図1に示されるように、カバーパネル2の上側端部には、ケース3内の近接センサ140を電子機器1の外部から視認できるための近接センサ用透明部40が設けられている。カバーパネル2の下側端部にはマイク穴50があけられている。また、図2に示されるように、電子機器1の裏面10の下側端部には、スピーカ穴80があけられている。
さらに、カバーパネル2の上側端部には、ケース3内の前面側撮像部160が有するレンズ部が電子機器1の外部から視認できるための前面レンズ用透明部60が設けられている。また、電子機器1の裏面10の上側端部には、ケース3内の裏面側撮像部170が有するレンズ部が電子機器1の外部から視認できるための裏面レンズ用透明部70が設けられている。
ケース3の内部には、後述するCPU101、DSP102、前面側撮像部160及び裏面側撮像部170などの各種部品が搭載されるプリント基板200が設けられている。プリント基板200は、表示部120における、タッチパネル130側の主面とは反対側の主面と対向してケース3に取り付けられている。
図4に示されるように、前面側撮像部160は、その取付基板601によって、プリント基板200のカバーパネル2側の主面201に取り付けられている。裏面側撮像部170は、その取付基板601によって、プリント基板200における、電子機器1の裏面10側の主面202に取り付けられている。
また、ケース3の内部には、後述する近接センサ140及び圧電振動素子190が設けられている。図3及び図4に示されるように、圧電振動素子190は、カバーパネル2の内側主面21に対して貼付部材220によって貼り付けられている。貼付部材220として、例えば、両面テープあるいは接着剤が採用される。圧電振動素子190は、配線部材230によってプリント基板200に接続されている。
図4に示されるように、圧電振動素子190と、前面側撮像部160及び裏面側撮像部170のそれぞれとは、配線部材230及びプリント基板200を介して繋がっている。また、圧電振動素子190と、前面側撮像部160及び裏面側撮像部170のそれぞれとは、貼付部材220、カバーパネル2、貼付部材210、ケース3及びプリント基板200を介して繋がっている。
<電子機器の電気的構成>
図5は、電子機器1の電気的構成を主に示すブロック図である。図5に示されるように、電子機器1には、制御部100、無線通信部110、近距離無線通信部111、表示部120、タッチパネル130、近接センサ140、マイク150、圧電振動素子190、外部スピーカ180、前面側撮像部160及び裏面側撮像部170が設けられている。電子機器1に設けられたこれらの構成要素のそれぞれは、ケース3内に収められている。
制御部100は、一種のコンピュータであって、CPU(Central Processing Unit)101、DSP(Digital Signal Processor)102及び記憶部103等を備えている。制御部100は、電子機器1の他の構成要素を制御することによって、電子機器1の動作を統括的に管理する。
記憶部103は、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等の、CPU101及びDSP102が読み取り可能な非一時的な記録媒体で構成されている。記憶部103には、電子機器1を制御するための、具体的には電子機器1が備える無線通信部110及び表示部120等の各構成要素を制御するための、制御プログラムであるメインプログラム及び複数のアプリケーションプログラム等が記憶されている。制御部100の各種機能は、CPU101及びDSP102が記憶部103内の各種プログラムを実行することによって実現される。
なお記憶部103は、ROM及びRAM以外の、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体を備えていても良い。記憶部103は、例えば、小型のハードディスクドライブ及びSSD(Solid State Drive)等を備えていても良い。
無線通信部110は、アンテナ110aを有している。無線通信部110は、電子機器1とは別の携帯電話機からの信号、あるいはインターネットに接続されたウェブサーバ等の通信装置からの信号を、基地局を介してアンテナ110aで受信する。無線通信部110は、受信信号に対して増幅処理及びダウンコンバートを行って制御部100に出力する。制御部100は、入力される受信信号に対して復調処理等を行って、当該受信信号に含まれる、音声や音楽などを示す音信号などを取得する。
また無線通信部110は、制御部100で生成された、音信号などを含む送信信号に対して、アップコンバート及び増幅処理を行って、処理後の送信信号をアンテナ110aから無線送信する。アンテナ110aからの送信信号は、基地局を通じて、電子機器1とは別の携帯電話機あるいはインターネットに接続された通信装置で受信される。
近距離無線通信部111は、アンテナ111aを有している。近距離無線通信部111は、無線通信部110の通信対象(例えば基地局)に比べて近い位置に存在する通信端末との通信を、アンテナ111aを介して行う。近距離無線通信部111は、例えばBLUETOOTH(登録商標)規格などに則って通信を行う。
表示部120は、例えば、液晶ディプレイあるいは有機ELディスプレイである。表示部120は、制御部100に制御されることによって、文字、記号、図形または画像などの各種情報を表示する。表示部120に表示される情報は、カバーパネル2の表示部分2aを通じて、電子機器1の使用者に視認可能となる。
タッチパネル130は、カバーパネル2の表示部分2aに対する指等の操作子による操作を検出する。タッチパネル130は、例えば、投影型静電容量方式のタッチパネルである。使用者が指等の操作子によってカバーパネル2の表示部分2aに対して操作を行うと、それに応じた信号がタッチパネル130から制御部100に入力される。制御部100は、タッチパネル130からの電気信号に基づいて、表示部分2aに対して行われた操作の内容を特定して、その内容に応じた処理を行う。
近接センサ140は、例えば赤外線方式の近接センサである。近接センサ140は、当該近接センサ140に対して物体が所定距離以内に近接すると、制御部100に検出信号を出力する。制御部100は、近接センサ140からの検出信号に基づいて、物体が近接センサに近接したことを検出する。近接センサ140は、例えば、カバーパネル2に対して使用者の耳などが近接したことを検出する。
前面側撮像部160は、レンズ部及び撮像素子などで構成されている。前面側撮像部160は、制御部100による制御に基づいて、静止画像及び動画像を撮像する。前面側撮像部160のレンズ部は、電子機器1の前面に設けられた前面レンズ用透明部60から視認可能となっている。したがって、前面側撮像部160は、電子機器1の前面側、つまりカバーパネル2側に存在する物体を撮像することが可能である。
裏面側撮像部170は、レンズ部及び撮像素子などで構成されている。裏面側撮像部170は、制御部100による制御に基づいて、静止画像及び動画像を撮像する。裏面側撮像部170のレンズ部は、電子機器1の裏面10に設けられた裏面レンズ用透明部70から視認可能となっている。したがって、裏面側撮像部170は、電子機器1の裏面10側に存在する物体を撮像することが可能である。以降、前面側撮像部160及び裏面側撮像部170のそれぞれを、撮像部600と呼ぶことがある。撮像部600の構造については、後で詳細に説明する。
マイク150は、電子機器1の外部から入力される音を電気的な音信号に変換して制御部100に出力する。電子機器1の外部からの音は、カバーパネル2の前面に設けられたマイク穴50から電子機器1の内部に取り込まれてマイク150に入力される。なお、マイク穴50は、電子機器1の側面または裏面10に設けても良い。
外部スピーカ180は、例えばダイナミックスピーカである。外部スピーカ180は、制御部100からの電気的な音信号を音に変換して出力する。外部スピーカ180から出力される音は、電子機器1の裏面10に設けられたスピーカ穴80から外部に出力される。スピーカ穴80から出力される音については、電子機器1から離れた場所でも聞こえるような音量となっている。外部スピーカ180は、例えば電子機器1の着呼を示す呼び出し音を出力する。なお、スピーカ穴80は、電子機器1の前面または側面に設けても良い。
圧電振動素子190は、電子機器1の前面に設けられたカバーパネル2の内側主面21上に設けられている。圧電振動素子190は、制御部100から与えられる駆動電圧によって振動させられる。制御部100は、音信号に基づいて駆動電圧を生成し、当該駆動電圧を圧電振動素子190に与える。圧電振動素子190が、制御部100によって音信号に基づいて振動させられることによって、カバーパネル2が音信号に基づいて振動する。その結果、カバーパネル2から使用者に受話音が伝達される。この受話音の音量は、使用者がカバーパネル2に耳を近づけた際に適切に聞こえる程度の音量となっている。カバーパネル2から使用者に伝達される受話音については後で詳細に説明する。
<圧電振動素子の詳細>
図6及び図7は、それぞれ、圧電振動素子190の構造を示す上面図及び側面図である。図6及び図7に示されるように、圧電振動素子190は一方向に長い形状を成している。具体的には、圧電振動素子190は、平面視で長方形の細長い板状を成している。圧電振動素子190は、例えばバイモルフ構造を有している。圧電振動素子190は、シム材190cを介して互いに貼り合わされた第1圧電セラミック板190a及び第2圧電セラミック板190bを備えている。
図8及び図9は、圧電振動素子が撓み振動する様子を示す図である。圧電振動素子190では、第1圧電セラミック板190aに対して正の電圧を印加し、第2圧電セラミック板190bに対して負の電圧を印加すると、第1圧電セラミック板190aは長手方向に沿って伸び、第2圧電セラミック板190bは長手方向に沿って縮むようになる。これにより、図8に示されるように、圧電振動素子190は、第1圧電セラミック板190aを外側にして山状に撓むようになる。
一方で、圧電振動素子190では、第1圧電セラミック板190aに対して負の電圧を印加し、第2圧電セラミック板190bに対して正の電圧を印加すると、第1圧電セラミック板190aはその長手方向に沿って縮み、第2圧電セラミック板190bはその長手方向に沿って伸びるようになる。これにより、図9に示されるように、圧電振動素子190は、第2圧電セラミック板190bを外側にして山状に撓むようになる。
圧電振動素子190は、図8の状態と図9の状態とを交互にとることによって、自身の長手方向に沿って撓み振動を行う。制御部100は、第1圧電セラミック板190aと第2圧電セラミック板190bとの間に、正の電圧と負の電圧とが交互に現れる交流電圧を印加することによって、圧電振動素子190をその長手方向に沿って撓み振動させる。
このような構造を有する圧電振動素子190は、カバーパネル2の内側主面21の周縁部に配置される。具体的には、圧電振動素子190は、カバーパネル2の内側主面21の上側端部における、当該カバーパネル2の短手方向DR2の中央部に配置される。また、圧電振動素子190は、その長手方向が、カバーパネル2の短手方向DR2に沿うように配置される。これにより、圧電振動素子190は、カバーパネル2の短手方向DR2に沿って撓み振動を行う。そして、圧電振動素子190の長手方向の中心は、カバーパネル2の内側主面21の上側端部における短手方向DR2の中心と一致している。
ここで、上述の図8及び図9に示されるように、撓み振動を行う圧電振動素子190では、その長手方向の中心が最も変位量が大きくなる。したがって、圧電振動素子190の長手方向の中心が、カバーパネル2の内側主面21の上側端部における短手方向DR2の中心と一致することによって、圧電振動素子190における、撓み振動での変位量が最大となる箇所が、カバーパネル2の内側主面21の上側端部における短手方向DR2の中心に一致するようになる。
なお、上述の図6〜9に示される圧電振動素子190では、シム材190cを間に挟んで貼り合わされた第1圧電セラミック板190a及び第2圧電セラミック板190bから成る構造が1つだけ設けられていたが、複数の当該構造を積層させても良い。この場合には、圧電振動素子190の積層構造の層数は、28層以上が好ましく、44層以上がさらに好ましい。これにより、圧電振動素子190は、十分な振動をカバーパネル2に伝達することができる。
また、圧電振動素子190は、圧電セラミック材料の他に、ポリフッ化ビニリデン及びポリ乳酸などの有機圧電材料などから構成されても良い。具体的には、例えば、圧電振動素子190は、互いに積層された、ポリ乳酸フィルムから成る第1及び第2圧電板で構成されても良い。圧電板に設ける電極としては、例えばITO(Indium-Tin-Oxide、すなわちインジウム錫酸化物)などの透明電極が用いられることが可能である。
<受話音の発生について>
本実施の形態では、圧電振動素子190がカバーパネル2を振動させることによって、当該カバーパネル2から気導音及び伝導音が電子機器1の使用者に伝達される。言い換えれば、圧電振動素子190自身の振動がカバーパネル2に伝わることにより、当該カバーパネル2から気導音及び伝導音が使用者に伝達される。
ここで、気導音とは、外耳道孔(いわゆる「耳の穴」)に入った音波(空気振動)が鼓膜を振動させることによって、人の脳で認識される音である。一方で、伝導音とは、耳介が振動させられ、当該耳介の振動が鼓膜に伝わって当該鼓膜が振動することによって、人の脳で認識される音である。以下に、気導音及び伝導音について詳細に説明する。
図10は気導音及び伝導音を説明するための図である。図10には、電子機器1の使用者の耳の構造が示されている。図10においては、波線400は気導音が脳で認識される際の音信号(音情報)の伝導経路を示している。実線410は伝導音が脳で認識される際の音信号の伝導経路を示している。
カバーパネル2に取り付けられた圧電振動素子190が、受話音を示す電気的な音信号に基づいて振動させられると、カバーパネル2が振動して、当該カバーパネル2から音波が出力される。使用者が、電子機器1を手に持って、当該電子機器1のカバーパネル2を当該使用者の耳介300に近づけると、あるいは当該カバーパネル2を当該使用者の耳介300に接触させると、当該カバーパネル2から出力される音波が使用者の外耳道孔310に入る。カバーパネル2からの音波は、外耳道孔310内を進み、鼓膜320を振動させる。鼓膜320の振動は耳小骨330に伝わり、当該耳小骨330が振動する。そして、耳小骨330の振動は蝸牛340に伝わって、当該蝸牛340において電気信号に変換される。当該電気信号は、聴神経350を通って脳に伝達され、脳において受話音が認識される。このようにして、カバーパネル2から電子機器1の使用者に対して気導音が伝達される。
また、使用者が、電子機器1を手に持って、カバーパネル2を当該使用者の耳介300に接触させると、当該耳介300が、圧電振動素子190によって振動させられている当該カバーパネル2によって振動させられる。耳介300の振動は鼓膜320に伝わり、当該鼓膜320が振動する。鼓膜320の振動は耳小骨330に伝わり、当該耳小骨330が振動する。そして、耳小骨330の振動は蝸牛340に伝わり、当該蝸牛340において電気信号に変換される。当該電気信号は、聴神経350を通って脳に伝達され、脳において受話音が認識される。このようにして、カバーパネル2から電子機器1の使用者に対して伝導音が伝達される。図10では、耳介300内部の耳介軟骨300aも示されている。
なお、骨導音は、頭蓋骨を振動させて、当該頭蓋骨の振動が蝸牛340などの内耳を直接刺激することによって、人の脳で認識される音である。図10においては、例えば下顎骨500を振動させた場合において、骨伝導音が脳で認識される際の音信号の伝達経路を複数の円弧420で示している。
このように、本実施の形態では、圧電振動素子190が電子機器1の前面に設けられたカバーパネル2を適切に振動させることによって、カバーパネル2から電子機器1の使用者に対して気導音及び伝導音を伝えることができる。使用者は、カバーパネル2に耳介300を近づけることによって当該カバーパネル2からの気導音を聞くことができる。また使用者は、カバーパネル2に耳介300を接触させることによって当該カバーパネル2からの気導音及び伝導音を聞くことができる。本実施の形態では、圧電振動素子190は、電子機器1の使用者に対して適切に気導音及び伝導音を伝達できるように、その構造が工夫されている。使用者に対して適切に気導音及び伝導音を伝えることができるように電子機器1を構成することによって様々なメリットが発生する。
例えば、使用者は、カバーパネル2を耳に当てれば音が聞こえることから、電子機器1において耳を当てる位置をそれほど気にすることなく通話を行うことができる。
また、使用者は、周囲の騒音が大きい場合には、耳をカバーパネル2に強く押し当てることによって、伝導音の音量を大きくしつつ、周囲の騒音を聞こえにくくすることができる。よって、使用者は、周囲の騒音が大きい場合であっても、適切に通話を行うことができる。
また、使用者は、耳栓やイヤホンを耳に取り付けた状態であっても、カバーパネル2を耳、より詳細には耳介300に当てることによって、電子機器1からの受話音を認識することができる。また、使用者は、耳にヘッドホンを取り付けた状態であっても、当該ヘッドホンにカバーパネル2を当てることによって、電子機器1からの受話音を認識することができる。
なお、カバーパネル2のうち、圧電振動素子190が取り付けられている部分が比較的振動し易くなる。したがって、使用者は、カバーパネル2のうち圧電振動素子190が取り付けられている上側端部、特に上側端部の短手方向DR2の中央部に対して、耳を近づけたり、耳を押し当てたりすると、カバーパネル2からの音が聞こえ易くなる。
<撮像部の構造>
以下では、撮像部600の構造について詳細に説明する。前面側撮像部160及び裏面側撮像部170は互いに同様の構造を有している。図11は、撮像部600の断面構造の概略を示す図である。撮像部600は、例えば、焦点調整機能を有するカメラモジュールである。図11に示されるように、撮像部600は、取付基板601、撮像素子602、IRカットフィルタ603、レンズ部610、レンズ部ホルダ620及び駆動部630を備える。図4に示されるように、前面側撮像部160は、その取付基板601によって、プリント基板200の主面201に取り付けられている。裏面側撮像部170は、その取付基板601によって、プリント基板200の主面202に取り付けられている。
撮像部600の上側からの入射光は、レンズ部610及びIRカットフィルタ603を通して、撮像素子602上に結像される。レンズ部610は、レンズ部ホルダ620内に収納されている。駆動部630は、レンズ部610を撮像部600の光軸方向に沿って移動させることによって、焦点を調整する。撮像部600の光軸方向を第1方向DR11、当該第1方向DR11に垂直な方向を第2方向DR12とする。
撮像素子602は、第2方向DR12に平行な板状であって、平面視において略長方形を成している。撮像素子602は受光面602aを有する。撮像素子602は、受光面602aを取付基板601側とは反対側に向けて取付基板601に取り付けられている。
レンズ部ホルダ620は、中空の略直方体であって、その上面から底面まで第1方向DR11に沿って貫通する貫通孔621を有する。レンズ部ホルダ620は、撮像素子602が貫通孔621内に位置するように、取付基板601に取り付けられている。
レンズ部ホルダ620は、その内壁620aから内側に突出する第1突起部622及び第2突起部623を有する。第1突起部622は、内壁620aの下端部の少し上側に設けられている。第2突起部623は、内壁620aの上端部に設けられている。第1突起部622及び第2突起部623は、例えば、レンズ部ホルダ620の内壁620aの全周囲にわたって存在する。第1突起部622は、取付基板601側の第1主面622aと、当該第1主面622aとは反対側の第2主面622bとを有する。第2突起部623は、第1突起部622側の第3主面623aを有する。レンズ部610は、レンズ部ホルダ620における、第1突起部622と第2突起部623との間で移動可能なように、貫通孔621内に存在する。
IRカットフィルタ603は、貫通孔621内において、撮像素子602の受光面602aと対向して配置される。IRカットフィルタ603は、レンズ部ホルダ620における第1突起部622の第1主面622aに貼り付けられている。
レンズ部610は、第1方向DR11に沿って延びる略円柱形を成している。レンズ部610は、複数のレンズ611、レンズケース612及び可動部613を有する。
レンズケース612は、第1方向DR11に沿って延びる略円柱形を成している。レンズケース612内には、複数のレンズ611が設けられている。可動部613は、略円筒形を成しており、その内周面(内壁)613cにレンズケース612が固定されている。
本実施の形態において、駆動部630は、電磁力によってレンズ部610を駆動する。駆動部630は、駆動回路部631、複数の磁石632及びコイル633を備える。駆動回路部631は、取付基板601上に設けられている。駆動回路部631はコイル633に電流を流す。コイル633は、レンズ部610の側面、つまり、可動部613の外周面613dの全周囲に巻かれている。コイル633は、取付基板601を介して駆動回路部631と電気的に接続されている。複数の磁石632は、レンズ部ホルダ620の内壁620aにおける、第1突起部622と第2突起部623との間の領域620abに、レンズ部610に巻かれたコイル633と対向して取り付けられている。
駆動部630は、コイル633に電流を流すことによって生じる電磁力によって、レンズ部610を駆動する。具体的には、駆動回路部631がコイル633に電流を流すと、コイル633と、それに対向する複数の磁石632との働きによって駆動部630に電磁力が発生する。この電磁力により、可動部613が第1方向DR11に沿って移動する。これにより、可動部613に固定されたレンズケース612も第1方向DR11に沿って移動する。駆動回路部631は、制御部100の制御によって、コイル633に流す電流量を制御する。コイル633に流す電流量が増加すると、レンズ部610と、第1突起部622との間の距離が大きくなる。つまり、レンズ部610は、コイル633に流す電流量が増加すると、第1突起部622から離れる方向に移動する。
図12は、レンズ部610が駆動される様子を示す図である。撮像部600が撮像しているときには、駆動部630がレンズ部610を第1方向DR11に沿って移動させることによって、撮像部600の焦点が調整される。レンズ部610は、電磁力によって焦点が調整された位置に保持される。駆動部630が第1方向DR11に沿ってレンズ部610を移動することによって、電子機器1には、例えば、オートフォーカス機能が実現される。
<レンズ部の振動について>
上記のような撮像部600において、レンズ部610が振動する場合がある。以下では、レンズ部610の振動について詳細に説明する。
図11に示されるように、駆動部630がレンズ部610を駆動していない状態では、言い換えれば、コイル633に電流が流されていない状態では、レンズ部610は、固定されていない。したがって、この状態では、レンズ部610は、レンズ部ホルダ620内で移動可能となっている。撮像部600が、レンズ部610を上側に向けて位置する場合には、可動部613の底面613aは、第1突起部622の第2主面622bと接触している。
図4に示されるように、圧電振動素子190は、配線部材230によってプリント基板200に接続されている。これにより、圧電振動素子190の振動は、配線部材230を介してプリント基板200を振動させる。また、圧電振動素子190とプリント基板200とは、貼付部材220、カバーパネル2、貼付部材210及びケース3を介して繋がっている。これにより、圧電振動素子190の振動は、これらを介して、プリント基板200を振動させる。プリント基板200の振動は、撮像部600のレンズ部ホルダ620を振動させる。レンズ部ホルダ620の振動は、レンズ部610に伝達し、レンズ部610を振動させる。レンズ部610が振動することによって、レンズ部610とレンズ部ホルダ620とが衝突を繰り返し、撮像部600から異音が発生する場合がある。
また、撮像部600が、レンズ部610を下側に向けて位置する場合には、可動部613の上面613bは、第2突起部623の第3主面623aと接触している。この場合にも、圧電振動素子190の振動は、レンズ部ホルダ620からレンズ部610に伝達し、レンズ部610を振動させる。
以上のように、撮像部600では、第1突起部622及び第2突起部623は、圧電振動素子190の振動が伝達し、レンズ部610と接触する部分となる。
本実施の形態では、圧電振動素子190がカバーパネル2を振動させて、電子機器1の使用者に受話音を伝達する。使用者は、カバーパネル2を耳に近づける又は接触させることによって受話音を聞くことから、撮像部600から発生する異音が聞こえ易くなっている。
一方、図12に示されるように、駆動部630がレンズ部610を駆動している状態では、レンズ部610が第1方向DR11に沿って移動し、保持されている。この結果、レンズ部610は、第1突起部622及び第2突起部623と接触していない。つまり、駆動部630は、レンズ部610が第1突起部622及び第2突起部623に接触しないようにレンズ部610を駆動する。これにより、レンズ部610に圧電振動素子190の振動が伝達することを抑制することができる。その結果、レンズ部610が振動することを抑制することができる。よって、撮像部600から異音が発生することを抑制することができる。
また本実施の形態では、撮像部600は、駆動部630がレンズ部610を移動させることによって焦点を調整する。したがって、本実施の形態では、撮像部600の焦点調整機能を利用することによって、簡単にレンズ部610を、圧電振動素子190の振動が伝達する部分と接触しないように駆動することができる。
<電子機器の動作>
図13は、電子機器1の動作を示すフローチャートである。図13では、通話時における電子機器1の動作を示している。
まず、ステップS1において、電子機器1が着呼する。次に、ステップS2において、制御部100は、使用者に着呼を通知する。制御部100は、例えば、外部スピーカ180に音信号に基づく電気信号を入力し、外部スピーカ180から着呼を示す呼び出し音を出力する。次に、ステップS3において、制御部100は、使用者が着呼に応答したことを検出する。制御部100は、例えば、タッチパネル130からの電気信号に基づいて、使用者が着呼への応答操作を行ったことを検出する。次に、ステップS4にて、制御部100は、カバーパネル2から受話音を伝達するか否かを判定する。
カバーパネル2から受話音を伝達する場合とは、例えば、使用者が電子機器1を手にとって、カバーパネル2を自身の耳に近接又は接触させて通話を行う場合である。以降、カバーパネル2から受話音を伝達する場合を通常通話とも呼ぶ。
ステップS4では、制御部100は、通常通話を行うか否かを判定する。ここで、通常通話以外の通話としては、例えば、有線で接続されたイヤホンなどを使用した通話(以後、有線利用通話と呼ぶ)、近距離無線通信で接続された、ヘッドセットまたはハンズフリー通話機器を使用した通話(以後、無線利用通話と呼ぶ)、外部スピーカ180を使用した通話(以後、スピーカ利用通話と呼ぶ)などがある。制御部100は、電子機器1に設けられているイヤホンジャックにイヤホンなどが接続されていることを検出した場合には、有線利用通話を行うと判定し、イヤホンジャックから受話音を出力する。これにより、電子機器1が他の携帯電話機等から受信した音声等が、イヤホン等から使用者に伝達される。
また、制御部100は、有線利用通話を行わないと判断し、かつ近距離無線通信部111がヘッドセットまたはハンズフリー通話機器などが電子機器1に接続されていることを検出した場合には、無線利用通話を行うと判定し、近距離無線通信部111から受話音を出力する。これにより、電子機器1が他の携帯電話機等から受信した音声等が、ヘッドセット等から使用者に伝達される。
また、制御部100は、有線利用通話及び無線利用通話を行わないと判定し、かつ使用者によって受話音の出力先が外部スピーカ180に設定されていることを検出した場合には、スピーカ利用通話を行うと判定し、外部スピーカ180から受話音を出力する。これにより、電子機器1が他の携帯電話機等から受信した音声等が、外部スピーカ180から使用者に伝達される。
ステップS4において、制御部100は、有線利用通話、無線利用通話及びスピーカ利用通話のいずれも行わないと判定した場合に、通常通話を行うと判定する。制御部100は、通常通話を行うと判定した場合には、圧電振動素子190を振動させることによって、他の携帯電話機等から受信した音声等を受話音としてカバーパネル2から使用者に伝達する。
ステップS4において、制御部100が、通常通話を行うと判定した場合には、つまりカバーパネル2から受話音を伝達すると判定した場合には、ステップS5が実行される。ステップS5において、駆動部630は、レンズ部610がレンズ部ホルダ620の第1突起部622及び第2突起部623と接触しないように、レンズ部610を駆動する。これにより、カバーパネル2から受話音を伝達するために圧電振動素子190が振動しているときに、圧電振動素子190の振動によってレンズ部610が振動することを抑制することができる。ステップS5の後、ステップS7が実行される。
一方、ステップS4において、制御部100が有線利用通話、無線利用通話及びスピーカ利用通話のいずれかを行うと判定した場合(通常通話を行わないと判定した場合)には、つまりカバーパネル2から受話音を伝達しないと判定した場合には、ステップS6が実行される。ステップS6において、駆動部630は、レンズ部610を駆動しない。具体的には、ステップS6実行直前に駆動部630がレンズ部610を駆動している場合には、ステップS6にて、駆動部630はレンズ部610の駆動を停止する。また、ステップS6実行直前に駆動部630がレンズ部610を駆動していない場合には、ステップS6にて、駆動部630はレンズ部610を駆動しない状態を維持する。ステップS6の後、ステップS7が実行される。
ステップS7において、制御部100は、使用者の通話終了操作を検出する。例えば、制御部100は、タッチパネル130からの電気信号に基づいて、使用者が通話終了操作を行ったことを検出する。次に、ステップS8において、駆動部630は、レンズ部610の駆動を停止して、レンズ部610が駆動されない状態にする。
ステップS5においては、撮像部600は撮像を行わないので、撮像素子602は駆動されていない。また駆動部630は、レンズ部610がレンズ部ホルダ620の第1突起部622及び第2突起部623と接触しない程度にレンズ部610を駆動すればよい。したがって、駆動部630のコイル633に流す電流量は、撮像時の焦点調整動作を行っているときに比べて小さい電流量でよい。例えば、撮像時の焦点調整動作時には数十mAの電流をコイル633に流すのに対して、ステップS5ではコイル633に数mAの電流が流される。これにより、通話時の撮像部600の消費電力を抑制することができる。
また本実施の形態では、レンズ部610が駆動されていない状態では、撮像部600はスタンバイ状態となっている。ここでスタンバイ状態とは、撮像素子602及び駆動回路部631それぞれにおける一部の回路ブロックのみに電源を供給している状態である。これにより、消費電力を抑制しつつ、撮像部600を駆動する際に駆動が開始するまでの時間を低減する。レンズ部610が駆動されていない状態では、撮像部600に電源が供給されていなくても良い。
なお、上述の図13の例では、制御部100がカバーパネル2から受話音を伝達すると判定した場合には、通話が終了するまで駆動部630がレンズ部610を駆動したままとなっている。しかしながら、ステップS5と、ステップS7との間に、制御部100が通話方法が変更されたことを検出した場合には、ステップS4〜S6の処理を再度実行してもよい。例えば、通常通話の途中で、制御部100が使用者によって受話音の出力先が外部スピーカ180に切り替えられたことを検出した場合には、制御部100は、ステップS4でスピーカ利用通話を行うと判定(通常通話を行わないと判定)し、外部スピーカ180から受話音を出力する。そして、ステップS6において、駆動部630は、レンズ部610を駆動しない。また、ステップS6と、ステップS7との間に、制御部100が通話方法が変更されたことを検出した場合には、ステップS4〜S6の処理を再度実行してもよい。
<変形例>
図14は、変形例に係る電子機器の動作を示すフローチャートである。図13と比較して、ステップS4とステップS5との間にステップS9をさらに備える。ステップS9において、使用者の耳がカバーパネル2に近づけられるなどして、近接センサ140が物体の近接を検知すると、ステップS5において、駆動部630はレンズ部610を駆動する。ステップS5では、近接センサ140からの検知信号を受け取った制御部100が駆動部630を制御することによって、駆動部630はレンズ部610を駆動する。
このように、本変形例では、圧電振動素子190が振動している場合であっても、近接センサ140が物体の近接を検知しないときには、駆動部630は、レンズ部610を駆動しない。これにより、使用者がカバーパネル2に耳を近づけていないときに、レンズ部610が駆動されることを抑制できる。つまり、使用者がレンズ部610からの異音が聞こえにくい状態において、レンズ部610が駆動されることを抑制できる。よって、使用者に異音が伝わることを抑制しつつ、撮像部600の消費電力を低減することができる。
上記の変形例では、近接センサ140がカバーパネル2への物体の近接を検出したときにレンズ部610が駆動されているが、タッチパネル130がカバーパネル2への物体の接触を検出したときにレンズ部610が駆動されてもよい。
また、上記の変形例では、近接センサ140が物体の近接を検知した後は、通話が終了するまで、駆動部630がレンズ部610を駆動した状態のままになっている。しかしながら、ステップS5の後に、近接センサ140が物体の近接を検知しなくなった場合には、駆動部630はレンズ部610の駆動を停止しても良い。また、近接センサ140が物体の近接を再度検知した場合には、駆動部630はレンズ部610を駆動しても良い。
また、タッチパネル130がカバーパネル2への物体の接触を検出したときにレンズ部610が駆動される場合には、タッチパネル130が物体の接触を検知しなくなった場合には、駆動部630はレンズ部610の駆動を停止しても良い。また、タッチパネル130が物体の接触を再度検知した場合には、駆動部630はレンズ部610を駆動しても良い。
また上記の例では、撮像部600では、レンズ部610が第1方向DR11に沿って移動可能であったが、レンズ部610が第1方向DR11以外の方向に移動可能であっても良い。例えば、撮像部600では、レンズ部610が第2方向DR12と平行に移動可能であっても良い。この場合には、電子機器1に手ブレ抑制機能を実現することができる。また、レンズ部610は、第1方向DR11及び第2方向DR12に沿って移動可能であっても良い。この場合には、電子機器1にオートフォーカス機能及び手ブレ抑制機能を実現することができる。
また上記の例では、本願発明を携帯電話機に適用する場合を例にあげて説明したが、本願発明は、移動可能なレンズ部を有する撮像部が設けられた他の電子機器にも適用することができる。例えば、本願発明は、タブレット端末、腕などに装着するウェアラブルタイプの電子機器等にも適用することができる。
以上のように、電子機器1は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。また、上述した各種変形例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
1 電子機器
2 カバーパネル
140 近接センサ
190 圧電振動素子
600 撮像部
610 レンズ部
613 可動部
613a 底面
613b 上面
620 レンズ部ホルダ
622 第1突起部
622a 第1主面
622b 第2主面
623 第2突起部
623a 第3主面
630 駆動部

Claims (4)

  1. 電子機器であって、
    前記電子機器の表面に設けられたパネルと、
    前記パネルを振動させる圧電振動素子と、
    レンズ部と、前記レンズ部を駆動する駆動部とを有する撮像部と
    を備え、
    前記撮像部は、前記圧電振動素子の振動が伝達する部分であって、前記レンズ部と接触する部分を有し、
    前記駆動部は、前記圧電振動素子が振動しているとき、前記レンズ部が前記部分に接触しないように前記レンズ部を駆動する、電子機器。
  2. 請求項1に記載の電子機器であって、
    前記駆動部は、電磁力によって前記レンズ部を駆動する、電子機器。
  3. 請求項1または請求項2に記載の電子機器であって、
    前記撮像部は、前記駆動部によって前記レンズ部を移動させることによって焦点を調整する、電子機器。
  4. 請求項1乃至請求項3のいずれか一つに記載の電子機器であって、
    前記パネルに対する物体の接触又は近接を検知するセンサを更に備え、
    前記駆動部は、前記圧電振動素子が振動している場合、
    前記センサが前記接触又は前記近接を検知したときに、前記レンズ部が前記部分に接触しないように前記レンズ部を駆動し、
    前記センサが前記接触又は前記近接を検知しないときには、前記レンズ部を駆動しない、電子機器。
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